一种基于5G通信的中央空调末端群智能控制系统及方法与流程

本发明属于环境温湿度自动控制及能效提升领域，更具体地说，尤其涉及一种基于5g通信的中央空调末端群智能控制系统；同时，本发明还涉及一种基于5g通信的中央空调末端群智能控制方法。

背景技术：

中央空调的应用场景十分广泛，越来越多的在商业、工业、教育、医疗等领域普遍使用，但与分体空调不同的是，中央空调系统较复杂，分为冷热源端和末端，冷热源端一般配有控制系统，但末端往往没有管控手段，开放型管理模式一方面使得中央空调系统能耗居高不下，另一方面也常会出现冷热不均等情况。

对于中央空调系统的末端管控目前多采用集中管控、人工设定参数的方式，虽然一定程度上改善了粗放的用能现状，但主要依靠人工经验的运行模式依然存在较大的能源浪费以及误操作的可能。近几年对于中央空调冷热源的自动化控制技术研究越来越深入，中央空调的源端优化控制越来越成熟，但空调末端缺少管控手段会对中央空调系统整体能效提升以及环境舒适度控制有巨大阻碍作用。所以，对于空调末端的整体感知与管控便是未来空调智能化提升的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种双歧杆菌口服液，在满足人体舒适度基本需求的前提下，优化相邻末端的运行状态，一方面减小不同空间的温度差，降低人员在跨越区域时的不舒适感，另一方面，使处于制冷中心位置或需冷量较小区域的末端尽可能利用临近区域的冷辐射，降低运行功耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于5g通信的中央空调末端群智能控制系统，包括环境参数感知单元、群智能计算节点、空调末端智能控制单元、5g通信单元以及中央空调末端设备；

所述环境参数感知单元主要包含环境温湿度监测模块，对环境温湿度数据进行实时监测和上传，通过5g通信单元将海量数据传输至群智能计算节点；

所述群智能计算节点内嵌在空调末端智能控制单元中，且群智能计算节点内置自组织操作系统，采用模型自识别技术，与相邻节点协同交互，在本地实现边缘计算和控制信号输出，并把实际运行参数和结果通过5g上传至主站平台；

空调末端智能控制单元替代传统温控器，根据群智能计算节点的指令进行启停、调温、调风速、调风向、修改模式控制，且空调末端智能控制单元支持本地手动操作，邻近的所述空调末端智能控制单元数据交互，发送自身设置参数至邻近控制单元的计算节点，作为群智能计算的基础数据。

优选的，所述环境参数感知单元根据环境数据采集需要，均匀部署于楼宇中人员聚集和行动的典型点位，通过5g通信单元与群智能计算节点进行通信，群智能计算节点根据内置算法初步计算当前环境参数下对应空调末端应设置的参数。

优选的，所述群智能计算节点直接将计算结果下发给空调末端智能控制单元，再由控制单元以有线通信方式与空调末端设备通信。

一种基于5g通信的中央空调末端群智能控制方法，包括如下步骤：

s1、环境参数感知单元每30s采集一次环境参数，并发送给群智能计算节点；

s2、群智能计算节点将本节点环境和运行参数等数据通过5g通信模块传输至同组临近节点，每5分钟进行一次通信；

s3、群智能计算节点根据同组的环境参数和预设模式综合数据计算出该时刻的功率、温度的目标设定值；

s4、空调末端智能控制单元根据群智能计算节点的设定值，控制空调末端风机、水阀设备进行联动。

优选的，步骤s2中所述的群智能计算节点，用于接收与存放环境参数、相邻计算节点的运行参数数据，并进行初步数据治理，剔除。

优选的，步骤s2中所述的群智能计算节点，对于人体舒适度计算值，根据设定策略确定目标函数，进而确定分体空调温度及风速调控目标值。

优选的，步骤s3中，基于群智能算法进行协同计算，得出各末端最优设定参数，并根据实时数据进行修正，以保证末端运行参数跟踪在最优运行曲线上。

优选的，步骤s2中，所述5g通信模块用户群智能计算节点间的通信与数据上传。

优选的，步骤s4中，控制空调末端风机、水阀设备进行联动的方式分为三种模式，具体为：a.节能优选模式；b.舒适优选模式；c.分区控制模式。

本发明的技术效果和优点：通过群智能架构和算法，使得系统扁平化、无中心化，空调末端的参数设定及控制不再孤立进行，将楼宇中所有的空调末端通过群智能计算节点进行分级、分组组网，可以扩大末端设备对环境的感知能力，同时根据临近同组末端运行情况进行参数值的优化，使得参数设定更加稳定，全局能耗最优化。

附图说明

图1为本发明的基于5g通信的中央空调末端群智能控制系统架构图；

图2为本发明的基于5g通信的中央空调末端群智能控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了如图1的一种基于5g通信的中央空调末端群智能控制系统，其特征在于，包括环境参数感知单元、群智能计算节点、空调末端智能控制单元、5g通信单元以及中央空调末端设备；

所述环境参数感知单元主要包含环境温湿度监测模块，对环境温湿度数据进行实时监测和上传，通过5g通信单元将海量数据传输至群智能计算节点；

所述群智能计算节点内嵌在空调末端智能控制单元中，且群智能计算节点内置自组织操作系统，采用模型自识别技术，与相邻节点协同交互，在本地实现边缘计算和控制信号输出，并把实际运行参数和结果通过5g上传至主站平台；

空调末端智能控制单元替代传统温控器，根据群智能计算节点的指令进行启停、调温、调风速、调风向、修改模式控制，且空调末端智能控制单元支持本地手动操作，邻近的所述空调末端智能控制单元数据交互，发送自身设置参数至邻近控制单元的计算节点，作为群智能计算的基础数据；

其中，所述环境参数感知单元根据环境数据采集需要，均匀部署于楼宇中人员聚集和行动的典型点位，通过5g通信单元与群智能计算节点进行通信，群智能计算节点根据内置算法初步计算当前环境参数下对应空调末端应设置的参数；

其中，所述群智能计算节点直接将计算结果下发给空调末端智能控制单元，再由控制单元以有线通信方式与空调末端设备通信；

通过上述设计，主要通过对中央空调系统末端环境参数全域感知以及群智能计算，自动优化各空调末端的设定参数值，在满足人体舒适度基本需求的前提下，优化相邻末端的运行状态，一方面减小不同空间的温度差，降低人员在跨越区域时的不舒适感，另一方面，使处于制冷中心位置或需冷量较小区域的末端尽可能利用临近区域的冷辐射，降低运行功耗，其次，利用5g通信技术，可以支持如办公楼、商业综合体、大型医院等场景海量末端、分布广泛、间隔较远的问题。

实施例2

一种基于5g通信的中央空调末端群智能控制方法，包括如下步骤：

s1、环境参数感知单元每30s采集一次环境参数，并发送给群智能计算节点；

s2、群智能计算节点将本节点环境和运行参数等数据通过5g通信模块传输至同组临近节点，每5分钟进行一次通信；

步骤s2中所述的群智能计算节点，用于接收与存放环境参数、相邻计算节点的运行参数数据，并进行初步数据治理，剔除；

步骤s2中所述的群智能计算节点，对于人体舒适度计算值，根据设定策略确定目标函数，进而确定分体空调温度及风速调控目标值；

步骤s2中，所述5g通信模块用户群智能计算节点间的通信与数据上传；

s3、群智能计算节点根据同组的环境参数和预设模式综合数据计算出该时刻的功率、温度的目标设定值；

步骤s3中，基于群智能算法进行协同计算，得出各末端最优设定参数，并根据实时数据进行修正，以保证末端运行参数跟踪在最优运行曲线上；

s4、空调末端智能控制单元根据群智能计算节点的设定值，控制空调末端风机、水阀设备进行联动；

步骤s4中，控制空调末端风机、水阀设备进行联动的方式分为三种模式，具体为：a.节能优选模式；b.舒适优选模式；c.分区控制模式。

其中，a.节能优选模式：

该模式下，空调末端风机功率调整值为是g1(t)为当前时刻所有空调末端总功率，d1(t)为所有末端温度设定为节能性最优时(冬季为26℃，夏季为20℃)的总功率值，正值时下调，负值时上调；

b.舒适优选模式

该模式下，空调末端温度设定值为是ti(t)为当前时刻i空调末端的温度运行值，tis(t)为i空调末端的用户常设温度值(取30天内设定时长最长的温度值)，正值时下调，负值时上调；

c.分区控制模式

该模式下，空调末端按照建筑功能区域不同，分为a、b、c……组，a组的空调末端风机功率调整值为是ga(t)为当前时刻a组所有空调末端总功率，da(t)为a组所有末端用户常设温度值(取30天内设定时长最长的温度值)下的总功率值，正值时下调，负值时上调。

综上所述：本发明通过群智能架构和算法，使得系统扁平化、无中心化，空调末端的参数设定及控制不再孤立进行，将楼宇中所有的空调末端通过群智能计算节点进行分级、分组组网，可以扩大末端设备对环境的感知能力，同时根据临近同组末端运行情况进行参数值的优化，使得参数设定更加稳定，全局能耗最优化，可以广泛应用于商业综合体、医院、写字楼等场所，具有较强的兼容性及扩展性。通过采用群智能控制算法，使末端之间扁平化、无中心化交互、协作，解决了一个纵向集成和分层控制中产生的复杂通信问题，可以显著提升大体量用户的中央空调末端管控水平，提高能效，增加环境舒适度，减少区域冷热不均的问题。另一方面，通过5g通信技术，节省了布线的巨大工作量，同时也有效解决了海量终端接入的实时性问题。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。