人工智能下的辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/林月

現(xiàn)代環(huán)境下，人們的生活和工作的大部分時(shí)間都是在室內(nèi)，室內(nèi)的空氣質(zhì)量與人們的健康有著重要的關(guān)系，并且室內(nèi)空氣的污染要比室外更嚴(yán)重。尤其是在辦公空間中，空氣的污染程度更應(yīng)該受到重視，通過(guò)有效的控制來(lái)減少對(duì)健康的危害。本文以辦公空間為研究對(duì)象，在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和交互設(shè)計(jì)等技術(shù)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公空間空氣質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、控制和治理，將監(jiān)測(cè)到的信息上傳到服務(wù)器并進(jìn)行分析，根據(jù)空氣的污染指數(shù)、濕度、干濕度等數(shù)值，通過(guò)發(fā)出相應(yīng)的命令控制辦公空間的空氣管理設(shè)備，對(duì)空氣中的污染物進(jìn)行自動(dòng)清理，并對(duì)空氣的溫度和干濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)化辦公空間的空氣。

1 辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)工作原理

根據(jù)系統(tǒng)自主進(jìn)行監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，在空氣中的污染物超過(guò)一定設(shè)定閾值范圍時(shí)，系統(tǒng)采取相應(yīng)的處理措施，并對(duì)相關(guān)空氣管理設(shè)備進(jìn)行控制，而這種能夠進(jìn)行分析判斷、進(jìn)行決策并采取行動(dòng)的智能空氣管理系統(tǒng)，也依賴于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

空間智能空氣管理系統(tǒng)通過(guò)使用空氣監(jiān)測(cè)傳感器等信息設(shè)備，對(duì)辦公空間空氣的污染指數(shù)、溫度以及干濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并與中央空調(diào)、加濕器等相關(guān)空氣管理設(shè)備進(jìn)行相連，使得辦公空間的智能空氣管家進(jìn)行互相互動(dòng)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成一個(gè)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，利用智能空氣管家界面向用戶直接輸出監(jiān)測(cè)和分析的信息，從而進(jìn)行相應(yīng)的決策并采取行動(dòng)；同時(shí)也可以利用人工智能對(duì)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行分析、判斷和處理，使得智能空氣管理系統(tǒng)能夠進(jìn)行主動(dòng)感知、智能處理、精確反應(yīng)。

圖1：辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖2：監(jiān)測(cè)分析處理架構(gòu)圖

圖3：智能空氣管家工作流程圖

1.2 智能空氣管理系統(tǒng)模塊及架構(gòu)

對(duì)于智能空氣管理系統(tǒng)而言，一般可以分為監(jiān)測(cè)、分析和處理等不同子系統(tǒng)模塊。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊就是系統(tǒng)的智能檢測(cè)部分，利用智能空氣管家中的各種傳感器，能夠?qū)k公空間空氣中的污染氣體、干濕度以及二氧化碳濃度等數(shù)值進(jìn)行檢測(cè)；數(shù)據(jù)分析模塊，就是智能空氣管家利用ZigBee無(wú)線傳輸模塊，將傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理，通過(guò)云計(jì)算得出最優(yōu)的處理方案；處理系統(tǒng)模塊，根據(jù)云計(jì)算得出的治理方案，智能空氣管家利用ZigBee模塊，發(fā)送相應(yīng)的指令到組網(wǎng)連接的空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)以及加濕器等設(shè)備中，從而處理辦公空間里空氣中的污染物，調(diào)整空間的溫濕度，創(chuàng)造出舒適和安全的空氣環(huán)境。辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示。

在智能空氣管理系統(tǒng)中處理相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信息時(shí)，利用ZigBee進(jìn)行組網(wǎng)，并將辦公空間內(nèi)的空氣數(shù)據(jù)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳到云數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠連接局域網(wǎng)的空氣設(shè)備直接和智能路由器連接，使用ZigBee控制不能夠進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，然后再通過(guò)使用ZigBee組網(wǎng)和智能路由器進(jìn)行連接，進(jìn)而控制相應(yīng)的空氣設(shè)備。如圖2是監(jiān)測(cè)分析處理系統(tǒng)的架構(gòu)圖。

2 辦公空間中智能空氣管家設(shè)計(jì)

辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)通常連接著中央空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)以及加濕器等空氣管理設(shè)備，如果要實(shí)現(xiàn)單個(gè)房間的自主控制，就需要對(duì)相關(guān)智能空氣管家進(jìn)行設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)分布式、智能化空氣管理的過(guò)程中，智能空氣管家發(fā)揮著重要的作用，其主要工作流程如圖3所示。

智能空氣管家的電路設(shè)計(jì)，一般是由兩部分組成，一種電路設(shè)計(jì)是能夠?qū)崿F(xiàn)空間空氣監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和信息可視化功能，其數(shù)據(jù)分析的處理器采用Arduino開發(fā)板，辦公空間空氣監(jiān)測(cè)功能是由相應(yīng)的傳感器來(lái)完成，使用Arduino開發(fā)板上的藍(lán)牙模塊將相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器中，然后在觸摸屏上進(jìn)行可視化信息顯示；另一種是設(shè)備控制電路設(shè)計(jì)，組成的元件包括繼電器、藍(lán)牙模塊和串口屏，藍(lán)牙傳感器是信號(hào)傳輸?shù)闹饕浇椋谄聊軌虺尸F(xiàn)出相關(guān)傳感器監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)。當(dāng)辦公空間內(nèi)空氣污染物的閾值超過(guò)一定范圍，系統(tǒng)的服務(wù)器就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的指令，藍(lán)牙模塊在接受到相關(guān)命令后會(huì)對(duì)繼電器進(jìn)行控制，開啟相關(guān)智能空氣治理設(shè)備。

3 總結(jié)

綜上所述，隨著當(dāng)今社會(huì)人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)辦公空間的空氣質(zhì)量越來(lái)越關(guān)注，辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)在滿足用戶基本需求的同時(shí)，更加向著人性化的趨勢(shì)發(fā)展，也更加注重用戶體驗(yàn)。通過(guò)使用辦公空間智能空氣管理系統(tǒng)，能夠自動(dòng)對(duì)空間空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析和處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施創(chuàng)造出一個(gè)舒適、安全的空氣環(huán)境。