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空氣監測解決方案范文1
神奇的海爾空氣盒子
其實,早在去年12月初,海爾的空氣盒了便以“黑匣子”為代號在網絡上獲得了一定關注,隨后在美國CES展會上,作為家居空氣智能控制終端的空氣盒子大屣身手,受到了業內人士的肯定,稱其可“化腐朽為神奇”。
如何使用這“神奇的盒子”呢?
事實上,只要將它和家里的凈化器、空調等家電置于同一個網絡環境中,就叫以實現網絡聯動。以空調為例,使用了空氣盒子后,就可以讓普通空調“變身”為智能空調,實現智能空調所具備的遠程控制等一系列智能操作。用廣不必再時刻關注空調的溫濕度,空氣盒子會根據數據反饋對空調“下命令”。當然,空氣盒子還可以隨時隨地掌握室內的空氣質量,并和空氣凈化器聯動提供清除解決方案??梢哉f,空氣盒了免除了一系列的中間操作步驟,用戶只需享受經過調節后帶來的舒適空氣質量就可以了。
另一方面,除了與空調、空氣凈化器等多類家用電器實現網絡聯動,讓用戶實現了通過手機移動終端便能進行遠程遙控的愿望之外,海爾空氣盒子還可以實現空氣質量的智能檢測,并提供天氣預報等人性化的服務。
業內人士戲稱,海爾空氣盒了是物聯網的一類具體實現方式,它克服了現在普遍家電“人”與“物”的交流障礙,將之轉換成“物”與“物”的信息互換。
智能空氣產品百花爭艷
除了海爾之外,國內外已經有不少企業將目光瞄準了“空氣”這一領域,并m此催生了大量空氣監測、空氣管理和空氣凈化的智能空氣產品。
2014年初,谷歌宣布以32億美金的高價收購美國智能空氣企業NEST,這無疑為朝氣蓬勃的智能空氣產品市場打了一劑強心針。
NEST是一款家用恒溫器,可以通過記錄室內的溫度數據來智能識別用戶的習慣,并將室溫調整到最舒適的狀態。NEST內置了多類傳感器,可以時刻監測室內的溫濕度、光線以及周圍的環境變化,并根據室內的實際情況判斷是否開啟溫度調節設備。
這款NEST恒溫器還具備了學習能力:用戶每次在某個時間點設定了某個溫度都將被記錄在案,經過一段時間,NEST便可以學習和記住用戶的日常作息習慣和溫度喜好,并利用它自己的算法自動生成一套設置方案,只要用戶的生活習慣沒有發生變化,便無需再手動進行設置。
另外,NEST恒溫器還支持iOS和安卓設備聯網,與海爾空氣盒了類似,這意味著用戶可以通過手機實現對其的遠程控制,而且其使用非常簡單,只需將之安裝在墻上即可,旋轉控制按鈕便可實現調節。
另一方面,國內市場的企業巨擘也將目光瞄準了空氣質量。
4月9日,家電巨頭TCL與360合作了一款智能互聯網空氣凈化器――T3空氣衛士。
據了解,兩大巨頭聯合的這款T3空氣衛士和傳統的空氣凈化器有很大差別,其中最顯著的一點在于T3空氣衛士可以通過Wi-Fi與互聯網24小時相連,實現空氣凈化器、手機App端與360云平臺三者的深度結合。
通過T3空氣衛士,用戶隨時隨地都可以檢測室內空氣環境的質量,一旦檢測到空氣中過量的灰塵、顆粒物、霧霾等,即可通過手機App給T3空氣衛士下達去除指令,T3空氣衛士便能自動啟動凈化空氣,讓室內的空氣達到人體最感舒適的潔凈度。在這個過程中,這款空氣凈化器會將機器的使用信息和空氣監測數據傳輸給360云平臺,360云平臺可以為用戶提供室內和室外的空氣質量參考信息,據悉,未來用戶還可以隨時了解“家中的空氣質量打敗了本地XX%用戶”。
更人性化的是,T3空氣衛士還能夠為用戶推送360天氣提供的當地空氣質量數據,提醒用戶及時打開T3空氣衛七,營造清新健康的室內環境。
目前,這款空氣凈化器已經可以與TCL和360共同研發的App和智能手機實現無縫對接,用戶通過輕觸屏幕即可完成各項操作,實現先進的人機互動模式。
霧霾引發“空氣“盛宴
在中國“霧霾鎖城”的困局之下,能夠監測、管理和改善空氣的智能空氣產品受到了空前歡迎,一個龐大的市場正虛位以待。不僅如此,一系列圍繞“空氣”的智能家居產品也正在受到智能硬件領域、互聯網公司、家電企業前所未有的關注,牽引了大量企業和資本進入。
已有業內人士指出,目前國內涉足智能空氣領域的企業主要有三類,存在著三種模式。
第一類:做智能硬件的創業團隊。此類團隊的特點是創新型強,比較靈活迅速,可以聚焦在產品的創意和定義上,沒有歷史包袱,其資金來源主要靠融資。
第二類:朝著智能化發展的“海爾們”,也即向互聯網方向轉型的傳統家電企業。除了新近推出的空氣盒子之外,海爾還籌建了一個海極網,擬與極客互動,實現創新孵化。
第三類:以小米為代表的互聯網企業。小米路由器是對整個路由器市場的一場顛覆,小米的野心也昭然若揭一一智能家居。如果說MIUl和小米手機是為了搶占移動互聯網的入口,那么小米路由器此番劍指智能家居,恐怕是為搶奪物聯網時代入口打前戰。坊間已有傳言說小米將涉足空氣廣品,此話末必空穴來風。
不難發現,海爾、TCL、360等行業領頭羊相繼推出智能空氣產品,是“項莊舞劍意在沛公”――目標直指未來的家庭互聯網戰略布局。
空氣監測解決方案范文2
【關鍵字】 嵌入式系統 S3C6410 ARM11 數據采集 室內空氣監測 RF905 無線模塊 SYN6288語音模塊
前言
隨著社會的發展,生活水平的提高,人們越來越重視環保、健康問題,不僅關注室外空氣質量,也更加關心室內空氣環境。室內空氣環境主要包括溫度、濕度、以及煙塵、煤氣等有害物質含量。本項目擬基于ARM11嵌入式微處理器,通過無線傳輸模塊,控制各種相關傳感器采集室內空氣環境數據,各種數據實時無線傳回微處理器,在彩色液晶屏上顯示。當有害物質(氣體)超過預設的報警值時,系統自動通過語音和液晶顯示畫面進行報警,提醒人們注意室內空氣質量。該系統不僅可用于家居環境,還適用于醫院、餐廳、商場等公共場所。此外還可應用于紡織、醫藥、輕工、糧食倉儲以及釀酒等生產區域,實現對環境數據的采集與報警。該系統有廣泛的應用前景,對改善人們的生活、促進安全生產具有重要意義。
一、緒論
為了在技術上實現室內空氣環境監測的美好愿景,中控端采用的S3C6410是一個16/32位RISC微處理器,旨在提供一個具有成本效益、功耗低,性能高的應用處理器解決方案,包括了強大的二位圖像硬件加速器,內部集成了24位真彩色液晶顯示控制器,器采用64/32位內部總線架構,具有強大的數據處理能力。中控端可以處理并顯示采集終端的溫濕度傳感器、氧氣含量傳感器和煙塵含量傳感器所采集的室內空氣數據,這些數據通過NRF905無線傳輸模塊進行數據傳輸,其中采集終端采用基于51內核的STC12C5A60S2單片機,其所集成的8路高速10位A/D轉換接口和SPI接口,能夠方便有效地將傳感器的信號讀取并處理后轉發給NRF905無線傳輸模塊,從而實現整個空氣質量監測系統的構造。
二、系統總體設計
2.1采集終端部分
2.1.1傳感器
①數字型溫濕度傳感器將溫度量和濕度量轉換成容易被測量處理的數字式電信號,常見的濕度測量方法有:動態法(雙壓法、雙溫法、分流法),靜態法(飽和鹽法、硫酸法),露點法,干濕球法和形形的電子式傳感器法,至少具有±5%RH的精度。
②煙塵含量傳感器將氣體種類及其與濃度有關的信息轉換成電信號,根據這些電信號的強弱就可以獲得與待測氣體在環境中的存在情況有關的信息。
2.1.2微型控制器
STC12C5A60S2是單時鐘/機器周期(1T)的單片機,是高速/低功耗/超抗干擾的8051內核單片機,具有8路高速10位A/D轉換接口和SPI接口,適用于對模擬型數據采集傳感器的信號的處理。并將從各路傳感器讀取的信號經適當處理后通過SPI接口傳遞至無線模塊并轉發給中控端。
2.2無線數據傳輸模塊
nRF905無線芯片主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM頻段。芯片內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器等功能模塊,輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。非常適合于低功耗、低成本的系統設計。NRF905無線傳輸模塊性能參數如下:
①422.4~473.5MHz工作頻段;
②512個通訊頻道,滿足多點通訊、分組、跳頻等應用需求,通道切換時間≤6us;
③發射功率可設置為:10dBm、6dBm、-2dBm和-10dBm;
④通過SPI接口與MCU連接;
⑤支持50kbps傳輸速率;
⑥ShockBurst傳輸模式,自動生成前導碼和CRC校驗碼;
⑦工作電壓范圍:1.9V~3.6V,待機模式下電流僅為12.5μA。
2.3中控端部分
2.3.1 S3C6410中央控制單元
S3C6410是一個16/32位RISC微處理器,旨在提供一個具有成本效益、功耗低,性能高的應用處理器解決方案,包括了強大的二位圖像硬件加速器,內部集成了24位真彩色液晶顯示控制器,器采用64/32位內部總線架構,具有強大的數據處理能力。
其顯示控制特性包括TFT LCD接口:
①320×240,640×480或其他顯示分辨率高達1024×1024。最大2k × 2k虛擬屏幕尺寸。
②支持五個窗口層作為PIP或OSD。
③可編程OSC窗口定位。
④16級Alpha混合。
串行通信特性包括SPI接口:
①2通道串行外設接口。
②64字節緩沖器用來接收/傳送。
③基于DMA或基于中斷操作。
④50Mb/s的發送/接收(全雙工)。
GPIO特性包括:
①188個靈活配置的GPIO,可任意配置為輸入口或輸出口。
2.3.2 TFT-LCD液晶顯示
TFT(Thin Film Transistor)即薄膜場效應晶體管。所謂薄膜晶體管,是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅動。從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕數據信息。
2.3.3串口通信
串行接口主要應用于遠程通信和低速輸出設備。由于串行數據通信傳輸線條數最少,占用資源最省,專用芯片便宜,發送和接受器簡單。因而采用RS-232標準串行口進行中控端與上位機端數據通信,將中控端接收到的溫、濕度數據、氧氣含量數據等環境數據信息傳輸給上位機數據庫保存,分析。
串口TXD信號負載著從電腦或者設備到另一端的數據,串口RXD信號負載著從上位機端上傳到中控端的數據
串口通信一般設置如下:(一句話)
①信速率為115200bps,
②起始位為1,
③數據位為8,
④停止位為1,
⑤無奇偶校驗。
2.3.4按鍵電路(鍵盤模塊)
通過普通的復位按鍵的一端通過電阻接地,另一端連接處理器IO口,當按鍵按下時,低電平信號以外部中斷方式被處理器檢測,程序做出相應識別,并完成相應的功能設置。
2.3.5語音提示/報警
基于SYN6288語音合成芯片的語音合成模塊,控制器根據當前接收到的環境數據的值的是否超過設定范圍,可通過UART通訊接口向SYN6288-A語音合成芯片發送相應控制命令和文本,SYN6288-A語音合成模塊把接收到的文本合成為語音信號輸出,輸出的信號經功率放大器進行放大后連接到喇叭進行播放,從而發出對應的提示或報警聲音。
①工作原理示意圖(圖1):
②模塊示意圖(圖2)。
三、總結
總之,本基于ARM11實現室內空氣環境數據采集與無線傳輸系統,能夠實現室內空氣環境多數據的采集,包括溫度、濕度以及煙塵、煤氣等有害物質含量等,采集的數據無線傳輸到中控端,便于人們觀察,通過編程設置有害物質(氣體)含量報警值,當超過該值時,系統自動報警,報警時通過語音喇叭提示,同時在液晶畫面上顯示提示信息,提醒人們注意室內空氣質量。本系統的一個中控端可控制幾十個數據采集終端,采集數據并無線傳輸至中控端,中控端通過串口傳輸至上位機服務器端數據庫保存,處理,具有良好的可擴展性。
參 考 文 獻
[1] 周立功.ARM嵌入式系統基礎教程[M],北京航空航天大學出版社,2005-01.
[2] 三星電子公司.S3C6410用戶手冊[J],2008-10.
[3] 深圳海洋電子有限公司.SYN6288-A語音合成模塊數據手冊[J],2009-06.
[4] 張麗麗,戴學豐.基于ARM處理器語音報警系統的設計與實現[J], 2006:218-219.
[5] 呂俊芳.傳感器接口與檢測儀器電路[M].北京航空航天大學出版社,1989.
空氣監測解決方案范文3
一將功成萬骨枯,鎂光燈追逐下的光鮮亮麗背后,應該如何看待這個并不新鮮的行業與產業結合?
智能家居成為風口豬然后就被營銷泡沫化了
千禧年之前的最后一年,科學家們還在擔憂千年蟲可能對世界帶來的危害,當年的80后們剛剛開始互聯網的啟蒙教育,門戶網站還在擔憂如何賺錢,電商網站的投資風潮來臨,絲毫沒有感受到乍暖還寒的2000年互聯網泡沫所帶來的結局。
位于房地產和互聯網兩大風口的智能家居,也正面臨這樣的怪現象:智能家居的概念提出來很久,智能控制設備早在高端住宅用的就很多,比如安防、照明、自動門窗、溫度調節等。由于并未高度普及,智能家居設備一度成為“高端”、“高價”的代名詞,直到“萬物互聯”的概念到來,互聯網給這個行業帶來了強心針。
首先是很多互聯網公司宣布進軍智能家居領域,小米、騰訊、360、樂視等均宣布智能家居項目啟動,萬科、銀城、仁恒、正榮、金地、華遠、華潤、方興等開發企業也都大張旗鼓宣布了智能家居項目應用到項目的信息。
奇怪的現象出來了:
首先是,傳統的智能家居公司缺席了這場大戲,而宣布合作的互聯網公司并未推出自己的智能家居系統,僅僅推出了類似空氣凈化器、音箱、空氣監測器、智能插座等零星產品,這顯得單薄。開發商們合作的項目樣板間也都極少能看到實物照片,能看到實物照片的不少設備,還是其他智能家居公司的產品。
似乎開發商選擇合作的側重點并不在乎智能家居系統深度植入,不管是演講秀、會、論壇等,更像是營銷手法,而合作的樓盤大多偏遠,或者在當地口碑不佳,而互聯網公司則與開發商完成了雙贏:媒體的連篇累牘報道,借助一些地產名人,業界的關注自然不少。
當下的互聯網智能家居領域,很有當年泡沫來臨的勢頭,概念包裝都很好,但產品呢?
技術標準較多智能家居神功非一日而成
互聯網公司提出的智能家居系統,幾乎都是一夜之間,但在實際過程中,我們要清晰的認識到:這個領域存在很多年,包含美國在內的發達國家仍舊在做嘗試。
目前智能家居所能用到的技術主要有:Z-Wave、ZigBee、AllSeen、homekit、wifi,其中,homekit是蘋果公司剛提出的技術,還在試驗階段,市場有少量兼容產品,藍牙和NFC則屬于Allseen范疇,但是都距離較短,wifi產品則比較常見,但是也是最容易被黑客破解,安全性較差,Z-Wave則只為智能家居而定義,它使用的是868/915MHz,是非開放頻段,但是實際應用來看帶寬僅有9.6K,支持的節點也較少,實際應用不超過200個節點,目前可靠的技術,并且已經形成規范的協議當中,ZigBee無疑是個不錯的選擇,在國家電網、醫療等領域已經應用多年,最關鍵支持的節點較多,理論節點支持65536個,哪怕是一個小區的智能互聯也成為可能。
從技術分類上來看,Z-Wave、ZigBee、wifi是無線技術,而AllSeen、homekit這些是平臺型的協議,他們并沒有規定死底層是一定要使用哪種無線技術。已經公開的信息顯示,360選擇自己建設開放平臺,而小米公司的智能家居設備采用的就是ZigBee,ZigBee的好處顯而易見:安全,世界上尚未有黑客破解案例,另外穩定、低功耗,一節電池可以用數年!
那么問題來了,眾多互聯網公司在此之前幾乎都是軟件開發為主的公司,小米也僅要依靠硬件工廠代工,沒有多年的技術研發基礎,而智能家居的系統雖然在未來有眾多與互聯網融合的應用,比如大數據、云服務,借此引發“萬物互聯”時代到來,沒有核心的規范性技術研發基礎,互聯網公司想靠與開發商的概念來發展,有點頭重腳輕!
智能家居專利之爭互聯網公司永遠的痛
近期,小米公司就深受專利的困擾,由于專利尚未獲得批準就被公關部門拿來大肆宣傳,被工商部門重罰,一時間被傳為笑談,從智能家居的角度,互聯網公司申請的專利分兩大類:一類是基于產品的發明專利,還有一類是新型實用專利,相比產品發明專利,新型實用專利一般通過代辦公司,數千元就能提交申請,通過率也比較高,所以知道其中貓膩的互聯網公司就鉆了這個空子,動輒數百上千的專利數量,更多的是后者,而非產品專利。
根據媒體報道,從國家知識產權局(SIPO)數據顯示,截止到2015年5月28日,在智能家居操作系統領域,全球申請人共提交了896件專利申請,其中,中國申請人共提交了122件。經過進一步分析發現,谷歌共提交了28件專利申請;蘋果共提交了46件專利申請。
值得注意的是在國內,有些著名的智能家居企業專利數量甚至還未實現零的突破。專利有多重要?如果沒有專利,蘋果公司恐怕永遠蝸居在車庫,不能成為現在這家偉大的科技公司。而三星、蘋果、谷歌等國際公司之間的專利之爭,經常上演訴訟和商業大戰。
由此可見,當下的互聯網公司,在核心技術端并未形成自己的優勢,更多的還是長袖善舞于營銷和包裝,沒有技術專利支撐,靠零星的智能家居產品,顯然不能完成對概念當中的智能家居的布局。
值得關注的是,國內的智能家居領域反而是傳統技術公司給予了驚喜:從國家知識產局的數據顯示,122件國內申請人的專利中,一家名為物聯傳感的中國公司獲得了41項技術專利,另外200多件實用新型專利,這個數字超越了所有互聯網公司在智能家居領域專利之和。從物聯傳感公司官網查詢到的信息顯示:這家公司也是國際ZigBee聯盟的董事成員,這個殊榮全球僅有12席,包括飛利浦、德州儀器、施耐德等大家耳熟能詳的跨國世界500強公司,在國內包括華為、小米等公司,都僅僅是這個聯盟的成員單位。
這也就意味著,在智能家居領域,國內竟然有一家企業正在參與主流技術規范的制定,并且有較高的話語權。
概念回歸實際房地產與智能家居的路在何方?
從功能上來看,基礎智能家居系統包括家庭燈光控制、電動窗簾、音樂系統、語音提示、安防報警、手機遠程控制、家電控制、可視對講、視頻切換等等,這些功能其實多年前已經實現,甚至還能做到更多,比如車庫車位鎖定、園林澆灌等等,總結下來,產品線齊全,能一站式提供全面的智能家居解決方案;擁有智能家居的多個高價值專利技術。
智能家居樣板間絕對不是引進幾個路由器、電燈泡就能萬事大吉的:從硬件上來看,智能家居所涉及的硬件還包含很多感應器、控制開關,結合不同的場景設置所需要的感應器和控制器,在各個節點之間實現關聯。顯然,路由器、電燈泡并不能滿足這個級別需求。
互聯網帶給智能家居的有大數據、云計算等概念,對于房地產的物業后市場的功能,也會發生有趣的變化,衍伸出針對互聯網服務的專屬商業模式也有包括本地化O2O等商業模式,這個模型是一個長期的過程,所以對于開發企業而言,如果是做長久打算,后期的投入和運營才是核心,硬件的支持,把房子賣掉才是第一步。