本發(fā)明涉及空氣智能凈化，是基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、空氣凈化器通過(guò)提升室內(nèi)空氣質(zhì)量、保護(hù)健康、提高生活質(zhì)量和節(jié)能環(huán)保等多方面的優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)代生活中重要的環(huán)境改善設(shè)備，但與此同時(shí)，在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)空氣凈化系統(tǒng)存在幾個(gè)顯著問(wèn)題和不足：固定化運(yùn)行模式導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法有效應(yīng)對(duì)環(huán)境中污染物濃度和組合的動(dòng)態(tài)變化，缺乏穩(wěn)定性和預(yù)測(cè)性；多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為處理特定類型的污染物，對(duì)于復(fù)雜的多污染物組合缺乏綜合應(yīng)對(duì)能力；長(zhǎng)期運(yùn)行下可能存在能效低和高操作成本問(wèn)題，缺乏智能化管理和優(yōu)化調(diào)節(jié)能力；同時(shí)，常常缺乏足夠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力和遠(yuǎn)程響應(yīng)機(jī)制，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題，影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和凈化效果的持續(xù)性。綜上所述，這些問(wèn)題限制了傳統(tǒng)空氣凈化系統(tǒng)在適應(yīng)復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境、提升凈化效率和降低運(yùn)行成本方面的能力，需要通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)來(lái)解決。

2、在現(xiàn)有已公開(kāi)的發(fā)明技術(shù)中，如公開(kāi)號(hào)為cn108266798a的專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種空氣凈化器用空氣凈化系統(tǒng)，該發(fā)明包括空氣質(zhì)量檢測(cè)儀、處理器、顯示裝置、存儲(chǔ)器、移動(dòng)設(shè)備、藍(lán)牙檢測(cè)裝置、遠(yuǎn)程通信模塊和空氣凈化模塊；處理器分別與顯示裝置、存儲(chǔ)器電連接。

3、上述專利缺少對(duì)環(huán)境中化學(xué)性污染物質(zhì)和物理性污染物質(zhì)的協(xié)同凈化，存在背景技術(shù)中描述的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，空氣凈化器的空氣凈化空間有限、潔凈度不足且缺少對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程管理的問(wèn)題，提出了基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)及控制方法。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的控制方法的技術(shù)方案包括如下步驟：

3、s1：獲取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的幾何數(shù)據(jù)，并根據(jù)空間幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行三維空間建模；

4、s2：通過(guò)在室內(nèi)空間內(nèi)部布設(shè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，分別采集封閉空間中的物理性污染物數(shù)據(jù)和化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)，同步監(jiān)測(cè)室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)；

5、s3：將所述物理性污染物數(shù)據(jù)及所述實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)導(dǎo)入負(fù)氧離子凈化系數(shù)計(jì)算策略中計(jì)算負(fù)氧離子實(shí)時(shí)凈化系數(shù)；

6、s4：將所述化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)及所述實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)導(dǎo)入量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)計(jì)算策略中計(jì)算量子點(diǎn)納米光觸媒實(shí)時(shí)凈化系數(shù)；

7、s5：提取所述負(fù)氧離子實(shí)時(shí)凈化系數(shù)及量子點(diǎn)納米光觸媒實(shí)時(shí)凈化系數(shù)，評(píng)估計(jì)算智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控需求值，并根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)控需求值對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制；

8、s6：建立大數(shù)據(jù)模型，記錄并更新智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的歷史運(yùn)行參數(shù)至大數(shù)據(jù)模型，生成歷史運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)工作模式。

9、具體地，s11：通過(guò)激光掃描儀獲取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的空間幾何數(shù)據(jù)，所述空間幾何數(shù)據(jù)包括尺寸數(shù)據(jù)、面積數(shù)據(jù)和布局?jǐn)?shù)據(jù)，所述尺寸數(shù)據(jù)用于確定在室內(nèi)空間內(nèi)部布設(shè)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器的位置和數(shù)量；所述面積數(shù)據(jù)用于確定智能光催化空氣凈化系統(tǒng)中空氣凈化模組的數(shù)量；所述布局?jǐn)?shù)據(jù)包括：室內(nèi)空間中會(huì)產(chǎn)生甲醛及tovc物質(zhì)的建筑材料；

10、s12：根據(jù)空間幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行三維空間建模。

11、具體地，s21：根據(jù)室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的尺寸數(shù)據(jù)確定在室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域布設(shè)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器的位置和數(shù)量；

12、s22：通過(guò)激光散射傳感器獲取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的物理性污染物數(shù)據(jù)，所述物理性污染物數(shù)據(jù)包括：pm2.5、pm10及煙草煙霧中的固態(tài)顆粒物；

13、s23：通過(guò)電化學(xué)傳感器獲取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)，所述化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)包括：甲醛氣體、voc及異味氣體；

14、s24：接入室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的監(jiān)測(cè)視頻，監(jiān)測(cè)獲得室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)，所述實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)包括：功能區(qū)域內(nèi)的涌入人群數(shù)量和功能區(qū)域內(nèi)的溫濕比。

15、具體地，s31：提取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)的涌入人群數(shù)量；同步提取所述物理性污染物數(shù)據(jù)，包括：pm2.5、pm10及煙草煙霧中的固態(tài)顆粒物；

16、s32：將s31中數(shù)據(jù)導(dǎo)入負(fù)氧離子凈化系數(shù)計(jì)算策略中計(jì)算負(fù)氧離子實(shí)時(shí)凈化系數(shù)，所述負(fù)氧離子凈化系數(shù)計(jì)算策略具體如下：

17、；

18、其中，為功能區(qū)域內(nèi)在一個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)，涌入人群的總?cè)藬?shù)為p時(shí)，對(duì)負(fù)氧離子凈化能力產(chǎn)生的偏差項(xiàng)數(shù)，；

19、分別表示物理性污染物數(shù)據(jù)中pm2.5、pm10及煙草煙霧中的固態(tài)顆粒物對(duì)應(yīng)的待凈化項(xiàng)數(shù)；

20、所述固態(tài)顆粒物對(duì)應(yīng)的待凈化項(xiàng)數(shù)的計(jì)算策略如下：

21、；

22、sb為上標(biāo)，；

23、表示上標(biāo)sb對(duì)應(yīng)的物理性污染物數(shù)據(jù)在監(jiān)測(cè)時(shí)時(shí)間點(diǎn)為t時(shí)的固態(tài)顆粒物濃度；分別表示智能光催化空氣凈化系統(tǒng)中對(duì)上標(biāo)sb對(duì)應(yīng)的物理性污染物預(yù)設(shè)的固態(tài)顆粒物濃度最大值和固態(tài)顆粒物濃度最小值；

24、分別表示物理性污染物數(shù)據(jù)中pm2.5、pm10及煙草煙霧中的固態(tài)顆粒物的凈化資源消耗占比系數(shù)。

25、具體地，s41：提取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)的功能區(qū)域內(nèi)溫濕比；同步提取所述化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)，包括：甲醛氣體、voc及異味氣體；

26、s42：將s41中數(shù)據(jù)導(dǎo)入量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)計(jì)算策略中計(jì)算量子點(diǎn)納米光觸媒實(shí)時(shí)凈化系數(shù)，所述量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)計(jì)算策略具體如下：

27、；

28、其中，為功能區(qū)域內(nèi)在一個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)，功能區(qū)域內(nèi)的溫濕比為w時(shí)，對(duì)量子點(diǎn)納米光觸媒凈化能力產(chǎn)生的偏差項(xiàng)數(shù)；

29、預(yù)設(shè)細(xì)菌病毒繁殖所需的溫濕度閾值，當(dāng)w小于或等于所述細(xì)菌病毒繁殖所需的溫濕度閾值時(shí)，；

30、分別表示化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)中甲醛氣體、voc及異味氣體的氣體濃度對(duì)應(yīng)的待凈化項(xiàng)數(shù)；

31、所述氣體濃度對(duì)應(yīng)的待凈化項(xiàng)數(shù)的計(jì)算策略如下：

32、；

33、sb為上標(biāo)，；

34、表示上標(biāo)sb對(duì)應(yīng)的化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)在監(jiān)測(cè)時(shí)時(shí)間點(diǎn)為t時(shí)的氣體濃度；分別表示智能光催化空氣凈化系統(tǒng)中對(duì)上標(biāo)sb對(duì)應(yīng)的化學(xué)性污染物預(yù)設(shè)的氣體濃度最大值和氣體濃度最小值；

35、分別表示化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)中甲醛氣體、voc及異味氣體的凈化資源消耗占比系數(shù)。

36、具體地，s5中，所述提取所述負(fù)氧離子實(shí)時(shí)凈化系數(shù)及量子點(diǎn)納米光觸媒實(shí)時(shí)凈化系數(shù)，評(píng)估計(jì)算智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控需求值具體如下：

37、；

38、其中，表示在監(jiān)測(cè)時(shí)，時(shí)間點(diǎn)為t時(shí)，智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控需求值。

39、具體地，s5中，所述根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)控需求值對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制包括：

40、s51：提取智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控需求值，并進(jìn)行智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控狀態(tài)判斷；

41、當(dāng)小于實(shí)時(shí)調(diào)控狀態(tài)判斷閾值時(shí)，判斷智能光催化空氣凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行，無(wú)需進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的控制；

42、當(dāng)大于或等于實(shí)時(shí)調(diào)控狀態(tài)判斷閾值時(shí)，判斷智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的工作狀態(tài)需要調(diào)控，執(zhí)行步驟s52；

43、s52：提取智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控需求值中負(fù)氧離子凈化系數(shù)及量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)，設(shè)置負(fù)氧離子凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值和量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值；

44、當(dāng)負(fù)氧離子凈化系數(shù)小于負(fù)氧離子凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值但量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)大于或等于量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值時(shí)，執(zhí)行步驟s53；

45、當(dāng)負(fù)氧離子凈化系數(shù)大于或等于負(fù)氧離子凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值但量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)小于量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值時(shí)，執(zhí)行步驟s54；

46、當(dāng)負(fù)氧離子凈化系數(shù)小于負(fù)氧離子凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值且量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)小于量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閾值時(shí)，同步執(zhí)行步驟s3及s4。

47、具體地，s5中，所述根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)控需求值對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制還包括：

48、s53：根據(jù)三維空間模型中各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)部布局?jǐn)?shù)據(jù)，優(yōu)先接通距離人員活動(dòng)密集區(qū)域最近的負(fù)氧離子工作模組的電源，并在下一監(jiān)測(cè)時(shí)段重復(fù)評(píng)估負(fù)氧離子凈化系數(shù)，確認(rèn)是否需要繼續(xù)增加開(kāi)設(shè)負(fù)氧離子工作模組的數(shù)量；

49、s54：根據(jù)三維空間模型中各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)部環(huán)境溫濕比數(shù)據(jù)，通過(guò)室內(nèi)空間中智能中央控制器，調(diào)節(jié)量子點(diǎn)納米光觸媒工作模組的燈光亮度。

50、具體地，s54還包括：通過(guò)室內(nèi)空間中智能中央控制器，調(diào)節(jié)量子點(diǎn)納米光觸媒工作模組的燈光亮度時(shí)，調(diào)取智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的控制時(shí)間點(diǎn)；

51、當(dāng)控制時(shí)間點(diǎn)處于日出時(shí)間時(shí)，在進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制之前，向室內(nèi)區(qū)域居住人員或管理人員發(fā)出燈光調(diào)節(jié)申請(qǐng)，在申請(qǐng)通過(guò)之后對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制；

52、當(dāng)控制時(shí)間點(diǎn)處于日落時(shí)間時(shí)，無(wú)需進(jìn)行發(fā)送燈光調(diào)節(jié)申請(qǐng)，直接對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制。

53、具體地，s6具體包括：建立大數(shù)據(jù)模型，記錄并更新智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的歷史運(yùn)行參數(shù)至所述大數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的自動(dòng)學(xué)習(xí)和優(yōu)化，通過(guò)分析歷史運(yùn)行參數(shù)，識(shí)別特定環(huán)境條件下的空氣質(zhì)量問(wèn)題，并根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)和模式，自動(dòng)調(diào)整智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的運(yùn)行策略，并在未來(lái)類似的環(huán)境和時(shí)間條件下迅速響應(yīng)和調(diào)整。

54、另外，本發(fā)明基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)，用于響應(yīng)于控制裝置的實(shí)時(shí)調(diào)控，所述控制裝置用于實(shí)現(xiàn)上述的基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的控制方法，所述控制裝置包括如下模塊：

55、三維空間建模模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、負(fù)氧離子工作模塊、量子點(diǎn)納米光觸媒工作模塊、系統(tǒng)運(yùn)行控制模塊和工作模式記錄模塊；

56、所述三維空間建模模塊用于獲取室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域的幾何數(shù)據(jù)，并根據(jù)空間幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行三維空間建模；

57、所述數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)在室內(nèi)空間內(nèi)部布設(shè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，分別采集封閉空間中的物理性污染物數(shù)據(jù)和化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)，同步監(jiān)測(cè)室內(nèi)空間內(nèi)部各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)；

58、所述負(fù)氧離子工作模塊將所述物理性污染物數(shù)據(jù)及所述實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)導(dǎo)入負(fù)氧離子凈化系數(shù)計(jì)算策略中計(jì)算負(fù)氧離子實(shí)時(shí)凈化系數(shù)；

59、所述量子點(diǎn)納米光觸媒工作模塊將所述化學(xué)性污染物數(shù)據(jù)及所述實(shí)時(shí)狀態(tài)變化數(shù)據(jù)導(dǎo)入量子點(diǎn)納米光觸媒凈化系數(shù)計(jì)算策略中計(jì)算量子點(diǎn)納米光觸媒實(shí)時(shí)凈化系數(shù)；

60、所述系統(tǒng)運(yùn)行控制模塊用于提取所述負(fù)氧離子實(shí)時(shí)凈化系數(shù)及量子點(diǎn)納米光觸媒實(shí)時(shí)凈化系數(shù)，并融合評(píng)估智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)控需求值，并根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)控需求值對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制；

61、所述工作模式記錄模塊用于建立大數(shù)據(jù)模型，記錄并更新智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的歷史運(yùn)行參數(shù)至大數(shù)據(jù)模型，生成歷史運(yùn)行參數(shù)相對(duì)應(yīng)的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)工作模式。

62、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述的基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的控制方法。

63、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的基于大數(shù)據(jù)分析的智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的控制方法。

64、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

65、1、本發(fā)明利用負(fù)氧離子和量子點(diǎn)納米光觸媒的實(shí)時(shí)凈化系數(shù)計(jì)算策略，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，最大限度地提高凈化效率。

66、2、本發(fā)明基于實(shí)時(shí)調(diào)控需求值對(duì)智能光催化空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)控制，使系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)不同時(shí)間段和空間區(qū)域的空氣質(zhì)量變化，保持穩(wěn)定的凈化效果。

67、3、本發(fā)明建立大數(shù)據(jù)模型記錄和更新智能光催化空氣凈化系統(tǒng)的歷史運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析優(yōu)化系統(tǒng)工作模式，提升長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性和能效。