專(zhuān)利名稱(chēng)：智能化生態(tài)墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能化生態(tài)墻，特別涉及一種采用單片微型計(jì)算機(jī)控制以改善室內(nèi)外生態(tài)環(huán)境，美化居室內(nèi)外的自動(dòng)控制藝術(shù)品。屬于室內(nèi)衛(wèi)生，保健，裝飾及室外綠化的建筑墻體結(jié)構(gòu)設(shè)備。
經(jīng)申請(qǐng)人調(diào)研及查閱資料，現(xiàn)有的建筑墻體結(jié)構(gòu)如日本熊谷組建筑商承建的京廣大廈，中建一局北京分公司聯(lián)合承建的莊勝?gòu)V場(chǎng)大廈均采用玻璃幕墻，雖裝飾豪華，但造成很強(qiáng)的光污染。再如中國(guó)住宅建筑總公司集團(tuán)承建的法華寺住宅小區(qū)等建筑的墻體均采用磚石結(jié)構(gòu)，雖無(wú)光污染，但灰暗的磚石墻體對(duì)城市環(huán)境構(gòu)成不利影響。采用磚石結(jié)構(gòu)的墻體對(duì)室內(nèi)環(huán)境也不利，影響采光，隔斷人與自然的聯(lián)系，不利室內(nèi)衛(wèi)生。
本裝置的一個(gè)目的，就是要克服上述墻體的各種缺陷，指出一種集中國(guó)山水草木盆景與現(xiàn)代智能控制于一體的智能化生態(tài)墻如圖(一)所示。該生態(tài)墻是由雙層玻璃構(gòu)成的，中空部分放置有利于降低室內(nèi)污染改善室內(nèi)氧氣和二氧化碳的比例的植物如水浮蓮、螺旋藻等，以及由山水草木盆景構(gòu)成的各種自然景觀，以此取代建筑中的非承重墻，如圖(一)所示與陽(yáng)臺(tái)連接的墻體。通過(guò)單片微型計(jì)算機(jī)的智能化控制，使作為觀賞用的山水草木盆景在由玻璃夾層構(gòu)成的墻體中得到科學(xué)管理，在降低室內(nèi)污染同時(shí)控制生態(tài)墻中植物的光合作用，改善室內(nèi)氧氣和二氧化碳的比例，使室內(nèi)獲得含氧量較高且具清新空氣的生態(tài)環(huán)境。在室外看來(lái)，透明玻璃使生態(tài)墻中的山水草木，綠色植物一覽無(wú)余。使室外景觀也得到改善。
本裝置的另一個(gè)目的，由于實(shí)現(xiàn)了智能化，生態(tài)墻中的盆景可以根據(jù)居住區(qū)域不同的人選擇不同的造型，用以提高或降低室內(nèi)空氣的濕度。在干燥的地區(qū)，可選湖海，河流的造型。通過(guò)生態(tài)墻中綠色植物水份的蒸發(fā)，以及其中噴泉，瀑布和云霧的控制，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)濕度的調(diào)節(jié)。在潮濕的地區(qū)，可選熱帶沙漠的植物造型，除視覺(jué)上給人以清爽干燥的感覺(jué)外，還可利用沙漠植物的抗旱能力，吸收空氣中的水份以達(dá)到降低室內(nèi)濕度的目的。
本裝置單片微型計(jì)算機(jī)控制部分采用模塊化結(jié)構(gòu)，硬件和軟件均可自由的進(jìn)行組態(tài)，通過(guò)鍵盤(pán)方便地選擇，以適應(yīng)各種不同需要。
本裝置是通過(guò)如下技術(shù)方案加以實(shí)施的如圖(二)所示，單片機(jī)[29]利用其I/O a口(輸入/輸出)口通過(guò)氧氣傳感器[1]以及O/F變換器[15]測(cè)量室內(nèi)空氣中氧氣含量作為控制光合作用的參考量，通過(guò)溫度傳感器[12]以及T℃/F變換器[18]測(cè)量生態(tài)墻中的溫度，通過(guò)光照傳感器[8]以及L/F變換器[14]測(cè)量生態(tài)墻中的光照強(qiáng)度作為控制光合作用的輔助參考量。上述各量與固化在單片機(jī)內(nèi)部的ROM上或通過(guò)鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)RAM上的氧氣含量數(shù)值進(jìn)行比較處理，然后通過(guò)單片機(jī)I/O b口發(fā)出控制量，分別控制模擬日光源[9]的光照強(qiáng)度，啟動(dòng)空氣泵[4]補(bǔ)充生態(tài)墻中二氧化碳含量，控制生態(tài)墻中的加熱器[11]的輸入功率以達(dá)到調(diào)節(jié)裝置內(nèi)溫度的目的。使生態(tài)墻中光照，二氧化碳含量，以及溫度處于植物進(jìn)行光合作用的最佳狀態(tài)。植物不斷吸入二氧化碳，放出氧氣，直至室內(nèi)氧氣含量處于設(shè)定狀態(tài)。若室內(nèi)無(wú)明顯污染源如吸煙等，則無(wú)需空氣凈化器，可直接將空氣泵入生態(tài)墻內(nèi)的水中進(jìn)行循環(huán)凈化，而水中植物可采用如大藻(水浮蓮)[32]這類(lèi)浮生植物，其根部吸收水中污染物質(zhì)，起到凈化作用。經(jīng)過(guò)凈化的室內(nèi)空氣再泵入生態(tài)墻外側(cè)[33]的藻類(lèi)植物如螺旋藻水中，使其不斷吸入二氧化碳，放出氧氣，使室內(nèi)空氣處于比較理想的狀態(tài)。
地區(qū)不同室內(nèi)濕度要求不盡相同，相對(duì)濕度低于80％的北方干燥地區(qū)，往往需要增加空氣中的濕度，生態(tài)墻中適合選用水域?qū)掗煹淖匀痪坝^造型，如附圖
(一)。室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)凈化以后，單片機(jī)通過(guò)濕度傳感器[5]測(cè)量室內(nèi)空氣中濕度并與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)，單片機(jī)通過(guò)I/O b口控制生態(tài)墻中的噴泉[7]或瀑布[2]的微型水泵的轉(zhuǎn)速以控制其水流量，對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于裝置不斷蒸發(fā)水份，相當(dāng)于一恒定濕度控制，使室內(nèi)濕度較為適宜。當(dāng)需進(jìn)一步提高濕度時(shí)，可起動(dòng)超聲波霧化器[3]將水霧化作為自然景觀的云霧，同時(shí)對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，直至滿(mǎn)足要求。
在南方濕度較高的地區(qū)，如前所述應(yīng)選擇以熱帶沙漠植物為主的自然景觀造型，主要目的是減少水份蒸發(fā)。當(dāng)室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)生態(tài)墻時(shí)，處于干旱狀態(tài)的沙漠植物的根部和氣生部分將吸收空氣中的水份，多次循環(huán)以達(dá)到降低室內(nèi)濕度的目的。
與現(xiàn)有的玻璃幕墻及磚石墻體相比較，生態(tài)墻具有集傳統(tǒng)藝術(shù)品的山水草木盆景與現(xiàn)代智能控制于一體的特點(diǎn)。可方便地設(shè)定濕度和氧氣含量并能自動(dòng)調(diào)節(jié)。由于軟件硬件的模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要自由進(jìn)行組態(tài)，并留有一部分I/O c口、I/O d口作為其他家用電器綜合管理和控制用。本裝置在改善室內(nèi)外生態(tài)環(huán)境方面具有顯著的進(jìn)步。
附圖(一)為生態(tài)墻裝配示意圖適用于(北方干燥地區(qū))。附圖(二)為生態(tài)墻裝配的實(shí)施例。
以下結(jié)合附圖對(duì)本裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。
單片機(jī)[29]利用其I/O a口(輸入/輸出)口通過(guò)氧氣傳感器[1]以及O/F變換器[15]測(cè)量室內(nèi)空氣中氧氣含量作為控制光合作用的參考量，通過(guò)溫度傳感器[12]以及T℃/F變換器[18]測(cè)量生態(tài)墻中的溫度，通過(guò)光照傳感器[8]以及L/F變換器[14]測(cè)量生態(tài)墻中的光照強(qiáng)度作為控制光合作用的輔助參考量。上述各量與固化在單片機(jī)內(nèi)部的ROM上或通過(guò)鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)RAM上的氧氣含量數(shù)值進(jìn)行比較處理，然后通過(guò)單片機(jī)I/O b口發(fā)出控制量，分別控制模擬日光源[9]的光照強(qiáng)度以及電加熱器[11]的輸入功率。
參照附圖(一)和附圖(二)單片機(jī)[29]將其I/O a口接到由多路開(kāi)關(guān)[25]控制的信號(hào)/頻率變換器I/F[14]，O/F[15]，C/F[16]，WP/F[17]，T℃/F[18]上，再分別接在由“迦伐尼電池”構(gòu)成的氧氣傳感器[1]上，由濕度電容構(gòu)成的濕度傳感器[5]上，以及由熱敏電阻構(gòu)成的溫度傳感器[12]上，由半導(dǎo)體光敏器件構(gòu)成的光照傳感器[8]上，以不斷測(cè)量室內(nèi)空氣中氧氣含量，及測(cè)量生態(tài)墻中的溫度和光照強(qiáng)度作為負(fù)反饋控制參考量。單片機(jī)[29]和另外兩組I/O a口分別連接到鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]上，以便鍵入室內(nèi)所需濕度和氧氣含量。單片機(jī)[29]在獲得室內(nèi)氧氣含量，光照強(qiáng)度以及生態(tài)墻中的溫度這些量以后與固化在單片機(jī)內(nèi)部ROM上的(或通過(guò)鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)部RAM上的)濕度和氧氣含量進(jìn)行對(duì)比處理，然后通過(guò)單片機(jī)I/O b口控制數(shù)字觸發(fā)器[26]向雙向可控硅[20]發(fā)出控制信息，確定雙向可控硅[20]的導(dǎo)通占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)電加熱器[11]的輸入功率，直至生態(tài)墻內(nèi)的溫度適合進(jìn)行光合作用。通過(guò)控制另外一組雙向可控硅[23]導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)由熒光燈和白熾燈復(fù)合成的模擬日光源[9]的電壓以控制光照強(qiáng)度，因其光譜在400-800nm范圍內(nèi)復(fù)蓋日光光譜，使生態(tài)墻內(nèi)的植物處于最佳光合作用狀態(tài)。植物不斷吸入二氧化碳，放出氧氣，直至室內(nèi)氧氣含量處于設(shè)定狀態(tài)。同時(shí)單片機(jī)在受到室內(nèi)濕度信息與固化在單片機(jī)內(nèi)部的ROM上(或通過(guò)鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)RAM上)的濕度數(shù)值進(jìn)行比較處理，通過(guò)改變雙向可控硅[21][22]導(dǎo)通角，以改變其電壓使生態(tài)墻中的噴泉[7]或瀑布[2]的微型水泵的轉(zhuǎn)速變化以控制其水流量，對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。I/O b口通過(guò)數(shù)字觸發(fā)器[26]控制超聲波霧化器[3]對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，直至滿(mǎn)足要求。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易了解到，本裝置是用人們普遍熟悉的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理構(gòu)成和控制的。
本產(chǎn)品可以通過(guò)鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]方便地選擇適合要求的室內(nèi)濕度和氧氣含量。
選擇參數(shù)步驟見(jiàn)表(一)，鍵盤(pán)見(jiàn)表(二)。
表(一)，點(diǎn)陣液晶顯示模塊操作
說(shuō)明上電。顯示屏自動(dòng)顯示請(qǐng)?jiān)O(shè)置參數(shù)字樣，按下濕度/H鍵選擇濕度含量，此時(shí)末位自動(dòng)閃爍。
按↑鍵，使最右位數(shù)為1且閃爍。如繼續(xù)按↑鍵，依次使最右位數(shù)變?yōu)?，3---9，周而復(fù)始，如選8。
按←鍵，使8移至第2位，末位為0且閃爍
按↑鍵，使末位為5且閃爍。<
按回車(chē)/R鍵對(duì)所選85％的濕度認(rèn)可，請(qǐng)繼續(xù)選擇，提示出現(xiàn)
表(二)鍵盤(pán)設(shè)置
可根椐需要按上述繼續(xù)設(shè)置氧氣含量數(shù)值，同樣方便快捷，在此不在贅述。設(shè)置結(jié)束后，按啟動(dòng)/S鍵，本裝置便可自動(dòng)運(yùn)行。
本裝置可以作為室內(nèi)綜合管理和控制中心，其軟件，硬件均為模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要自由進(jìn)行組態(tài)，向家用電器綜合管理和控制前進(jìn)一步，集智能化，節(jié)能，生態(tài)調(diào)節(jié)，美化居室于一體。
以上已結(jié)合實(shí)施例對(duì)本裝置作了詳盡的說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難根據(jù)本裝置的原理作出若干改型，但它們不會(huì)超出本實(shí)用新型權(quán)力要求所限定的精神與范圍。
權(quán)利要求1.一種智能化生態(tài)墻裝置，它包括用于室內(nèi)生態(tài)調(diào)節(jié)的玻璃夾墻[30]和山水草木盆景[31]以及電源，單片機(jī)[29]、顯示器[27]、鍵盤(pán)[28]、模擬日光源[9]、電加熱器[11]、超聲波霧化器[3]。其特征包括玻璃夾墻[30]和用于吸收室內(nèi)污染改善室內(nèi)的氧氣含量和濕度的山水草木盆景[31]，氧氣傳感器[1]以及O/F變換器[15]，通過(guò)光照傳感器[8]以及L/F變換器[14]，溫度傳感器[12]以及T℃/F變換器[18]，濕度傳感器[5]以及C/F變換器[16]，分別用于提供光合作用和濕度調(diào)節(jié)的負(fù)反饋輸入控制參量。水位檢測(cè)器[13]以及WP/F變換器[17]用于判斷裝置內(nèi)水位是否過(guò)低；雙向可控硅[20]、[21]、[22]、[23]和[24]用于接受單片機(jī)[29]通過(guò)數(shù)字觸發(fā)器[26]輸出控制量，分別調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度和裝置內(nèi)的溫度。雙向可控硅[24]用于控制室內(nèi)空氣泵[4]的電機(jī)，把凈化過(guò)的空氣輸入裝置內(nèi)補(bǔ)充用于光合作用的二氧化碳；雙向可控硅[21]，[22]控制水泵的電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速以控制裝置內(nèi)噴泉[7]和瀑布[2]的流量，通過(guò)控制超聲波霧化器的啟停，共同進(jìn)行室內(nèi)濕度的調(diào)節(jié)；氧氣傳感器[1]置于空氣凈化器[4]空氣輸入端以檢測(cè)室內(nèi)氧氣含量，光照傳感器[8]置于裝置頂部檢測(cè)室內(nèi)光照強(qiáng)度，溫度傳感器[12]置于裝置內(nèi)以檢測(cè)內(nèi)部溫度，這些傳感器的輸出端接至多路開(kāi)關(guān)[25]的輸入端，其輸出端接至單片機(jī)[29]的I/O a口，作為檢測(cè)信號(hào)的輸入；接到上述檢測(cè)信號(hào)后，單片機(jī)[29]的I/O b口通過(guò)數(shù)字觸發(fā)器[26]分別接至雙向可控硅[20]、[21]、[22]、[23]和[24]，通過(guò)調(diào)節(jié)其導(dǎo)通狀態(tài)以控制輸入電加熱器[11]的功率使裝置內(nèi)溫度滿(mǎn)足要求；控制室內(nèi)空氣泵[4]的啟停，補(bǔ)充裝置內(nèi)用于光合作用的二氧化碳；控制模擬日光源[9]光照強(qiáng)度，使裝置內(nèi)的植物如螺旋藻處于最佳光合作用狀態(tài)，植物不斷吸入二氧化碳，放出氧氣，直至室內(nèi)氧氣含量滿(mǎn)足要求。
2.根據(jù)權(quán)力要求1的智能化生態(tài)墻裝置，其特征是可根據(jù)需要通過(guò)鍵盤(pán)[28]和顯示器[27]鍵入數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)[29]的I/O b口控制生態(tài)墻內(nèi)超聲波霧化器[3]，噴泉[7]或瀑布[2]調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度。
3.根據(jù)權(quán)力要求1的智能化生態(tài)墻裝置，其特征是當(dāng)采用山水草木盆景時(shí)，若室內(nèi)無(wú)明顯污染源如吸煙等，則無(wú)需空氣凈化器，可直接將空氣泵入生態(tài)墻內(nèi)的水中進(jìn)行循環(huán)凈化，而水中植物可采用如大藻(水浮蓮)，水葫蘆等單子葉植物，其根部吸收水中污染物質(zhì)，起到凈化作用。
4.根據(jù)權(quán)力要求1的智能化生態(tài)墻裝置，其特征是把經(jīng)過(guò)凈化的室內(nèi)空氣再泵入生態(tài)墻內(nèi)的植物中如螺旋藻水中，使其不斷吸入二氧化碳，放出氧氣，提高室內(nèi)空氣中的氧氣含量。
5.根據(jù)權(quán)力要求1的智能化生態(tài)墻裝置，其特征是智能化部分采用單片微型計(jì)算機(jī)[29]；顯示器[27]采用LCD(液晶)或LED(數(shù)碼管)顯示；鍵盤(pán)[28]采用觸摸式；溫度傳感器[12]采用熱敏電阻以及振蕩器件構(gòu)成溫度/頻率變換器[18]；水位傳感器[13]采用電容以及振蕩器件構(gòu)成水位/頻率變換器[17]；氧氣傳感器[1]采用“迦伐尼”電池以及振蕩器件構(gòu)成氧氣/頻率變換器[15]；濕度傳感器[5]采用濕度電容以及振蕩器件構(gòu)成濕度/頻率變換器[16]；光照傳感器[8]采用半導(dǎo)體光敏器件以及振蕩器件構(gòu)成光照/頻率變換器[14]。
專(zhuān)利摘要智能化生態(tài)墻是由玻璃夾墻、山水草木盆景以及單片機(jī)構(gòu)成的自動(dòng)控制裝置。通過(guò)室內(nèi)與生態(tài)墻空氣循環(huán)以降低室內(nèi)污染,利用生態(tài)墻中噴泉、瀑布、云霧控制室內(nèi)濕度。并通過(guò)單片機(jī)構(gòu)成的自動(dòng)控制使生態(tài)墻內(nèi)的植物如螺旋藻處于最佳光合作用狀態(tài),不斷吸入二氧化碳,放出氧氣,進(jìn)一步改善室內(nèi)氧氣含量。本裝置是集美化居室內(nèi)外的藝術(shù)景觀與改善室內(nèi)生態(tài)環(huán)境于一體的綠色產(chǎn)品。使之處于一種自然、優(yōu)雅、無(wú)污染的理想環(huán)境。
文檔編號(hào)F24F6/12GK2367947SQ9825096
公開(kāi)日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1998年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月29日
發(fā)明者王廣生 申請(qǐng)人:王廣生