一種車內空氣品質智能管理系統及其使用方法
【專利摘要】本發明提供一種車內空氣品質智能管理系統及其使用方法，包括車內空氣檢測裝置、無線數據傳輸模塊、定位模塊、云服務器、車內空氣品質調節裝置和移動終端設備，車內空氣檢測裝置將檢測到的車內空氣質量數據通過無線數據傳輸模塊上傳到云服務器，定位模塊將車輛的位置信息上傳到云服務器，云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析生成凈化決策，并將凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，提醒用戶最優化使用車內空氣品質調節裝置。本系統通過云服務器生成不同的凈化決策，交替運用封閉、開放式的凈化方式來實現車內空氣品質的智能管理。
【專利說明】
_種車內空氣品質智能管理系統及其使用方法
技術領域
[0001]本發明屬于車內空氣凈化技術領域，尤其是涉及一種車內空氣品質智能管理系統及其使用方法。
【背景技術】
[0002]現代生活中，戶外出行應用較多的汽車或其他交通工具，因其座艙空間狹小、密封性較好，內飾材料散發出的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等有機污染物易積累至較高濃度，嚴重危害駕乘者的身體健康。為此，常需要凈化處理車內空氣。
[0003]目前，常見的車內空氣凈化方式可分為封閉式和開放式兩種。其中，封閉式凈化主要通過車載空調內循環、車載空氣凈化器等方式實現。其凈化效果與空調或凈化器的濾芯、風速、運行時間等因素有關。在硬件性能一定的情況下，為了獲得較好的凈化效果，可以延長凈化時間。但是長時間封閉汽車座艙，會造成車內二氧化碳濃度升高，使駕乘人員產生不適。例如當車內二氧化碳體積分數為I %時，會引起氣悶，頭昏，心悸；當達到4%_5%時，會引起眩暈;若達到6%以上，則將使人神志不清、呼吸逐漸停止直至死亡。因此，不能長時間進行車內空氣封閉式凈化。另一方面，開放式凈化主要通過車載空調外循環、開窗通風等方式實現。其凈化效果受車外空氣質量影響較大，如擁堵路段的汽車尾氣污染、大氣PM2.5污染等。因此，最理想的車內空氣凈化方式，應該是根據車內、車外的空氣質量情況，交替運用封閉和開放兩種凈化方式。
[0004]為了獲得車內、車外的空氣質量情況，需要借助各類空氣質量傳感器。其中，車內空氣質量可由安裝于汽車座艙內的傳感器檢測得到，而車外空氣質量則可由安裝于車輛風道中的傳感器或車輛附近環境監測站的傳感器檢測得到。但是這種方法會顯著增加凈化系統的配置和維護成本，且傳感器在較高車速、風速下的檢測準確度也難以保證。同時，如果直接用附近環境監測站的污染物數據表征車外空氣質量情況，雖然解決了成本較高、準確度無保證等問題，但是其忽略了路況、氣象等因素對車輛附近區域污染物分布均勻性的影響，因而其數據準確度也難以保證。因此，如何在不增加凈化系統配置及維護成本的前提下，提高車外污染物數據的準確度是現階段車內空氣凈化領域亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明旨在提出一種車內空氣品質智能管理系統及其使用方法，以解決現有的車內空氣凈化系統配置及維護成本較高、獲取的車外污染物數據準確度較低的技術問題，進而在綜合分析車內、車外空氣質量情況的基礎上，實現封閉、開放兩種凈化方式的智能交替運用，為駕乘者營造健康、舒適的乘車環境。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]—種車內空氣品質智能管理系統，包括車內空氣檢測裝置、無線數據傳輸模塊、定位模塊、云服務器、車內空氣品質調節裝置和移動終端設備，所述車內空氣檢測裝置將檢測到的車內空氣質量數據通過所述無線數據傳輸模塊上傳到云服務器，所述定位模塊將車輛的位置信息上傳到云服務器，所述云服務器獲取車輛所處位置附近的環境監測站發布的環境本底數據，并用車輛所處位置的車流量信息、車輛行駛速度和氣象因素(包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水等因素)對環境本底數據進行修正得到車外空氣質量數據，所述云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析并生成凈化決策，所述云服務器將所述凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，提醒用戶對車內空氣品質調節裝置進行最優化使用。所述車內空氣品質調節裝置包括車窗、車載空調。根據云服務器生成的凈化決策，來決定車窗、車載空調和車載空氣凈化器的開閉狀態。
[0008]進一步的，所述車內空氣檢測裝置包括車內PM2.5檢測傳感器、車內甲醛檢測傳感器、車內VOC檢測傳感器、車內CO檢測傳感器、車內CO2檢測傳感器和車內溫濕度檢測傳感器。車內空氣檢測裝置檢測到車內的PM2.5、甲醛、TV0C、C0、C02濃度以及溫濕度等空氣質量數據。
[0009]進一步的，所述車內空氣品質調節裝置還包括車載空氣凈化器。
[0010]進一步的，所述移動終端設備包括手機、平板電腦等。
[0011]—種基于上述車內空氣品質智能管理系統的使用方法，包括如下步驟:
[0012]步驟S1:車內空氣檢測裝置采集、檢測車內空氣質量，并將采集檢測的數據通過無線數據傳輸模塊上傳至云服務器；
[0013]步驟S2:定位模塊對車輛所處位置進行定位，云服務器獲取車輛所處位置附近的環境監測站發布的環境本底數據，并用車輛所處位置的車流量信息、車輛行駛速度和氣象因素(包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水等因素)對環境本底數據進行修正得到車外空氣質量數據；
[0014]步驟S3:以污染物的健康效應為評價基礎，云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析，在考慮車內外各污染物對人體的健康影響后，生成凈化決策；
[0015]步驟S4:云服務器將凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，提醒用戶對車內空氣品質調節裝置進行最優化使用。
[0016]進一步的，所述步驟S2中的車外空氣質量數據的修正獲得包括如下步驟:
[0017]首先，選取車輛所處位置距離最近的環境監測站(盡量保證位于車輛所處位置的上風向)，將其發布的環境質量數據作為環境本底值；
[0018]其次，車輛行駛速度可用來判斷該車是否怠速行駛，在正常和怠速行駛下，車輛的污染物排放量是不同的，根據車速、車流量信息(具體包括車輛所處位置周邊各車型數量及其車速)選擇不同的污染物排放因子可預測計算出車外污染物的排放量，進而對環境本底值進行疊加得到車外污染物濃度值；
[0019]最后，根據車輛所處位置的氣象因素(包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水量、濕度)，將上述污染物濃度值進行進一步的加權修正，得到能反映車外污染物實際濃度的車外空氣質量數據。
[0020]進一步地，所述步驟S4中的凈化決策包括:I)僅關閉車窗；2)關閉車窗，開啟車載空調內循環或打開車載空氣凈化器(若有)；3)關閉車載空氣凈化器(若有)，打開車窗或開啟車載空調外循環。
[0021]具體地，所述步驟S4包括S41、S42、S43和S44，具體如下:
[0022]步驟S41:若比對結果表明車內空氣質量及車外空氣質量均優于空氣質量標準，則無須調節車內空氣品質；
[0023]步驟S42:若比對結果表明車內空氣質量及車外空氣質量均劣于空氣質量標準，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車窗，開啟車載空調內循環或打開車載空氣凈化器(若有)，以封閉式的凈化方式調節車內空氣品質；
[0024]步驟S43:若比對結果表明車內空氣質量優于空氣質量標準，并且空氣質量標準優于車外空氣質量，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車窗；
[0025]步驟S44:若比對結果表明車外空氣質量優于空氣質量標準，并且空氣質量標準優于車內空氣質量，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車載空氣凈化器(若有)，打開車窗或開啟車載空調外循環，以開放式的凈化方式調節車內空氣品質。
[0026]相對于現有技術，本發明所述的車內空氣品質智能管理系統及其使用方法具有以下優勢:本車內空氣品質智能管理系統一方面解決了車內空氣凈化系統配置及維護成本高的問題，另一方面通過結合氣象因素及車流量信息對環境監測站發布的環境本底數據加以修正得到車外空氣質量數據，可使獲得的車外空氣質量數據更準確；同時云服務器可將車內外空氣質量與空氣質量標準經過對比分析后，生成不同的凈化決策，交替運用封閉、開放式的凈化方式來實現對車內空氣品質的智能管理。
【附圖說明】
[0027]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0028]圖1是車內空氣品質智能管理系統的原理框圖；
[0029]圖2是云服務器生成凈化決策的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0031 ]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0032]如圖1所示，一種車內空氣品質智能管理系統，包括車內空氣檢測裝置、無線數據傳輸模塊、定位模塊、云服務器、車內空氣品質調節裝置和移動終端設備，所述車內空氣檢測裝置包括車內PM2.5檢測傳感器、車內甲醛檢測傳感器、車內VOC檢測傳感器、車內CO檢測傳感器、車內CO2檢測傳感器和車內溫濕度檢測傳感器。車內空氣檢測裝置檢測到車內的PM2.5、甲醛、TVOC、C0、⑶2濃度以及溫濕度等空氣質量數據，所述車內空氣檢測裝置將檢測到的車內空氣質量數據通過所述無線數據傳輸模塊上傳到云服務器，所述定位模塊將車輛的位置信息上傳到云服務器，所述云服務器獲取車輛所處位置附近的環境監測站發布的環境本底數據，并用車輛所處位置的車流量信息、車輛行駛速度和氣象因素(包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水等因素)對環境本底數據進行修正得到車外空氣質量數據，所述云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析并生成凈化決策，所述云服務器將所述凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，所述移動終端設備包括手機、平板電腦等，提醒用戶對車內空氣品質調節裝置進行最優化使用。所述車內空氣品質調節裝置包括車窗、車載空調，還可以包括車載空氣凈化器。根據云服務器生成的凈化決策，來決定車窗、車載空調和車載空氣凈化器的開閉狀態。
[0033]如圖2所示，一種基于上述車內空氣品質智能管理系統的使用方法，包括如下步驟:
[0034]步驟S1:車內空氣檢測裝置采集、檢測車內空氣質量，并將采集檢測的數據通過無線數據傳輸模塊上傳至云服務器。
[0035]步驟S2:定位模塊對車輛所處位置進行定位，云服務器獲取車輛所處位置附近的環境監測站發布的環境本底數據，并用車輛所處位置的車流量信息、車輛行駛速度和氣象因素(包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水等因素)對環境本底數據進行修正得到車外空氣質量數據。
[0036]車外空氣質量數據的修正獲得包括如下步驟:
[0037]首先，選取車輛所處位置距離最近的環境監測站(盡量保證位于車輛所處位置的上風向)，將其發布的環境質量數據作為環境本底值；
[0038]其次，車輛行駛速度可用來判斷該車是否怠速行駛，在正常和怠速行駛下，車輛的污染物排放量是不同的，根據車速、車流量信息(具體包括車輛所處位置周邊各車型數量及其車速)選擇不同的污染物排放因子可預測計算出車外污染物的排放量，進而對環境本底值進行疊加得到車外污染物濃度值；
[0039]最后，根據車輛所處位置的氣象因素(包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水量、濕度)，將上述污染物濃度值進行進一步的加權修正，得到能反映車外污染物實際濃度的車外空氣質量數據。
[0040]步驟S3:以污染物的健康效應為評價基礎，云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析，在考慮車內外各污染物對人體的健康影響后，生成凈化決策。
[0041 ]步驟S4:云服務器將凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，提醒用戶對車內空氣品質調節裝置進行最優化使用。
[0042]本步驟中的凈化決策包括:1)僅關閉車窗;2)關閉車窗，開啟車載空調內循環或打開車載空氣凈化器(若有)；3)關閉車載空氣凈化器(若有)，打開車窗或開啟車載空調外循環。
[0043]具體地，所述步驟S4包括S41、S42、S43和S44，具體如下:
[0044]步驟S41:若比對結果表明車內空氣質量及車外空氣質量均優于空氣質量標準，則無須調節車內空氣品質；
[0045]步驟S42:若比對結果表明車內空氣質量及車外空氣質量均劣于空氣質量標準，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車窗，開啟車載空調內循環或打開車載空氣凈化器(若有)，以封閉式的凈化方式調節車內空氣品質；
[0046]步驟S43:若比對結果表明車內空氣質量優于空氣質量標準，并且空氣質量標準優于車外空氣質量，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車窗；
[0047]步驟S44:若比對結果表明車外空氣質量優于空氣質量標準，并且空氣質量標準優于車內空氣質量，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車載空氣凈化器(若有)，打開車窗或開啟車載空調外循環，以開放式的凈化方式調節車內空氣品質。
[0048]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種車內空氣品質智能管理系統，其特征在于:包括車內空氣檢測裝置、無線數據傳輸模塊、定位模塊、云服務器、車內空氣品質調節裝置和移動終端設備，所述車內空氣檢測裝置將檢測到的車內空氣質量數據通過所述無線數據傳輸模塊上傳到云服務器，所述定位模塊將車輛的位置信息上傳到云服務器，所述云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析并生成凈化決策，所述云服務器將所述凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，提醒用戶對車內空氣品質調節裝置進行最優化使用，所述車內空氣品質調節裝置包括車窗、車載2.根據權利要求1所述的一種車內空氣品質智能管理系統，其特征在于:所述車內空氣品質調節裝置還包括車載空氣凈化器。3.根據權利要求1或2所述的一種車內空氣品質智能管理系統，其特征在于:所述車內空氣檢測裝置包括車內PM2.5檢測傳感器、車內甲醛檢測傳感器、車內VOC檢測傳感器、車內CO檢測傳感器、車內CO2檢測傳感器和車內溫濕度檢測傳感器。4.根據權利要求3所述的一種車內空氣品質智能管理系統，其特征在于:所述移動終端設備包括手機、平板電腦。5.—種根據權利要求1所述的車內空氣品質智能管理系統的使用方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1:車內空氣檢測裝置采集、檢測車內空氣質量，并將采集檢測的數據通過無線數據傳輸模塊上傳至云服務器； 步驟S2:定位模塊對車輛所處位置進行定位，云服務器獲取車輛所處位置附近的環境監測站發布的環境本底數據，并用車輛所處位置的車流量信息、車輛行駛速度和氣象因素對環境本底數據進行修正得到車外空氣質量數據； 步驟S3:云服務器將車內空氣質量數據、環境監測站數據修正后獲得的車外空氣質量數據及空氣質量標準限值三者綜合比對分析，在考慮車內外各污染物對人體的健康影響后，生成凈化決策； 步驟S4:云服務器將凈化決策通過無線數據傳輸模塊發送到移動終端設備，提醒用戶對車內空氣品質調節裝置進行最優化使用。6.根據權利要求5所述的車內空氣品質智能管理系統的使用方法，其特征在于:所述步驟S4中的凈化決策包括:I)僅關閉車窗；2)關閉車窗，開啟車載空調內循環;或者若有車載空氣凈化器，打開車載空氣凈化器;3)若已打開車載空氣凈化器，則關閉車載空氣凈化器，打開車窗或開啟車載空調外循環； 具體地，所述步驟S4包括S41、S42、S43和S44，具體如下: 步驟S41:若比對結果表明車內空氣質量及車外空氣質量均優于空氣質量標準，則無須調節車內空氣品質； 步驟S42:若比對結果表明車內空氣質量及車外空氣質量均劣于空氣質量標準，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車窗，開啟車載空調內循環，或者若有車載空氣凈化器，打開車載空氣凈化器，以封閉式的凈化方式調節車內空氣品質； 步驟S43:若比對結果表明車內空氣質量優于空氣質量標準，并且空氣質量標準優于車外空氣質量，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，提醒用戶關閉車窗； 步驟S44:若比對結果表明車外空氣質量優于空氣質量標準，并且空氣質量標準優于車內空氣質量，則云服務器將凈化決策發送到用戶移動終端設備，若已打開車載空氣凈化器，則提醒用戶關閉車載空氣凈化器，打開車窗或開啟車載空調外循環，以開放式的凈化方式調節車內空氣品質。7.根據權利要求5或6所述的車內空氣品質智能管理系統的使用方法，其特征在于:在步驟S2中的車外空氣質量數據的修正獲得包括如下步驟: 首先，選取車輛所處位置距離最近的環境監測站，將其發布的環境質量數據作為環境本底值； 其次，車輛行駛速度可用來判斷該車是否怠速行駛，在正常和怠速行駛下，車輛的污染物排放量是不同的，根據車速、車流量信息選擇不同的污染物排放因子可預測計算出車外污染物的排放量，進而對環境本底值進行疊加得到車外污染物濃度值； 最后，根據車輛所處位置的氣象因素，將上述污染物濃度值進行加權修正，得到能反映車外污染物實際濃度的車外空氣質量數據。8.根據權利要求5或6所述的車內空氣品質智能管理系統的使用方法，其特征在于:在選取車輛所處位置距離最近的環境監測站時，選擇位于車輛所處位置上風向的環境監測站。9.根據權利要求5或6所述的車內空氣品質智能管理系統的使用方法，其特征在于:所示氣象因素包括風向、風速、氣溫、氣壓、降水量和濕度因素。
【文檔編號】B60H1/00GK105966195SQ201610382300
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】劉偉, 徐樹杰, 劉雪峰
【申請人】中國汽車技術研究中心