新風系統(tǒng)與二氧化碳傳感器結合實現(xiàn)家居智能化
- 二氧化碳對人體的重要性
CO2氣體自古以來，就是人類動物乃至植物生存必不可少的一種氣體。在新鮮的空氣中，二氧化碳的含量大約是0.036%（360ppm）至0.041%(410ppm)之間變化。根據(jù)物理學可知，氣體運動是因為分子在做擴散運動，從高濃度流向低濃度。而當環(huán)境空氣的CO2的濃度變大，那么人體肺部血液中的二氧化碳就無法擴散到空氣中來，血液中的血紅蛋白也無法運載足夠的氧分子，就形成高酸性血癥（窒息）。
表1 二氧化碳濃度與人體生理反應表
| 空氣中二氧化碳濃度 | 人體生理反應 |
| 350~450ppm | 同一般室外環(huán)境 |
| 350~1000ppm | 空氣清晰，呼吸順暢 |
| 1000~2000ppm | 空氣渾濁并開始覺得昏昏欲睡 |
| 2000~5000ppm | 感覺頭疼，嗜睡，注意力無法集中 |
| 大于5000ppm | 嚴重缺氧，昏迷，甚至死亡 |
同時，二氧化碳是維持呼吸中樞正常興奮性所必需的，是促進呼吸的一種重要的體液因素，是不能缺少的。
- 新風系統(tǒng)
1、新風系統(tǒng)的誕生
第一臺可以過濾空氣污染的熱交換設備，誕生在英國，時間是1935年，創(chuàng)始人是奧斯頓·淳以。1952年，由于倫敦連續(xù)大霧事件，他在倫敦參加過環(huán)保治理工程方案而著名。為表彰突出貢獻，1954年奧斯頓·淳以被英國政府評為“佳環(huán)境系統(tǒng)專家貢獻獎”，并授予“巴斯勛章”。
- 新風系統(tǒng)的分類
新風系統(tǒng)按安裝可以分為兩類，第一類是管道新風系統(tǒng)，管道新風系統(tǒng)是較早誕生的一類系統(tǒng)，由新新風機與管道配件組成，通過新風機將室外新空氣凈化后導入室內，通過管道將室內空氣排出。這種雙向流的新風系統(tǒng)使的室內空氣更加新鮮。第二類是單體新風系統(tǒng)。這類系統(tǒng)也是近幾年上市的新風系統(tǒng)產(chǎn)品，包括掛壁式新風系統(tǒng)和柜式新風系統(tǒng)。原理上與管道新風系統(tǒng)差別不大。使用上單體新風系統(tǒng)就更加商業(yè)家庭便捷化，家庭可以輕松便捷安裝，不用考慮管道設計等。
以下兩幅圖分別是管道新風系統(tǒng)圖1，掛壁式新風系統(tǒng)圖2：
圖1
圖2
- 新智能新風系統(tǒng)的優(yōu)越性
隨著科技水平不斷提高，人們生活越來越得到保障。新一代的新風系統(tǒng)也在不斷低優(yōu)化發(fā)展中。以前的管道新風系統(tǒng)只是單純的過濾空氣污染通風排氣?，F(xiàn)在新一代的管道新風系統(tǒng)更加智能化，首先新風機得到改良，使得風量更大，噪音更低。其次新風機中加入了升溫降溫裝置，使得通進來的風，不管是夏天冬天，都可以保持舒適的溫度，實現(xiàn)智能調節(jié)。再次，新風機還加入一些外部檢測裝置，例如檢測室內空氣質量，能達到及時換新鮮空氣，并節(jié)約能源。
現(xiàn)在市場是熱門的空氣凈化類產(chǎn)品有兩類，一類是空氣凈化器，空氣凈化器主要是針對室內的PM2.5微顆粒、異味氣體以及甲醛等氣體進行凈化。產(chǎn)品性能優(yōu)異，但也存在局限性。就是在使用這類產(chǎn)品的時候，室內必須是封閉的。一旦開窗就效果不大。另一類是新一代新風系統(tǒng)，掛壁式新風系統(tǒng)。調查市場可得性能優(yōu)越的一代掛壁式新風系統(tǒng)有以下特性：
- 將室外的新鮮空氣經(jīng)過有效過濾≥PM2.5微顆粒、有毒等異味氣體后，通入室內，同時將室內舊氣體排出室外。達到無污染換新鮮干凈空氣的效果。
- 加入升溫降溫裝置，使得通進來的風，不管是夏天冬天，都可以保持舒適的溫度，實現(xiàn)智能調節(jié) 。
- 使用溫濕度傳感器及時檢測溫濕度，使用空氣質量傳感器及時監(jiān)測空氣微顆粒，使用CO2傳感器監(jiān)測室內空氣CO2濃度，集成了MCU控制芯片，實現(xiàn)智能調節(jié)室內空氣的效果。
- 配置WIFI模塊，使得新風系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，手機APP端可以隨時查看室內空氣狀況，也可以隨時控制新風機開關，實現(xiàn)遠程智能控制效果。
- 多檔位風量控制，優(yōu)良風道設計，使用上噪音更低。
掛壁式新風系統(tǒng)，在實現(xiàn)空氣凈化器的功能的同時，又解決了長期關窗室內CO2濃度升高的問題，真正實現(xiàn)了新鮮干凈舒適的換氣效果。
- 智能家居化
科技技術的發(fā)展，使得人們生活更加智能化便捷化，生活水平也越來越高。在2017年里，已經(jīng)實現(xiàn)了新一代掛壁式新風系統(tǒng)功能的公司，根據(jù)不完全統(tǒng)計，總共大約有6至10家公司。加入了二氧化碳檢測等傳感器，實現(xiàn)了家居智能化，使得人們能呼吸到新鮮干凈無污染的空氣，可以擁有一個溫暖的家庭和舒適的辦公環(huán)境，生活更健康。
從市場角度看來，優(yōu)先開發(fā)出擁有CO2檢測等功能的產(chǎn)品，市場競爭力更強，也會獲得更大的市場份額。以下是筆者經(jīng)過市場調查使用過的一款二氧化碳傳感器，型號是COZIR-A，它不僅是市場上低功耗的傳感器，而且也是擁有更快的響應速度的高性能產(chǎn)品，可以很好用作新風系統(tǒng)檢測二氧化碳濃度。
表2 紅外二氧化碳傳感器(NDIR CO2 傳感器)COZIR-A參數(shù)
| 預熱時間 | 10s |
| 工作環(huán)境 | 0℃~50℃(標準)?? -25℃ ~? 55℃（可擴展范圍）0 ~ 95%RH，不凝結 |
| 存儲溫度 | -30℃~+70℃ |
| 感測方式 | 非色散紅外吸收技術 鍍金光路專利技術 全固態(tài)光源和探測器專利技術 |
| 測量范圍 | 0-2000ppm， 0-5000ppm， 0-1% |
| 精確度 | ±50ppm或者讀數(shù)的+/-3%中的大值 |
| 非線性度 | <1%FS |
| 響應時間 | 30 秒到 2 分鐘,? 每秒讀數(shù)兩次 |
| 電源輸入 | 3.25V 到 5.5V（3.3V 推薦） |
| 功耗 | 3.5mW |
| 輸出方式 | 串口數(shù)字輸出 模擬電壓（可選 |
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