智能紫外线消毒器方案设计

人类生活环境中微生物无处不在，有益的微生物可以帮助人们健康的生活，但有害的微生物会导致人和动物发生疾病，造成严重的经济损失，严重时甚至会危害生命。在人类机体抵抗力低下时，少量有害微生物也可能导致人体患病。因此，在人类与病原微生物的斗争中，消毒成为最直接方便的手段。随着科学技术的不断发展，人类的知识及物质需求不断提高。传统的氯消毒早已被纯物理作用、无二次污染、杀菌效率高、运行安全可靠、维护简单、费用低及占地面积小的紫外线消毒所替代。但目前市场上的紫外线消毒器良莠不齐，无法统计消毒剂量和实时监控消毒效果。设备工作时会产生大量对人体有害的紫外线，存在一定的安全隐患。智能紫外线消毒监控器通过研发消毒效果实时监控技术、双重红外侦测保护技术、远程遥控技术、无臭氧杀菌技术、抗老化技术、互联网技术及延迟功能来指导开发一款可以进行实时监控、安全有效和普适经济的产品。对改善基础紫外线消毒设备，开拓更多应用市场具有指导性作用。

一、智能紫外线消毒器方案背景

1.1紫外线消毒器的理论基础

紫外线消毒是一种物理消毒方法，主要原理是利用波长240～280 nm的紫外线破坏微生物细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，使其不能分裂复制从而达到消毒的目的。20世纪70年代，紫外杀菌技术开始应用于污水、工业消毒等领域。目前，西方国家的紫外消毒技术应用较为广泛，主要应用于医疗卫生领域、水处理及空调通风系统等。相比国外对紫外线消毒技术的研究应用，我国起步较晚。但随着人们健康环保意识的增强，紫外线消毒技术逐渐受到公众的认可和接受。经过50年的发展，紫外线消毒技术已发展为较成熟的高效环保消毒技术。

1.2智能紫外线消毒监控器设计原理

为弥补传统紫外线消毒设备在消毒效果监控上的空白及解决其存在的主要安全隐患，通过研发7大优势技术，以达到对智能紫外线消毒监控器的预期目标。其优势技术包括：消毒效果实时监控技术、双重红外侦测保护技术、远程遥控技术、无臭氧杀菌技术、抗老化技术、互联网技术及延迟功能。智能紫外线消毒监控器实时监控系统由基于单片机的网络通信模块、数据采集分析模块和输出模块等构成。数据采集模块，通过设备一次工作时间以此次工作时间内紫外线光照射剂量的乘积来计算一次工作紫外线光照射的总剂量，以此方式来采集每台设备每次工作的数据，并将其录入、储存于后台数据系统中。数据分析模块是指以前期设备投放试用及大量反复测试所采集到的数据为基础，在后台预设定一个默认值，即紫外线光照射总剂量数值，以此默认值为标准来判断是否达到消毒效果，记录设备一次消毒工作的成功或失败，并将分析结果显示于设备显示屏上。通过此模块实现了智能紫外线消毒监控器的数据采集、数据存储、远程监控及消毒效果反馈等。

二、智能紫外消毒监控器方案开发

该产品是基于单片机的网络通信技术和双红外线传感技术，集定时和延时开关于一体的紫外线消毒器。

为了避免人们误入消毒场所，影响消毒效果和自身健康。智能紫外线消毒监控器的硬件借鉴了双红外线传感技术。双红外线传感器由微控制器、两个红外探测器、射频读卡器以及声光报警系统等组成。微控制器把各子系统的数据实时采集过来，经过数据融合处理后，根据处理结果对各子系统进行有效地控。

两个红外探测器通过两个中断口与微控制器分别相连接。每个红外探测器分别由一个红外发射器与一个红外接收器所组成。没有人员进入通道时，红外发射器与红外接收器一直处于连通状态；当有人员进入通道时，红外发射器与红外接收器处于断开状态。图像监控系统实时对出入通道人员进行监控。同时，双红外线对于紫外线检漏更敏感。一旦出现问题，就会启动声光报警系统。射频读卡器接收匹配的磁卡信息，启动紫外线杀菌过程。监控终端接收数据并分析，实现数据共享。

智能紫外线消毒监控器通过云数据，实时接收消毒数据。远程监控系统主要包含PC服务端及移动客户端两个端口，具体如下：

（1）PC服务器程序，需要提供实时数据接收监控接口以及其他网络连接端口。一般包括数据接收、互联网接入等功能。（2）移动客户端提供访问服务器网络接口服务，并显示监控信息。主要包括设置连接信息、连接服务器程序和显示监控信息。该系统可以实现PC中数据的实时监控，而移动客户端可以直接访问服务器并通过网络监控数据，同时具有远程遥控功能。

结语

智能紫外线消毒监控器由数据采集模块、网络通信模块及数据分析模块等构成。通过大量反复测试，该设备的实时监控效果良好，能有效达到预期效果及满足市场需求，具有十分广阔的发展前景。