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摘 要： 本文介绍的移动型甲醛检测净化设备可实现自动移动、扫地、避障、甲醛检测、空气净化、甲醛浓度远程监控功能；用户可以通过遥控器控制扫地机器人的移动，甲醛浓度的检测和空气净化是全自动运行，用户可以通过电脑或手机对甲醛浓度进行远程或短距离监控，当甲醛浓度超标时，甲醛超标指示灯亮起、紫外线灯亮起清除甲醛等有害气体和病菌。本系统操作简便，系统控制稳定性高，灵活度高，可满足新装修家居的卫生清洁和甲醛检测清除的工作要求。本设计以STC89C51单片机为甲醛濃度检测、显示和清除的控制核心；利用甲醛检测模块对空气进行检测并将数据传输给单片机，单片机通过计算算出空气中甲醛的含量，然后将甲醛浓度等级通过指示灯显示出来并且将甲醛浓度通过WiFi透传模块传输到电脑或手机。
关键词： 甲醛检测 甲醛清除 远程监控
【中图分类号】 G40-011 【文献标识码】 B 【文章编号】 2236-1879（2017）13-0188-02
1 移动型甲醛检测与空气净化设备整体系统设计
1.1 移动型甲醛检测与空气净化设备的工作流程。
甲醛检测模块对空气进行检测，并将数据传送到单片机控制系统，单片机控制系统将数据进行处理运算以及和国家标准进行对比，将结果通过甲醛浓度指示灯显示出来，甲醛浓度的精确数值通过WiFi透传模块发送到电脑或手机上，当室内甲醛含量超过国家标准值时，单片机控制系统开启紫外线灯，对室内空气中的甲醛等有害气体和病菌进行清除，整个系统与扫地机器人共用一个14V电源，共用一个总开关，这样就可以实现共同开启共同关闭，其中单片机控制系统通过变压模块转成5V供电，甲醛检测模块通过变压芯片将5V电源转成3.3V供电。
1.2 移动型甲醛检测与空气净化设备的硬件系统设计。
移动型甲醛检测与空气净化设备的硬件系统包括单片机控制系统、甲醛检测模块、紫外线灯和光触媒组成的空气净化模块、镇流器、变压器、甲醛浓度指示灯、WiFi透传模块、扫地机器人机体等。
2 移动型甲醛检测与空气净化设备机械系统设计
2.1移动型甲醛检测与空气净化设备的整体设计
2.1.1 移动型甲醛检测与空气净化设备的内部结构设计
由于扫地机器人内部空间有限，所以将变压模块2、单片机控制系统1、镇流器3装在了扫地机器人吸风口8上端的电源侧壁上，通过电线与电源以及總开关相连，甲醛清除模块位于进风口处，将进风口上壁穿透成上宽下窄的条形，将紫外线灯4用胶枪密封到条形口中，保证紫外光线能够通过条形口照射进进风口且使条形口密封防止垃圾灰尘进入机体内，在吸风口8下壁装有光触媒储存板7，紫外线4灯与镇流器3连接，镇流器3与电源连接。甲醛检测模块6的安装位置最初设计安装在扫地机器人的上机壳上，这样虽然能够充分的与室内空气接触，但是却影响了扫地机器人的性能，会出现因为甲醛检测模块而导致扫地机器人卡在某处，并且因为需要与空气接触，所以甲醛检测模块无遮挡，容易被水等物品损坏，因此将甲醛检测模块6安装在扫地机器人内部的配重块上，WiFi透传模块5安装在另一个配重块上。
2.1.2 移动型甲醛检测与空气净化设备的外部结构设计
两个出风口10对称位于机器后方侧壁上，连通机器内外空气，机器内部靠近两个出风口10的位置分别设有配重块。甲醛超标指示灯9安装在扫地机器人上机壳上，方便用户观察。
2.2空气净化系统设计
2.2.1光触媒储存板。
光触媒储存板采用厚度为1mm的亚克力板，其上均匀分布若干圆形通孔，通孔的形状呈上窄下宽，有利于储存光触媒和保护光触媒，降低光触媒在使用过程中的损耗。
2.2.2 不同波段紫外线的灭菌效果。
波长在200～275nm之间的紫外线均有灭菌作用，但是不同波长的紫外线美军效果不同，其中以254～257nm灭菌效果最好。如果我们以254～257nm波长的紫外线灭菌能力为100%，再同其他波长的紫外线相比所得到的灭菌能力如表1所示。
从表中可以看出波长为254～257nm的紫外线灭菌能力最强，故设计采用254nm的紫外线灯。
紫外线照射的杀菌机理是使微生物细菌内核酸、原浆蛋白和酶发生化学反应而死亡。有广泛杀菌作用，能杀灭各种微生物。
2.2.3光触媒清除甲醛等有害气体原理
光触媒产品是采用高光催化效率的纳米二氧化钛为主要原料，不添加任何其他催化剂和有机合成原料，经最新工艺技术制作的中性液体，光触媒产品是以紫外光为光源，激发价带上的电子（e-）跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴（h+），生成具有极强氧化作用的超氧离子自由基、羟基自由基、超氧羟基自由基，将甲醛等有害气体、细菌等氧化分解成无害的CO2和H2O。其本身不发生变化和损耗，只提供一个反应场所，具有时间持久、持续作用、安全无毒等优点。
3 移动型甲醛检测与空气净化设备控制系统设计
3.1 电路设计。
控制系统采用STC89C51单片机，晶振采用11.0592MHZ，在单片机的输入电源处接有14V转5V电压的转压模块来给单片机和WiFi透传模块供电，甲醛检测模块电源通过一个5V转3.3V的转压芯片连接到单片机的5V电源上。紫外线灯通过镇流器直接连接到扫地机器人的14V电源上，通过单片机控制三极管的导通与断开来控制紫外线灯的亮灭。LED指示灯分别接在单片机的I/O口上，通过单片机控制亮灭。
3.2 监控平台软件的设计。
监控平台软件采用网络调试助手V3.8.2，他由网络设置、接收区设置、发送区设置、网络数据接收曲，数据发送区。
结论
研究了甲醛检测模块的位置对室内甲醛浓度的检测的影响以及对使用寿命的影响，将甲醛检测模块安装在容易接触室内空气的出风口内部。利用了WiFi通信技术，实现了甲醛浓度的远距离传输。实现了不用人为控制就可以自动检测并清除甲醛的功能。
参考文献
[1] 吴昊， 薛丹， 侯琳. 室内甲醛含量变化影响因素分析[J]. 环境保护与循环经济， 2011， 31（10）：43-45.
[2] GB/T 16127-1995 居室空气中甲醛的卫生标准 [S].
[3] 靳超. 甲醛危害及其清除技术 [J]. 科技与企业， 2002：56-58.
关键词： 甲醛检测 甲醛清除 远程监控
【中图分类号】 G40-011 【文献标识码】 B 【文章编号】 2236-1879（2017）13-0188-02
1 移动型甲醛检测与空气净化设备整体系统设计
1.1 移动型甲醛检测与空气净化设备的工作流程。
甲醛检测模块对空气进行检测，并将数据传送到单片机控制系统，单片机控制系统将数据进行处理运算以及和国家标准进行对比，将结果通过甲醛浓度指示灯显示出来，甲醛浓度的精确数值通过WiFi透传模块发送到电脑或手机上，当室内甲醛含量超过国家标准值时，单片机控制系统开启紫外线灯，对室内空气中的甲醛等有害气体和病菌进行清除，整个系统与扫地机器人共用一个14V电源，共用一个总开关，这样就可以实现共同开启共同关闭，其中单片机控制系统通过变压模块转成5V供电，甲醛检测模块通过变压芯片将5V电源转成3.3V供电。
1.2 移动型甲醛检测与空气净化设备的硬件系统设计。
移动型甲醛检测与空气净化设备的硬件系统包括单片机控制系统、甲醛检测模块、紫外线灯和光触媒组成的空气净化模块、镇流器、变压器、甲醛浓度指示灯、WiFi透传模块、扫地机器人机体等。
2 移动型甲醛检测与空气净化设备机械系统设计
2.1移动型甲醛检测与空气净化设备的整体设计
2.1.1 移动型甲醛检测与空气净化设备的内部结构设计
由于扫地机器人内部空间有限，所以将变压模块2、单片机控制系统1、镇流器3装在了扫地机器人吸风口8上端的电源侧壁上，通过电线与电源以及總开关相连，甲醛清除模块位于进风口处，将进风口上壁穿透成上宽下窄的条形，将紫外线灯4用胶枪密封到条形口中，保证紫外光线能够通过条形口照射进进风口且使条形口密封防止垃圾灰尘进入机体内，在吸风口8下壁装有光触媒储存板7，紫外线4灯与镇流器3连接，镇流器3与电源连接。甲醛检测模块6的安装位置最初设计安装在扫地机器人的上机壳上，这样虽然能够充分的与室内空气接触，但是却影响了扫地机器人的性能，会出现因为甲醛检测模块而导致扫地机器人卡在某处，并且因为需要与空气接触，所以甲醛检测模块无遮挡，容易被水等物品损坏，因此将甲醛检测模块6安装在扫地机器人内部的配重块上，WiFi透传模块5安装在另一个配重块上。
2.1.2 移动型甲醛检测与空气净化设备的外部结构设计
两个出风口10对称位于机器后方侧壁上，连通机器内外空气，机器内部靠近两个出风口10的位置分别设有配重块。甲醛超标指示灯9安装在扫地机器人上机壳上，方便用户观察。
2.2空气净化系统设计
2.2.1光触媒储存板。
光触媒储存板采用厚度为1mm的亚克力板，其上均匀分布若干圆形通孔，通孔的形状呈上窄下宽，有利于储存光触媒和保护光触媒，降低光触媒在使用过程中的损耗。
2.2.2 不同波段紫外线的灭菌效果。
波长在200～275nm之间的紫外线均有灭菌作用，但是不同波长的紫外线美军效果不同，其中以254～257nm灭菌效果最好。如果我们以254～257nm波长的紫外线灭菌能力为100%，再同其他波长的紫外线相比所得到的灭菌能力如表1所示。
从表中可以看出波长为254～257nm的紫外线灭菌能力最强，故设计采用254nm的紫外线灯。
紫外线照射的杀菌机理是使微生物细菌内核酸、原浆蛋白和酶发生化学反应而死亡。有广泛杀菌作用，能杀灭各种微生物。
2.2.3光触媒清除甲醛等有害气体原理
光触媒产品是采用高光催化效率的纳米二氧化钛为主要原料，不添加任何其他催化剂和有机合成原料，经最新工艺技术制作的中性液体，光触媒产品是以紫外光为光源，激发价带上的电子（e-）跃迁到导带，在价带上产生相应的空穴（h+），生成具有极强氧化作用的超氧离子自由基、羟基自由基、超氧羟基自由基，将甲醛等有害气体、细菌等氧化分解成无害的CO2和H2O。其本身不发生变化和损耗，只提供一个反应场所，具有时间持久、持续作用、安全无毒等优点。
3 移动型甲醛检测与空气净化设备控制系统设计
3.1 电路设计。
控制系统采用STC89C51单片机，晶振采用11.0592MHZ，在单片机的输入电源处接有14V转5V电压的转压模块来给单片机和WiFi透传模块供电，甲醛检测模块电源通过一个5V转3.3V的转压芯片连接到单片机的5V电源上。紫外线灯通过镇流器直接连接到扫地机器人的14V电源上，通过单片机控制三极管的导通与断开来控制紫外线灯的亮灭。LED指示灯分别接在单片机的I/O口上，通过单片机控制亮灭。
3.2 监控平台软件的设计。
监控平台软件采用网络调试助手V3.8.2，他由网络设置、接收区设置、发送区设置、网络数据接收曲，数据发送区。
结论
研究了甲醛检测模块的位置对室内甲醛浓度的检测的影响以及对使用寿命的影响，将甲醛检测模块安装在容易接触室内空气的出风口内部。利用了WiFi通信技术，实现了甲醛浓度的远距离传输。实现了不用人为控制就可以自动检测并清除甲醛的功能。
参考文献
[1] 吴昊， 薛丹， 侯琳. 室内甲醛含量变化影响因素分析[J]. 环境保护与循环经济， 2011， 31（10）：43-45.
[2] GB/T 16127-1995 居室空气中甲醛的卫生标准 [S].
[3] 靳超. 甲醛危害及其清除技术 [J]. 科技与企业， 2002：56-58.