[实用新型]PM2.5自动控制窗帘

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种依据PM2.5浓度调整开合量的自动窗帘装置，应用于室内空气质量防护。

背景技术

PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 微米的颗粒物，其化学成分主要包括有机碳（OC）、元素碳（EC）、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐（Na+）等。

虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。PM2.5对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。

现有的室内PM2.5预防方法主要分为三种：机器过滤、水吸收和植物吸收。机器过滤包括空调过滤、空气清新器过滤等，可以明显降低PM2.5浓度，缺点是设备成本高、需要清洗或更换滤膜、能耗高；水吸收法包括加湿器、超声雾化器、水帘、水池和鱼缸等，只能吸收空气中亲水性PM2.5，对憎水性PM2.5无能为力；植物吸收法能够吸收有害气体和吸附PM2.5并产生有益的气体，不足是吸收效率低。

实用新型内容

实用新型目的：为了更加高效、经济地预防室外PM2.5对室内空气的影响，本实用新型提供一种PM2.5自动窗帘防护装置，其可以实时检测当前室外大气中的PM2.5浓度并自动打开或者关闭窗帘。

技术方案：一种PM2.5自动控制窗帘，包括PM2.5浓度检测仪、串行通信单元（RS232方式）、液晶显示模块、控制器、晶闸管开关电路和电动窗帘；PM2.5浓度检测仪通过RS232方式的串行通信单元与控制器连接，将PM2.5浓度数据发送给控制器；所述控制器分别与液晶显示模块和晶闸管开关电路链接，液晶显示模块显示PM2.5浓度数据，控制器通过晶闸管开关电路控制电动窗帘的开和关，当控制器中的比较器判断出PM2.5浓度数据超过预设阈值时，向晶闸管开关电路发出关闭电动窗帘信号，使电动窗帘关闭，当PM2.5浓度数据没有超过预设阈值时，向晶闸管开关电路发出打开电动窗帘信号，使电动窗帘打开。

进一步地，PM2.5浓度检测仪，基于电化学方法，内部集成温度误差校正算法，每5s更新一次检测结果，检测结果准确。量程是0~600微克/立方米，精度为1微克/立方米。同时检测空气温度和湿度，精度1%以内，具有简单易用、易于二次开发和性价比高等优点。

进一步地，电动窗帘：包括管状220V交流电机、支架、卷帘、转动管和底梁。电机直径35mm，功率120W，转速17RPM，最大限位圈数30转。本装置根据控制器发出的信号自动控制窗帘的升降，也可以通过开关或者遥控器控制。此窗帘采用专用管状电机，具有长寿命、运转稳定和噪音低等优点。

按功能可以分为不透光窗帘、半透光窗帘和防风窗帘三种。不透光窗帘采用遮光材料制作，最大限度的减少通过窗户照进房间的光线；半透光窗帘采用半透光材料制作，在严重污染的白天窗帘完全关闭的情况下也不会让房间黑如夜晚；防风窗帘采用质地较硬的材料制作，另外在窗帘两侧安装导轨，在大风条件下也不会有“漏网之PM2.5”从底边或侧边偷偷溜进来。

进一步地，控制器与PM2.5浓度检测仪采用RS232串行通信方式进行数据交换，控制器每5s读取一次PM2.5浓度检测仪的检测结果，将半小时内的PM2.5检测结果进行平均，根据此值划定当前半小时时间段的空气质量等级为优秀、良好、轻度污染、中度污染、重度污染或严重污染之一。再通过双路晶闸管开关电路控制窗帘上卷或者下降到相应的程度：如果空气质量是优秀或良好则窗帘会完全打开，轻度污染则窗帘打开1/2，中度污染则窗帘打开1/4，重度污染时窗户会打开1/8，如果是严重污染则窗帘完全关闭。另外，控制器还要将每5s采集到的PM2.5浓度、大气温度、大气湿度显示在液晶显示器上。

控制器电路选用国产高性能单片机STC12LE5408AD。采用3.3V电压供电，功耗更低；改变传统51单片机12T工作方式为1T方式，运行速度变为51单片机的12倍；内嵌看门狗和多种保护机制，抗干扰能力更强；内部集成8路高速10位A/D转换器，减少系统成本和体积。

进一步地，所述晶闸管开关电路为2路晶闸管交流开关电路，分别控制窗帘内交流电机的正向转动和反向转动。2路晶闸管的导通时间点和导通时间长度由控制器精确控制，进而能准确自动设定窗帘的开合量。