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IAQ在线监测系统技术简介上海洁森环保科技有限公司IAQ在线监测系统技术简介一、 室内空气质量标准及实时监测意义 随着新型建筑材料在室内装饰的应用，以及人工环境中的空调系统的普及，室内空气污染物已经成为空气污染的主要因素。主要发达国家都在多年前制定实施了室内空气质量标准。我国的香港及大陆也于近些年陆续公布实施了向光标准，即“办公室及公众场所空气质素检定计划指南”和GB/T18883-2002。 公共场所的开放性和人流密集性决定了空气质量的不确定性。如：局部装修造成的有害气体超标，局部人员密度过高或新风不足造成的二氧化碳浓度超标，以及突发性有害气体的引入等。室内空气质量（IAQ）在线监测系统可对此进行实时监控，同时，该动态数据也可以为通风系统提供新风量及空气净化的依据，从而更有效地优化通风空调系统的能效,真正实现在不牺牲室内环保质量前提下的建筑节能。二、 技术方案设计依据1.智能建筑设计标准（GB/T501342000）；2.智能建筑设计规范(GB/T50314)；3.建筑电气安装工程质量检验评分标准(GBJ30388);4.电子装置安装工程施工及验收规范（GB502545025996）；5.民用建筑电气设计规范（JGJ/T1692）；6.信息技术互联国际标准（ISO/IEC1180195）；7.电磁兼容性标准（IEC 801）；三、 系统原理图及说明ZigBee /WiFi 无线发送1.系统原理图信号接收器信号采集发送 器集成IAQ传感器MODBUS协议Internet显示终端服务器或云平台2.系统原理 将IAQ代表性的温湿度、二氧化碳浓度、VOC浓度、甲醛浓度和灰尘浓度的传感器集成在同一小型仪表箱内。传感器检测信号为模拟量信号（即4-20mA电流或0-5V电压），输入至基于ZIGBEE（或WiFi）系统的无线信号采集发送器，信号采集发送器内置A/D转换模块（模拟量信号转数字信号），将传感器信号转换为数字信号后，通过ZIGBEE无线数据传输技术将数字信号传输至信号接收器。信号接收器接收信号后，对信号进行解析，通过MODBUS协议接入服务器，并通过后台软件按业主要求最终显示终端上实时显示监控。 应当说明的是，（一）目前我们选用的IAQ传感器均为感应精度达到GB/T18883-2002中各相关限量指标要求的最便宜可靠的产品；（二）ZIGBEE(或WIFI)无线数据传输技术已经随着物联网的迅猛发展而趋于成熟，并快速进入智能楼宇系统；（三）MODBUS协议是目前最为成熟的用于控制系统和监控系统的信号转换、存储和处理协议。三、 传感器的选型和数量分布1. 传感器选型1.1 VOC传感器VOC传感器选用了日本进口的精度适中的半导体催化型传感器，并经过洁森环保公司进行环境舱标定和温湿度补偿后，模拟出相应变送线路而集成。半导体气体催化传感器因其灵敏度高、体积小、寿命长、成本低和使用方便而得到广泛应用。但该类传感器由于其噪声信号大，温湿度特性不够好，在精密测量领域的应用受到一定限制。对此，洁森环保公司对其进行了温湿度补偿的模拟标定，通过外围数据处理实现了基本精度和稳定性要求，并将其制造成室内空气的TVOC检测仪器，具备了六年的应用经验。该传感器对TVOC检测目前的精度为0.02mg/m3.1.2甲醛传感器甲醛传感器采用了世界上先进的进口电化学传感器，它应用控制电位电解法原理，其构造是在电解池内安置了三个电极，即工作电极，对电极和参比电极，并施加以一定的极化电压，更换不同气体的传感器并改变极化电压数值，即可测量出空气中的甲醛成分。被测气体透过薄膜到达工作电极，发生氧化还原反应，传感器此时将有一微小电流输出，此电流与甲醛气体浓度成正比关系，这个电流信号经采样处理转变为电压，电压信号再经过放大后进行电压电流转换，并把甲醛检测范围内的含量（ppm值）转换成420mA标准信号输出。改传感器对甲醛的检测精度为0.01ppm.1.3尘埃粒子计数传感器：结合了最新的LED计数技术，日本SHARP设计了远程的尘埃粒子传感器为连续的无障碍的操作，可分辨1微米以上颗粒物,并能够通过内置发热孔自动吸入检测空气，无需使用采样泵,提供一个单点成本最低的即时的连续的数据收集颗粒计数仪。输出地脉冲计数信号，经洁森环保公司的变送线路转换为连续0-5V输出信号后送往无线信号采集器。1.4 二氧化碳 采用日本进口半导体金属氧化物型传感器，经变送线路处理后，使得其对室外洁净空气的零点设定在400ppm,感应精度在50ppm,基本满足室内空气质量的精度要求。1.5 温度传感器 采用室温线性度好的PT100温度传感器。1.6 湿度传感器 采用目前最成熟的湿敏陶瓷传感器。2. 传感器仪表箱内置传感器电源系统和洁净空气发生系统。3. 传感器数量及分布 根据业主要求进一步确定。四、 系统网络配置1. 网络设备选型1.1信号采集发送器：型号：JYD06技术参数：4-20MA工业标准电流信号采样电路：16位A/D采样；采样速率: 3000次采样/S。内置ZIGBEE 无线通信模块。1.2信号接收器型号：JYD02技术参数：最大传输距离：无障碍，通信距离2000米；抗干扰能力强：2.4G DSSS扩频技术；接口应用灵活：RS232；RS485;USB数据接口；网络容量大：16信道可指定或自动选择，255个网络ID任意设置；工作电流：70MA/5V。2. 系统通讯方法Zigbee网络：Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。技术优势：低功耗、低成本、低速率、近距离、短延时、高容量、高安全、免执照频段。五、存储及参数显示1.服务器内置大容量硬盘，以存储每日的检测数据，基本保证能存储一年的检测数据，及时调取所需检测数据。2.提供检测数据显示界面，并可根据客户要求，对显示界面做改进。1.服务器：型号：惠普 ProLiant ML110 G5类型：刀片服务器；CPU：Xeon系列；频率：2400MHz；内存：1G；硬盘：120G以上； 服务器内置大容量硬盘，以存储每日的检测数据，基本保证能存储一年的检测数据，及时调取所需检