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基于stm32F103主控芯片的空气净化器(新风净化设备)物联网解决方案

2017-11-14
类别:家用电器
eye 663
文章创建人 拍明芯城


应用领域:智能家电

方案类型:成品

主控芯片:stm32F103

方案概述

空气净化物联网解决方案

为空气净化企业提供设备互联、远程操作、智能运维为一体的物联网解决方案,助力企业快速实现产品智能化以及商业转型。

基于stm32F103主控芯片的空气净化器(新风净化设备)物联网解决方案.png

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智能触控屏:室内空气质量一目了然,系统更智能,界面更美观。

PC端管理portal:监控体系、设备运营、数据分析、订单管理、多级权限管理、分组管理等。

移动端APP/微信H5:远程控制、滤芯购买、空气数据呈现、售后一站式服务等。

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空气净化物联网解决方案能够为企业带来降低运营成本、实现产品独特性、提升用户体验、安全运维、提升产品附加值等诸多价值,全面提升竞争力。


stm32F103

STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器,该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品,其内核是Cortex-M3。

该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类:小容量(16K和32K)、中容量(64K和128K)、大容量(256K、384K和512K)。

芯片集成定时器,CAN,ADC,SPI,I2C,USB,UART,等多种功能。

stm32F103.jpg

MCU简介

内核

--ARM 32位的Cortex-M3

--最高72MHz工作频率,在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHZ(DhrystONe2.1)

--单周期乘法和硬件除法

存储器

--从16K到512K字节的闪存程序存储器(STM32F103XXXX中的第二个X表示FLASH容量,其中:“4”=16K,“6”=32K,“8”=64K,B=128K,C=256K,D=384K,E=512K)

--最大64K字节的SRAM

电源管理

--2.0-3.6V供电和I/O引脚

--上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD)

--4-16MHZ晶振振荡器

--内嵌经出厂调教的8MHz的RC振荡器

--内嵌带校准的40KHz的RC振荡器

--产生CPU时钟的PLL

--带校准的32KHz的RC振荡器

低功耗

--睡眠、停机和待机模式

--Vbat为RTC和后备寄存器供电

模数转换器

--2个12位模数转换器,1us转换时间(多达16个输入通道)

--转换范围:0至3.6V

--双采样和保持功能

--温度传感器

DMA

--2个DMA控制器,共12个DMA通道:DMA1有7个通道,DMA2有5个通道

--支持的外设:定时器、ADC、SPI、USB、IIC和UART

--多达112个快速I/O端口(仅Z系列有超过100个引脚)

--26/37/51/80/112个I/O口,所有I/O口一块映像到16个外部中断;几乎所有的端口均可容忍5V信号

调试模式

--串行单线调试(SWD)和JTAG接口

--多达8个定时器

--3个16位定时器,每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入

--1个16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的PWM高级控制定时器

--2个看门狗定时器(独立的和窗口型的)

--系统时间定时器:24位自减型计数器

--多达9个通信接口:

2个I2C接口(支持SMBus/PMBus)

3个USART接口(支持ISO7816接口,LIN,IrDA接口和调制解调控制)

2个SPI接口(18M位/秒)

CAN接口(2.0B主动)

USB 2.0全速接口

计算单元

CRC计算单元,96位的新批唯一代码

封装

ECOPACK封装

应用编辑

STM32F103R8T6是ST旗下的一款常用的增强型系列微控制器,适用于:

电力电子系统方面的应用

电机驱动

应用控制

医疗

手持设备

PC游戏外设

GPS平台

编程控制器(PLC)

变频器

扫描仪

打印机

警报系统

视频对讲

暖气通风

空调系统

LED 条屏控制


空气净化器

空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器,是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的产品,主要分为家用 、商用、工业、楼宇。

空气净化器中有多种不同的技术和介质,使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有:吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等;材料技术主要有:光触媒、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型,即同时采用了多种净化技术和材料介质。

主要种类

空气净化器的 工作原理来看,主要分为三种:被动式、主动式、主被动混合式。

根据空气净化器针对空气中颗粒物去除技术,主要有机械滤网式、静电驻极滤网式、高压静电集尘、负离子和等离子体法等。

机械过滤

一般主要通过以下4种方式捕获微粒:直接拦截,惯性碰撞,布朗扩散机理,筛选效应,其对细小颗粒物收集效果好但风阻大,为了获得高的净化效率,滤网的阻力较大,而且滤网需要致密导致寿命降低,需定期更换。

高压静电集尘

利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法,其风阻虽小但对较大颗粒和纤维捕集效果差,会引起放电,且清洗麻烦费时,易产生臭氧,形成二次污染。

“高压静电集尘”是一种既能确保风量又能吸附微细颗粒的方式。这是在颗粒经过滤芯之前通过加载高电压使其带电,使颗粒在电的作用下“容易吸附”到滤芯上的方式。

高压电集尘部分原本是向两个电极施加高电压,在两极放电之时,使通过的尘埃带电。大部分灰尘原本都是中性或带弱电荷,因此,滤芯只能过滤到比网眼大的灰尘。但缩小滤芯的网眼又会造成阻塞。高压静电集尘方式能够令尘埃带电,在电的作用下,吸附到经过特殊加工、永久带电的滤芯之上,因此,即使滤芯的网眼偏大(粗),也能够确实捕获到尘埃。

静电驻极式滤网

相对机械式过滤能仅可有效地去除10微米以上的颗粒物,而当颗粒物的粒径除至5微米,2微米甚至亚微米的范围时,高效的机械式过滤系统就会变得比较昂贵,且风阻会显著增加。通过静电驻极空气过滤材料过滤,能以较低的能源消耗达到很高的捕获效率,同时兼具静电除尘低风阻的优点,但无需外接上万伏的电压,故不会产生臭氧,且由于其组成为聚丙烯材质,很方便抛弃处理。

静电除尘

能过滤比细胞还小的灰尘、烟雾和细菌,防止肺病、肺癌肝癌等疾病。空气里对人体最 有害的是小于2.5微米的灰尘,因其能穿透细胞,进入血液。普通净化机采用 滤纸来过滤空气中的灰尘,极易堵塞滤孔,灰尘不仅没有灭菌效果,而且容易造成二次污染。

静电灭菌

采用60 00伏左右的高压静电场,能瞬间完全杀灭寄附在灰尘上的细菌、病毒,防止感冒、传染病等疾病。其灭菌机理是破坏细菌衣壳蛋白的4条多肽链, 并使RNA受损。

天然空气净化器

经检验证明,晶体石膏灯是一个天然的空气净化器,具有挥发负离子、吸附空气中的杂质、屏蔽电器有害射线等环保功能。奇异在于,白天,它展示的是一种完全天然的石头质感,简单、质朴、厚重,散发出浓郁的自然气息和古朴神秘的风情;夜晚,它便成了营造温馨气氛的魔术师,纯白如玉的晶体石膏矿石,透出的灯光柔和宁静;橘红的晶体石膏灯,透出的红色灯光则成了情调大师,点亮了,浪漫的气氛在身边环绕不息。

需要注意的是,绝大多数品牌的净化器在销售宣传中都会夸大其作用,有些净化器宣称能“有效捕捉”几十种颗粒。面对种类繁多的市场品牌及复杂的功用,消费者有种雾里看花的感觉。为此,专家提醒消费者在无法甄别产品功用的时候,可以在选择的时候选品牌有保证的产品,或者根据产品的销量来选择。[2-3]

国家《空气净化器》相关标准中把空气净化器定义为“从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备。对空气中的污染物有一定去除能力的装置。主要是指房间内使用的单体式空气净化器以及集中空调通风系统内的模块式空气净化器。

根据净化需求来分,空气净化器可以分为:

(1)纯净化型。如果位于室内湿度较适中的地区,或者对空气质量要求不太高,则选购纯净化型的空气净化器就满足需求了。

(2)加湿净化型。如果是位于较干燥的地区、经常开空调被空调抽湿而造成室内空气干燥、或者对空气质量要求较高,则选购一台带有加湿净化功能的空气净化器,将是最适合的选择。LG未来名人空气净化器还具有自然加湿的技术,采用科技手段来实现水的汽化,通过风车式或者盘式过滤器旋转,将有害物质留在托盘中消除,只排放超细和清洁的水分子到空气中。

(3)智能型。如果喜欢自动化操作、智能监控空气质量、或者体现高贵品味、或者用来送礼需要更体面,则选购一台智能型的空气净化器便是最佳选择。

(4)车载型。如果是用于轿车内空气净化,需要专门净化汽车异味、汽车甲醛等车内污染,并能够专门放置于车内的空气净化器,所以,最优选择为车载型空气净化器。

(5)桌面型。即放置于桌面,净化桌面周围一定范围内的空气,保护桌面附近人的健康的空气净化器。如果经常坐在电脑前、办公桌前、或者书桌前,但是所处的室内面积不小,或者是公共场所,自己掏钱买一台大型的空气净化器并不划算,也不时尚,则桌面型的空气净化器就是较好的选择。

(6)大中型。主要适用于面积较大的室内场合,如家内大厅、高级银行办公室、高级行政办公室、重要的演讲厅会议厅、高级酒店、医院、美容院、幼儿园等场合。

(7)中央空调系统型。主要适用于安装了中央空调、或者有天花板的单一房间或者多个房间一起净化的情况。







责任编辑:Davia

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