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紫外線消毒器方案開發(fā)
人類生活環(huán)境中微生物無處不在，有益的微生物可以幫助人們健康的生活，但有害的微生物會導(dǎo)致人和動物發(fā)生疾病，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)：ι?。在人類機(jī)體抵抗力低下時(shí)，少量有害微生物也可能導(dǎo)致人體患病。因此，在人類與病原微生物的斗爭中，消毒成為最直接方便的手段。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類的知識及物質(zhì)需求不斷提高。傳統(tǒng)的氯消毒早已被純物理作用、無二次污染、殺菌效率高、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)簡單、費(fèi)用低及占地面積小的紫外線消毒所替代。但目前市場上的紫外線消毒器良莠不齊，無法統(tǒng)計(jì)消毒劑量和實(shí)時(shí)監(jiān)控消毒效果。設(shè)備工作時(shí)會產(chǎn)生大量對人體有害的紫外線，存在一定的安全隱患。智能紫外線消毒監(jiān)控器通過研發(fā)消毒效果實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)、雙重紅外偵測保護(hù)技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)、無臭氧殺菌技術(shù)、抗老化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及延遲功能來指導(dǎo)開發(fā)一款可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全有效和普適經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。對改善基礎(chǔ)紫外線消毒設(shè)備，開拓更多應(yīng)用市場具有指導(dǎo)性作用。
一、智能紫外線消毒器方案背景
1.1紫外線消毒器的理論基礎(chǔ)
紫外線消毒是一種物理消毒方法，主要原理是利用波長240～280 nm的紫外線破壞微生物細(xì)胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結(jié)構(gòu)，使其不能分裂復(fù)制從而達(dá)到消毒的目的。20世紀(jì)70年代，紫外殺菌技術(shù)開始應(yīng)用于污水、工業(yè)消毒等領(lǐng)域。目前，西方國家的紫外消毒技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，主要應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、水處理及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等。相比國外對紫外線消毒技術(shù)的研究應(yīng)用，我國起步較晚。但隨著人們健康環(huán)保意識的增強(qiáng)，紫外線消毒技術(shù)逐漸受到公眾的認(rèn)可和接受。經(jīng)過50年的發(fā)展，紫外線消毒技術(shù)已發(fā)展為較成熟的高效環(huán)保消毒技術(shù)。
1.2智能紫外線消毒監(jiān)控器設(shè)計(jì)原理
為彌補(bǔ)傳統(tǒng)紫外線消毒設(shè)備在消毒效果監(jiān)控上的空白及解決其存在的主要安全隱患，通過研發(fā)7大優(yōu)勢技術(shù)，以達(dá)到對智能紫外線消毒監(jiān)控器的預(yù)期目標(biāo)。其優(yōu)勢技術(shù)包括：消毒效果實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)、雙重紅外偵測保護(hù)技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)、無臭氧殺菌技術(shù)、抗老化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及延遲功能。智能紫外線消毒監(jiān)控器實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)由基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)采集分析模塊和輸出模塊等構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集模塊，通過設(shè)備一次工作時(shí)間以此次工作時(shí)間內(nèi)紫外線光照射劑量的乘積來計(jì)算一次工作紫外線光照射的總劑量，以此方式來采集每臺設(shè)備每次工作的數(shù)據(jù)，并將其錄入、儲存于后臺數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)分析模塊是指以前期設(shè)備投放試用及大量反復(fù)測試所采集到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在后臺預(yù)設(shè)定一個(gè)默認(rèn)值，即紫外線光照射總劑量數(shù)值，以此默認(rèn)值為標(biāo)準(zhǔn)來判斷是否達(dá)到消毒效果，記錄設(shè)備一次消毒工作的成功或失敗，并將分析結(jié)果顯示于設(shè)備顯示屏上。通過此模塊實(shí)現(xiàn)了智能紫外線消毒監(jiān)控器的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、遠(yuǎn)程監(jiān)控及消毒效果反饋等。
二、智能紫外消毒監(jiān)控器方案開發(fā)
該產(chǎn)品是基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和雙紅外線傳感技術(shù)，集定時(shí)和延時(shí)開關(guān)于一體的紫外線消毒器。
為了避免人們誤入消毒場所，影響消毒效果和自身健康。智能紫外線消毒監(jiān)控器的硬件借鑒了雙紅外線傳感技術(shù)。雙紅外線傳感器由微控制器、兩個(gè)紅外探測器、射頻讀卡器以及聲光報(bào)警系統(tǒng)等組成。微控制器把各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集過來，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理后，根據(jù)處理結(jié)果對各子系統(tǒng)進(jìn)行有效地控。
兩個(gè)紅外探測器通過兩個(gè)中斷口與微控制器分別相連接。每個(gè)紅外探測器分別由一個(gè)紅外發(fā)射器與一個(gè)紅外接收器所組成。沒有人員進(jìn)入通道時(shí)，紅外發(fā)射器與紅外接收器一直處于連通狀態(tài)；當(dāng)有人員進(jìn)入通道時(shí)，紅外發(fā)射器與紅外接收器處于斷開狀態(tài)。圖像監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)對出入通道人員進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，雙紅外線對于紫外線檢漏更敏感。一旦出現(xiàn)問題，就會啟動聲光報(bào)警系統(tǒng)。射頻讀卡器接收匹配的磁卡信息，啟動紫外線殺菌過程。監(jiān)控終端接收數(shù)據(jù)并分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
智能紫外線消毒監(jiān)控器通過云數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)接收消毒數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要包含PC服務(wù)端及移動客戶端兩個(gè)端口，具體如下：
（1）PC服務(wù)器程序，需要提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收監(jiān)控接口以及其他網(wǎng)絡(luò)連接端口。一般包括數(shù)據(jù)接收、互聯(lián)網(wǎng)接入等功能。（2）移動客戶端提供訪問服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接口服務(wù)，并顯示監(jiān)控信息。主要包括設(shè)置連接信息、連接服務(wù)器程序和顯示監(jiān)控信息。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)PC中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而移動客戶端可以直接訪問服務(wù)器并通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)具有遠(yuǎn)程遙控功能。
結(jié)語
智能紫外線消毒監(jiān)控器由數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊及數(shù)據(jù)分析模塊等構(gòu)成。通過大量反復(fù)測試，該設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控效果良好，能有效達(dá)到預(yù)期效果及滿足市場需求，具有十分廣闊的發(fā)展前景。
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