石墨烯地暖控制方法及系统与流程

本发明涉及一种属于石墨烯碳纳米管电热膜控制和应用技术领域，尤其涉及一种石墨烯地暖控制方法及系统。

背景技术：

随地暖温控器，又分电地暖温控器和水地暖温控器两种。随着人们对生活品质的提高，在冬季采暖方面一改传统取暖的方法，将取暖设备安装于地板之中，热量从地下散发出来使人倍感舒适。地暖温控器就是为控制这一取暖设备而研制的一种末端控制产品，它可以根据人们的需要分时段的设置开关机或房间温度，从而实现采暖的智能化。

地暖温控器主要分为两种，机械式的和电子式的。机械式温控器，内部是双金属片或者金属膜盒，根据物体的热胀冷缩原理，调节在设定温度情况下，对环境温度进行加温。电子式的是由热敏电阻感知所在环境温度，通过继电器控制所连接的加热器的工作或停止。

传统的地暖控制系统，只使用温度作为唯一的调控因素，没有将人体活动频率作为温度调控因素，无法达到精准的局部温度控制，也无法达到室内的精确控制和精准的能耗控制；同时，传统的地暖控制系统，在室内地面覆盖调整情况下，会出现局部覆盖，导致局部热量无法散出，造成能源浪费和局部过温危险；此外，传统的温控器均是通过继电器控制电源开关的方式来调节问题，这种控制方法会使得电源完全切断，地暖表面温度会随着开关有较大幅度的改变，影响使用的体验感，同时会增加电能的消耗。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种节能的石墨烯地暖控制方法。

为达到上述目的，本发明一种石墨烯地暖控制方法，地面安装有若干地暖模块，各所述地暖模块均与一控制模块受控连接；各所述地暖模块上还设置有数据信息采集模块，所述数据信息采集模块与一数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述控制模块通讯连接，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、数据采集模块实时采集各地暖模块温度信息、实时采集各地暖模块人体活动频率信息，并将采集到的地暖模块温度信息、地暖模块人体活动频率信息以及对应的时间点输出数据处理模块；

步骤二、所述数据处理模块用于接收数据采集模块输出的各时间点所对应的地暖模块温度信息、各时间点所对应的地暖模块人体活动频率信息，并对数据信息进行处理得到各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，并将各地暖模块基于时间变化的温度控制方案输出给控制模块；

步骤三、所述控制模块用于接收数据处理模块输出的各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，对各地暖模块的工作状态进行控制。

进一步地，所述控制模块还通过wifi收发模块与移动终端连接；所述方法还包括：

移动终端用于以不同的颜色显示各地暖模块不同的工作状态；依据点击屏幕上的地暖模块的次数，输出对应的温度控制信息给wifi收发单元；

wifi收发单元接收移动终端输出的温度控制信息，并将接收到的温度控制信息输出给控制模块。

进一步地，所述地暖模块包括设置在底板下的发热体，以及用于调整所述发热体加热功率的功率调整单元；所述功率调整单元与所述控制模块受控连接。

进一步地，各地暖模块还与一电量测量模块连接，所述电量测量模块的输出端与电量比较模块的输入端连接，所述电量比较模块的输出端与所述控制模块连接；所述方法还包括，利用电量测量模块检测各地暖模块的用电量，并将检测到的用电量信息输出给电量比较模块；所述电量比较模块接收电量检测单元的检测用电量信息，并与预设的用电量值进行比较，将比较结果输出给控制模块；所述控制模块接收电量比较模块的比较结果，依据比较结果对地暖模块进行控制。

进一步地，所述数据采集模块包括温度采集单元和压力采集单元；所述步骤一具体包括，温度采集单元实时采集发地暖模块的温度信息，并将采集到的温度信息及所对应时间信息输出给数据处理模块；

压力采集单元实时采集人体活动对地暖模块造成的压力信息，并将采集到的压力信息及所对应的时间信息输出给数据处理模块。

进一步地，所述数据处理模块包括统计单元、比较单元和数据存储单元；所述步骤二具体包括，

比较单元接收温度采集单元采集到的升温速率，并将接收到的升温速率与预设的升温速率值进行比较，若采集单元采集到的升温速率大于或等于预设的升温速率，则确定该地暖模块为高温区域；若采集单元采集到的升温速率小于预设的升温速率，则确定该地暖模块为正常区域；

统计单元接收记录各地暖模块的人体活动信息，得到人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率曲线模型输出给数据存储单元；

数据存储单元接收并保存统计单元输出的人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率模型输出给控制模块。

进一步地，所述控制模块接收比较单元的比较结果，控制高温区域的地暖模块的工作状态为节能状态；

所述控制模块还接收存储单元存储的人体活动频率曲线模型，得出基于时间变化的温度控制方案，依据基于时间变化的温度控制方案控制正常的区域的地暖模块。

本发明一种石墨烯地暖控制方法，通过数据采集得到基于时间变化的温度控制方案，可以控制地暖模块在人体活动频率较高的时间段的为高温状态，人体活动频率较低的地暖模块为正常状态或节能状态，这样在保证室内温度的同时节省能源。

针对上述本发明提供一种节能的石墨烯地暖控制系统，包括至少一个地暖模块，数据采集模块，数据处理模块以及控制模块；

所述数据采集模块用于实时采集各地暖模块温度信息、实时采集各地暖模块人体活动频率信息，并将采集到的地暖模块温度信息、地暖模块人体活动频率信息以及对应的时间点输出数据处理模块；

所述数据处理模块用于接收各时间点所对应的地暖模块温度信息和各时间点所对应的地暖模块人体活动频率信息，对数据信息进行处理得到各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，并将各地暖模块基于时间变化的温度控制方案输出给控制模块；

所述控制模块用于接收数据处理模块输出的各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，对各地暖模块的工作状态进行控制。

进一步地，所述控制系统还包括wifi收发单元和移动终端；

所述移动终端用于以不同的颜色显示各地暖模块不同的工作状态；根据点击屏幕上的地暖模块的次数，输出对应的温度控制信息给wifi收发单元；

所述wifi收发单元用于接收移动终端输出的温度控制信息，将接收到的温度控制信息输出给控制模块。

进一步地，所述地暖模块包括底板，设置在底板下的发热体，以及用于调整所述发热体加热功率的功率调整单元；所述功率调整单元与所述控制模块受控连接。

进一步地，各地暖模块还与一电量测量模块连接，所述电量测量模块的输出端与电量比较模块的输入端连接，所述电量比较模块的输出端与所述控制模块连接；

所述电量测量模块用于检测各地暖模块的用电量，并将检测到的用电量信息输出给电量比较模块；

所述电量比较模块用于接收电量检测单元的检测用电量信息，并与预设的用电量值进行比较，将比较结果输出给控制模块；

所述控制模块用于接收电量比较模块的比较结果，依据比较结果对地暖模块进行控制。

进一步地，所述数据采集模块包括温度采集单元和压力采集单元，所述温度采集单元用于实时采集发地暖模块的温度信息，所述压力采集单元用于实时采集人体活动对地暖模块造成的压力信息；所述温度采集单元、压力采集单元均与所述数据处理模块连接。

进一步地，所述数据处理模块包括统计单元、比较单元和数据存储单元；所述步骤二具体包括，

比较单元用于接收温度采集单元采集到的升温速率，并将接收到的升温速率与预设的升温速率值进行比较，若采集单元采集到的升温速率大于或等于预设的升温速率，则确定该地暖模块为高温区域；若采集单元采集到的升温速率小于预设的升温速率，则确定该地暖模块为正常区域；

统计单元用于接收记录各地暖模块的人体活动信息，得到人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率曲线模型输出给数据存储单元；

数据存储单元用于接收并保存统计单元输出的人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率模型输出给控制模块。

进一步地，所述控制模块接收比较单元的比较结果，控制高温区域的地暖模块的工作状态为节能状态；

所述控制模块还用于接收存储单元存储的人体活动频率曲线模型，得出基于时间变化的温度控制方案，依据基于时间变化的温度控制方案控制正常的区域的地暖模块。

进一步地，所述发热体为石墨烯电热膜。

本发明一种石墨烯地暖控制系统，通过数据采集得到基于时间变化的温度控制方案，可以控制地暖模块在人体活动频率较高的时间段的为高温状态，人体活动频率较低的地暖模块为正常状态或节能状态，这样在保证室内温度的同时节省能源。

附图说明

图1为本发明控制系统框图；

图2为本发明电热膜正常工作电压波形图；

图3为本发明电热膜调整加热功率后的电压波形图；

图4为本发明石墨烯地暖模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例一

如图1和图4所示，地面安装有若干地暖模块，各所述地暖模块均与一控制模块受控连接；各所述地暖模块上还设置有数据信息采集模块，所述数据信息采集模块与一数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述控制模块通讯连接，所述方法包括如下步骤：

步骤一、数据采集模块实时采集各地暖模块温度信息、实时采集各地暖模块人体活动频率信息，并将采集到的地暖模块温度信息、地暖模块人体活动频率信息以及对应的时间点输出数据处理模块；

步骤二、所述数据处理模块用于接收数据采集模块输出的各时间点所对应的地暖模块温度信息、各时间点所对应的地暖模块人体活动频率信息，并对数据信息进行处理得到各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，并将各地暖模块基于时间变化的温度控制方案输出给控制模块；

步骤三、所述控制模块用于接收数据处理模块输出的各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，对各地暖模块的工作状态进行控制。

实施例为二

作为实施例一的进一步改进，所述控制模块还通过wifi收发模块与移动终端连接；所述方法还包括：

移动终端用于以不同的颜色显示各地暖模块不同的工作状态；依据点击屏幕上的地暖模块的次数，输出对应的温度控制信息给wifi收发单元；

wifi收发单元接收移动终端输出的温度控制信息，并将接收到的温度控制信息输出给控制模块。本发明手机屏幕上显示有若干框区，每个地暖模块与一个框区对应，这样直接将各地暖模块显示在手机屏幕上；再利用不同的颜色表示地暖模块的工作状态，例如红色表示地暖模块为高温工作状态，黄色表示地暖模块为正常工作状态，绿色表示地暖模块为节能工作状态，通过点击手机屏幕上地暖模块所对应的框区直接控制地暖模块的工作状态。

实施例三

结合图1、2和3作为实施例一的具体方案，所述地暖模块包括设置在底板下的发热体，以及用于调整所述发热体加热功率的功率调整单元；所述功率调整单元与所述控制模块受控连接。本发明控制模块通过关掉1/4的相位的供电，以达到电压有效值降低1/4的目标，从而控制地暖模块，在控制过程中，电源不会切断，保持温度的稳定，达到精准控制目标。

实施例四

作为实施例一的进一步方案，各地暖模块还与一电量测量模块连接，所述电量测量模块的输出端与电量比较模块的输入端连接，所述电量比较模块的输出端与所述控制模块连接；所述方法还包括，利用电量测量模块检测各地暖模块的用电量，并将检测到的用电量信息输出给电量比较模块；所述电量比较模块接收电量检测单元的检测用电量信息，并与预设的用电量值进行比较，将比较结果输出给控制模块；所述控制模块接收电量比较模块的比较结果，依据比较结果对地暖模块进行控制。通过电量测量单元来检测各电暖模块的用电量，如用电量超过预设的用电量值时，控制模块通过控制功率调整单元来对地暖模块的加热功率进行调整，能对室内能耗进行精确控制，通过对能耗的精准控制，达到节能的效果。

实施例五

作为实施例一的进一步改进，所述数据采集模块包括温度采集单元和压力采集单元；所述步骤一具体包括，温度采集单元实时采集发地暖模块的温度信息，并将采集到的温度信息及所对应时间信息输出给数据处理模块；

压力采集单元实时采集人体活动对地暖模块造成的压力信息，并将采集到的压力信息及所对应的时间信息输出给数据处理模块。

实施例六

结合实施例一，所述数据处理模块包括统计单元、比较单元和数据存储单元；所述步骤二具体包括，

比较单元接收温度采集单元采集到的升温速率，并将接收到的升温速率与预设的升温速率值进行比较，若采集单元采集到的升温速率大于或等于预设的升温速率，则确定该地暖模块为高温区域；若采集单元采集到的升温速率小于预设的升温速率，则确定该地暖模块为正常区域；

统计单元接收记录各地暖模块的人体活动信息，得到人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率曲线模型输出给数据存储单元；

数据存储单元接收并保存统计单元输出的人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率模型输出给控制模块。

实施例七

结合实施例六，所述控制模块接收比较单元的比较结果，控制高温区域的地暖模块的工作状态为节能状态；

所述控制模块还接收存储单元存储的人体活动频率曲线模型，得出基于时间变化的温度控制方案，依据基于时间变化的温度控制方案控制正常的区域的地暖模块。

实施例八

作为实施例一的另一具体方案，所述数据处理模块包括计数单元和比较单元；所述步骤二具体还包括，

计数单元记录预设时间段内压力采集单元采集到的压力信息，获得该时间段内地暖模块人体活动的实际次数值，将实际次数值输出给比较模块；

所述比较模块接收计数单元输出的实际次数值，并将接收到的实际次数值与预设的次数区间值进行比较；若实际次数值大于预设的次数区间最大值，则确定该地暖模块在该时间段内的使用频率为高频率状态；若实际次数值位于预设的次数区间，则确定该地暖模块在该时间段内的使用频率为正常频率状态；若实际次数值小于预设的次数区间最小值，则确定该地暖模块在该时间段内的使用频率为低频率状态。控制模块用于接收比较单元的比较结果，根据比较结果控制使用频率为高频率状态的地暖模块为高温状态；控制使用频率为正常频率的地暖模块为正常状态；控制使用频率为低频率的地暖模块为节能状态。本实施例中，首先将一天划分成n个时间段，具体可以以5分钟、10分钟、30分钟或60分钟为一个时间段，然后检测各时间段内各个地暖模块的人体活动频率，然后到达预设的时间段时控制人体活动频率较高地暖模块处于较高温度的较热状态，控制人体活动频率较低的地暖模块处于低温加热状态。以60分钟为一个时间段为例(8点-9点，9点-10点…)，检测8点-9点这个时间段内各个地暖模块的人体活动次数，根据次数确定各个地暖模块的加热温度值，控制各个地暖模块分别进行不同温度的加热。

本发明一种石墨烯地暖控制方法，采集各地暖模块在同一加热温度下的升温速率，若升温速率超过预设值，则确定该地暖模块有覆盖物，在控制时就控制该地暖模块的工作态为状低温加热状态；若地暖模块的升温速率没有超过预设值，则确定该地暖模块上没有覆盖物。然后再依据地暖模块的人体活动频率确定时间段，在相应的时间段内对分别控制各地暖模的加热温度；或者，预先设定时间段，然后确定该时间段内人体活动次数/频率，根据该时间段内各地暖模块的人体活动次数/频率分别控制各地暖模块的加热温度。

本发明可以通过地暖模块人体活动频率划分时间段，也可以预先设定时间段，再确定该时间段各地暖模块人体活动频率。

地暖模块人体活动频率的确定需要先实时采集一周时间内各地暖模块的人体活动情况，得出各地暖模块人体活动频率变化曲线，即人体活动频率较高的时间段和较低的时间段，然后控制地暖模块在人体活动频率较高的时间段内处于较温度较高的加热状态，在人体活动频率较低的时间段内处于较低温度的加热状态；具体的，例如在周一，晚间7点-9点客厅内的地暖模块人体活动频率较高，而7点-9点卧式内的地暖模块人体活动频率较低；在周六、周日上午9-12点，客厅内的地暖模块人体活动频率较高，而卧式内的地暖模块人体活动频率较低；则在对地暖进行控制时，就可以控制客厅内的地暖模块在周一晚间7点-9点处于温度较高的加热状态，卧式内的地暖模块处于低温加热状态；周六、周日9点-12点客厅内的地暖模块处于温度较高的加热状态，而卧式内的地暖模块处于低温加热状态。当然，各地暖模块人体活动频率可以根据实际需要划分多个等级，每个频率等级对应相应的加热温度，依据频率等级来对地暖模块的加热温度进行控制。

然后再进一步检测没有覆盖物的地暖模块的人体活动频率，根据人体活动频率的以及时间段得到智能控制方案，以及各地暖模块人体活动频率，利用控制模块对各个地暖模块进行控制。

本发明一种石墨烯地暖控制方法，通过数据采集得到智能控制方案，可以控制地暖模块在人体活动频率较高的时间段为高温状态，人体活动频率较低的时间段为正常状态或节能状态，这样在保证室内温度的同时节省能源。

实施例九

本发明一种石墨烯地暖智能控制系统，包括至少一个地暖模块，数据采集模块，数据处理模块以及控制模块；

所述数据采集模块用于实时采集各地暖模块温度信息、实时采集各地暖模块人体活动频率信息，并将采集到的地暖模块温度信息、地暖模块人体活动频率信息以及对应的时间点输出数据处理模块；

所述数据处理模块用于接收各时间点所对应的地暖模块温度信息和各时间点所对应的地暖模块人体活动频率信息，对数据信息进行处理得到各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，并将各地暖模块基于时间变化的温度控制方案输出给控制模块；

所述控制模块用于接收数据处理模块输出的各地暖模块基于时间变化的温度控制方案，对各地暖模块的工作状态进行控制。

实施例十

作为实施例九的进一步方案，所述控制系统还包括wifi收发单元和移动终端；

所述移动终端用于以不同的颜色显示各地暖模块不同的工作状态；根据点击屏幕上的地暖模块的次数，输出对应的温度控制信息给wifi收发单元；

所述wifi收发单元用于接收移动终端输出的温度控制信息，将接收到的温度控制信息输出给控制模块。本发明手机屏幕上显示有若干框区，每个地暖模块与一个框区对应，这样直接将各地暖模块显示在手机屏幕上；再利用不同的颜色表示地暖模块的工作状态，例如红色表示地暖模块为高温工作状态，黄色表示地暖模块为正常工作状态，绿色表示地暖模块为节能工作状态，通过点击手机屏幕上地暖模块所对应的框区直接控制地暖模块的工作状态。

实施例十一

作为实施例九的进一步方案，所述地暖模块包括底板，设置在底板下的发热体，以及用于调整所述发热体加热功率的功率调整单元；所述功率调整单元与所述控制模块受控连接；所述发热体为石墨烯电热膜。本发明控制模块通过关掉1/4的相位的供电，以达到电压有效值降低1/4的目标，从而控制地暖模块，在控制过程中，电源不会切断，保持温度的稳定，达到精准控制目标。

实施例十二

作为实施例九的进一步方案，所述的石墨烯地暖控制系统，其特征在于，各地暖模块还与一电量测量模块连接，所述电量测量模块的输出端与电量比较模块的输入端连接，所述电量比较模块的输出端与所述控制模块连接；

所述电量测量模块用于检测各地暖模块的用电量，并将检测到的用电量信息输出给电量比较模块；

所述电量比较模块用于接收电量检测单元的检测用电量信息，并与预设的用电量值进行比较，将比较结果输出给控制模块；

所述控制模块用于接收电量比较模块的比较结果，依据比较结果对地暖模块进行控制。

通过电量测量单元来检测各电暖模块的用电量，如用电量超过预设的用电量值时，控制模块通过控制功率调整单元来对地暖模块的加热功率进行调整，能对室内能耗进行精确控制，通过对能耗的精准控制，达到节能的效果。

实施例十三

作为实施例九的进一步方案，所述数据采集模块包括温度采集单元和压力采集单元，所述温度采集单元用于实时采集发地暖模块的温度信息，所述压力采集单元用于实时采集人体活动对地暖模块造成的压力信息；所述温度采集单元、压力采集单元均与所述数据处理模块连接。

实施例十四

结合实施例十三，所述数据处理模块包括统计单元、比较单元和数据存储单元；所述步骤二具体包括，

比较单元用于接收温度采集单元采集到的升温速率，并将接收到的升温速率与预设的升温速率值进行比较，若采集单元采集到的升温速率大于或等于预设的升温速率，则确定该地暖模块为高温区域；若采集单元采集到的升温速率小于预设的升温速率，则确定该地暖模块为正常区域；

统计单元用于接收记录各地暖模块的人体活动信息，得到人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率曲线模型输出给数据存储单元；

数据存储单元用于接收并保存统计单元输出的人体活动频率曲线模型，并将人体活动频率模型输出给控制模块。

实施例十五

结合实施例十四，所述控制模块接收比较单元的比较结果，控制高温区域的地暖模块的工作状态为节能状态；

所述控制模块还用于接收存储单元存储的人体活动频率曲线模型，得出基于时间变化的温度控制方案，依据基于时间变化的温度控制方案控制正常的区域的地暖模块。

本发明一种石墨烯地暖控制系统，需要采集各地暖模块在同一加热温度下的升温速率，若升温速率超过预设值，则确定该地暖模块有覆盖物，在控制时就控制该地暖模块的工作态为状低温加热状态；若地暖模块的升温速率没有超过预设值，则确定该地暖模块上没有覆盖物。然后再依据地暖模块的人体活动频率的情况来进行温度控制。

地暖模块的人体活动频率的确定需要先实时采集一周时间内各地暖模块的人体活动情况，得出各地暖模块人体活动频率较高的时间段和较低的时间段，然后控制地暖模块在人体活动频率较高的时间段内处于较温度较高的加热状态，在人体活动频率较低的时间段内处于较低温度的加热状态；具体的，例如在周一，晚间7点-9点客厅内的地暖模块人体活动频率较高，而7点-9点卧式内的地暖模块人体活动频率较低；在周六、周日上午9-12点，客厅内的地暖模块人体活动频率较高，而卧式内的地暖模块人体活动频率较低；则在对地暖进行控制时，就可以控制客厅内的地暖模块在周一晚间7点-9点处于温度较高的加热状态，卧式内的地暖模块处于低温加热状态；周六、周日9点-12点客厅内的地暖模块处于温度较高的加热状态，而卧式内的地暖模块处于低温加热状态。当然，各地暖模块人体活动频率可以根据实际需要划分多个等级，每个频率等级对应相应的加热温度，依据频率等级来对地暖模块的加热温度进行控制。

然后再进一步检测没有覆盖物的地暖模块的人体活动频率，根据人体活动频率的以及时间段得到智能控制方案，以及各地暖模块人体活动频率，利用控制模块对各个地暖模块进行控制。

本发明一种石墨烯地暖智能控制系统，通过数据采集得到智能控制方案，可以控制地暖模块在人体活动频率较高的时间段为高温状态，人体活动频率较低的时间段为低温加热状态，这样在保证室内温度的同时节省能源。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。