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智慧學校空氣質量監控系統傳感器技術應用解決方案

毎年開學季,校園空氣質量問題都成為家長的關注的熱點。近期,國務院教育督導委員會辦公室印發的《關于開展中小學新建校舍室內空氣質量(甲醛)排查、檢測工作的通知》(國教督辦函〔2018〕72號),通報了近期各地出現的中小學新建校舍室內甲醛超標,學生頭暈、流鼻血等情況,要求各地對2018年新竣工交付使用的校舍、新采購的設施設備進行全面排查,及時發現并處理影響校舍室內空氣質量的隱患,此通知在社會上反響強烈。

裝修或管理不嚴引發的校園室內空氣質量問題由來已久,2014年以來北京、黑龍江、河北、遼寧、陜西、江蘇、安徽、上海、湖北、四川、浙江、廣東等地屢屢發生學校毒跑道事件。眾多學生出現不同程度的過敏性鼻炎、頭暈、咳嗽、惡心、視力下降等身體不適現,大大影響了學生的健康和學習。到每年開學季各地學校因空氣質量問題導致的家校沖突事件,屢有發生。這些沖突事件中,尤以幼兒園相關方為甚。

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如何解決學校室內空氣質量保障問題,是社會關注的熱點問題,智慧學校的概念也應運而生,利用現代傳感技術對學校空氣質量進行管控。據了解,在廣州幾十所幼兒園正在嘗試引入一種空氣質量監測系統解決該問題,并已取得了不錯的成效。

智慧學校指的是以物聯網為基礎的智慧化的校園工作、學習和生活一體化環境,這個一體化環境以各種應用服務系統為載體,將教學、科研、管理和校園生活進行充分融合。在信息化“十二五”規劃中,浙江大學提出建設一個“令人激動”的“智慧校園”。這幅藍圖描繪的是:無處不在的網絡學習、融合創新的網絡科研、透明高效的校務治理、豐富多彩的校園文化、方便周到的校園生活。簡而言之,“要做一個安全、穩定、環保、節能的校園。

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通常來說,智慧學校的空氣質量監控系統通過智能管控中心,智能協調控制新風系統、空氣凈化系統、空氣殺菌系統等三大功能模塊,從濕度、含氧量、潔凈度三個方面對室內空氣進行深度調節,持續改善學生學習的空氣質量環境,依托物聯網+云平臺技術實現空氣質量持續跟蹤調節及多設備的控制維護等,滿足校方、設備維護方、學生家長的不同需求,成為構建智慧校園中不可或缺的一環。教室空氣質量管理:智能預判空氣質量變化,始終保證教室內的各項空氣指標處于優等!通過高靈敏度傳感器實時檢測室內空氣環境,并預判空氣質量變化,始終保證教室的CO2、TVOC、甲醛、?PM2.5、溫濕度處于優等水平。

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針對校園內的空氣質量監測,建議采用室內外結合監測的方式進行。

室內

室內使用室內空氣質量監測系統,主要監測教學大樓內的PM2.5、溫濕度、空氣質量(VOC、甲醛等)、CO2等各種空氣質量參數。預防由于裝修或室外污染空氣進入室內后所造成的不良影響。結合數據平臺,進行長效監測。同時結合校園新風系統實現聯動換氣,在保持校園內優質空氣質量的同時,還能做好節能減排。參考傳感器如下(PM2.5粉塵傳感器、溫濕度傳感器、空氣質量傳感器、氣壓傳感器CO2傳感器):

類型 型號 檢測對象 基本參數
PM2.5粉塵傳感器 TF-LP01(激光) PM2.5 USART數字輸出,可同時檢測0~999μg/m PM1.0\PM2.5\PM10的濃度
PSM系列(紅外) 檢測范圍:0~500μg/m3 ???工作電壓:5V ????????????輸出方式:UART和PWM可選??????????????????????????可分別測量PM1.0或PM2.5
溫濕度傳感器 HTU21D 溫度、濕度 量程:0~100%RH,-40~125℃??????????????????精度:3%RH,0.3℃?????輸出信號:I2C ???????????????可直接替換SHT21,但成本更低
空氣質量傳感器 TGS2602 甲醛、VOC、氨氣、硫化氫等空氣污染物 檢測范圍:0~30ppm ???加熱器電壓:5V 
氣壓傳感器(數字壓力傳感器 MS5607 大氣壓 量程:10-1200mbar
供電電壓:4V
分辨率:0.024mbar
過載:6bar
工作溫度:-40°C-85°C
CO2傳感器 COZIR-A 二氧化碳 超低功率 3.5mW
測量范圍從 0 到 1%
低噪音測量(<10ppm)
供電電壓 3.3v
峰值電流僅 33mA

室外

對于學校的足球場、籃球場、跑道及其他戶外體育設施區域,建議配置便攜式氣體監測儀或者網格式定點安裝微型空氣質量檢測站進行分區域、分時間段的監測采樣。通過監測數值來判斷,該些學生常用的戶外區域是否存在空氣質量的危害。通常需要檢測CO2、PM2.5、臭氧、太陽輻射等環境參數,可按自己實際需要選擇相應的傳感器。在此不做重點描述。

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空氣質量監控系統應用領域:

隨著技術的發展和英維克空氣環境控制系統的問世,相信我們的校園環境將更加安全和美好,我們的師生更健康,教學更優異!

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