一种基于体感温度的智能楼宇控制系统的制作方法

本发明涉及供热自动化控制技术领域，尤其涉及一种智能楼宇控制系统。

背景技术：

在暖通空调领域，特别是集中供暖系统中，最主要的目的是通过调节供暖量控制建筑物的温度，使用户工作、生活在一个舒适的室内环境。供暖量受到室外天气、建筑物维护结构等多方面的影响，它的调节非常复杂。以北方城镇普遍采用的集中供暖系统为例，绝大多数公建、住宅内没有热量调节装置，进入建筑物内的热量由热力公司统一调节，调节方法主要依靠热力站的供、回水温度，室外温度等测量数据，结合人工经验进行调节，没有形成有效的调节机制。

同时，也存在用户端缺乏热舒适度反馈信息的问题，主要原因有两个方面：一、室内温度测点不足，若安装足够多，则测点成本高；二、由于安装条件和人为因素等原因，使室内温度测点不能准确的反映用户的热舒适度。因此可见由于缺乏用户的有效反馈，使供热量的调节实际处于一种开环控制状态，导致热力公司不能更精准的调节供热量，造成供热效果差、投诉率高、能源浪费严重等问题，并产生一系列的民生和社会问题。如果能够以一种低成本的方式获得足够多用户的热舒适度信息，并将这些信息进行分类处理，及时反馈给热力公司操作人员，则可以对供热量进行更精细化的调节，提高供热品质，产生节能减排效益。该方法对集中供冷系统也会起到同样的效果。

群智感知是基于无线传感网相关概念发展起来的，通过发挥人多力量大的优势，将原来需要大量传感器检测的数据变换成用户主动上传数据，用户本身就成为了传感网中的特殊“测量节点”，随着移动网络，智能手机，智能终端设备的普及，结合一定的激励制度便可以获得大量的有效数据；然后从这些数据中提取出有用的信息加以利用。

其中，体感温度是人们直接感受的温度，受环境温度、湿度、风速、太阳辐射度等多方面的影响，它比单纯的环境温度更能反映环境的舒适度。以此，有必要研发一种能够通过用户反馈的体感信息所实现的基于闭环反馈原理设置的智能楼宇控制系统，以解决前述所说的问题。

技术实现要素：

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种基于体感温度的智能楼宇控制系统，该系统特别适用于对集中供冷/供热系统进行控制调节。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种基于体感温度的智能楼宇控制系统，其特征在于，包括：

多个数据采集端，各所述数据采集端分布于楼宇内不同数据采集点、用于采集所在数据采集点所对应的温度数据以及体感温度数据，其中，所述体感温度数据由楼宇内的用户通过数据采集端预载入的应用模块进行输入设定；

对数据采集端所采集的数据进行分类汇总以生成汇总数据并向信息解释器传输的远程服务器；

基于所述汇总数据生成房间舒适度模型并下发控制决策的信息解释器；

以及依据所述控制决策调节楼宇供热/冷阀门的智能楼宇控制器。

基于上述方案，进一步优选的，

所述数据采集端至少具有温度传感器以及预载入所述应用模块的移动端，其中，所述温度传感器用于采集所在数据采集点对应的温度值，所述移动端用于通过所述应用模块为用户提供输入界面并采集用户所输入的体感温度数据。

基于上述方案，进一步优选的，

所述输入界面用于为用户提供若干体感温度等级选项，各所述体感温度等级选项以不同体感温度范围进行划定；即在所述数据采集端的体感温度数据为体感温度等级数据。

基于上述方案，进一步优选的，

所述远程服务器在所设定的时间段内将来自同一数据采集端的数据打包成数据包以完成分类汇总过程。

基于上述方案，进一步优选的，

所述信息解释器自所述数据包提取出体感温度等级数据后将其转化为体感温度数据后，基于所转化的体感温度数据以及数据包中的温度数据生成房间舒适度模型以计算出楼宇对应的参考调控温度；其中所述房间舒适度模型用于计算出各所转化的体感温度数据与数据包中的各温度数据的平均温度值即所述参考调控温度。

基于上述方案，进一步优选的，

所述智能楼宇控制器用于比较参考调控温度与控制器设定值并依据比较情况调节楼宇内楼宇供热/冷阀门的开关状态以完成对楼宇温度的智能调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过将用户体感温度、楼宇温度数据与楼宇供热量调节良好的结合构成了闭环反馈机制，不但提高供热品质，更节约了资源。

附图说明

图1是所述系统对应的系统结构示意图；

图2是所述实例对应的系统结构示意图；

图3是所述实例对应的体感温度获取过程对应图

图4是所述实例对应的移动端获取体感温度的ui样式1示例；

图5是所述实例对应的移动端获取体感温度的ui样式2示例；

图6信息解释器内的体感温度数据表ui样式示例。

图中，1、温度传感器，2、移动端，3、阀门，4、智能楼宇控制器，5、信息解释器，6、远程服务器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

为了实现利用体感温度作为集中供热/供冷闭环系统的反馈信息达到更好的调节效果,其较单纯的检测室内温度能更准确的反映用户的热舒适度。

如图1所示，本发明公开了一种基于体感温度的智能楼宇控制系统，其特征在于，包括：

多个数据采集端，各所述数据采集端分布于楼宇内不同数据采集点、用于采集所在数据采集点所对应的温度数据以及体感温度数据，其中，所述体感温度数据由楼宇内的用户通过数据采集端预载入的应用模块进行输入设定；

对数据采集端所采集的数据进行分类汇总以生成汇总数据并向信息解释器传输的远程服务器；

基于所述汇总数据生成房间舒适度模型并下发控制决策的信息解释器；

以及依据所述控制决策调节楼宇供热/冷阀门的智能楼宇控制器。

基于上述方案，进一步优选的，

所述数据采集端至少具有温度传感器以及预载入所述应用模块的移动端，其中，所述温度传感器(pt100温度传感器)用于采集所在数据采集点对应的温度值，所述移动端用于通过所述应用模块为用户提供输入界面并采集用户所输入的体感温度数据。优选的，所述移动端如手机、移动电脑等激励用户利用该移动端采集其体感温度信息共同辅助楼宇供热调节，并协同温度数据将采集的两种体现楼宇供热量的数据通过移动端和无线传输技术发送到远程服务器。

基于上述方案，进一步优选的，

所述输入界面用于为用户提供若干体感温度等级选项，各所述体感温度等级选项以不同体感温度范围进行划定；即在所述数据采集端的体感温度数据为体感温度等级数据；体感温度等级是通过利用移动端(手机端、移动电脑等)的应用程序获取人们的体感温度数据，其中体感温度根据人体感觉分为极热、热、暖热、温热、舒适、凉爽、凉、冷、很冷九个模糊等级，用户将自身感觉的体温度信息，通过移动端将信息上传至远程服务器，进而还可以将数据按照时间、位置、用户id等信息进行分类。

其中，之所以采集体感温度是采用群智感知技术原理设计(群智感知技术是基于无线传感网的技术领域，通过激励发挥人多力量大的优势，将原来需要大量人力物力的感知部分变换成人们无意识的日常活动，最后人们从这些大量的廉价数据中提取自己想要的信息)，本专利就是利用群智感知技术通过个体用户将体感温度等级信息，通过用户移动端(手机端、移动电脑等)的应用程序中体感温度用户界面，用户选择符合自身感受的体感温度等级，并通过移动端上传至服务器，服务器完成对体感温度等级的分类汇总，实现个体信息到群体信息的整合处理。进一步地，体感温度又称表观气温，是人体对冷暖的感觉，既不是人体的皮肤温度，也不是天气预报描述的气温。影响体感温度主要有四个因素，分别是气温、湿度、风速、太阳辐照度，前三个要素对人体的影响最大，它比单纯的环境温度更能反映环境的舒适度。其中体感温度的描述公式为：

tg＝ta+th+tu-tv

其中，tg表示体感温度，ta表示室内温度，是干扰体感温度的关键因素，，th表示室内建筑的湿度，tu室内表示辐射项，tv表示风速。

基于上述体感温度、体感温度等级以及人体感觉的对应关系如下表1所示：

表1

进一步地，利用移动端上传的数据包的内容除了用户体感温度等级，还可以包括上传时间、地理位置信息、用户id、建筑物等关键信息。

基于上述方案，进一步优选的，

所述远程服务器在所设定的时间段内将来自同一数据采集端的数据打包成数据包以完成分类汇总过程以方便服务器与信息解释器的信息交互，其还通过无线通信网络传送到信息解释器同时同步存储在本地。优选，所述远程服务器首先将温度传感器采集室内温度的数字信息分析存储，其次将所采集的体感温度的等级信息以字符串的形式分析存储，并对两种信息分类汇总后与信息解释器交互数据信息。

基于上述方案，进一步优选的，

所述信息解释器自所述数据包提取出体感温度等级数据后将其转化为数字信息即体感温度数据后，基于所转化的体感温度数据以及数据包中的温度数据生成房间舒适度模型以计算出楼宇对应的参考调控温度即为控制决策；其中所述房间舒适度模型用于计算出各所转化的体感温度数据与数据包中的各温度数据的平均温度值(tavg)即所述参考调控温度；

优选的，由于体感温度等级具有对应的是温度取值范围，需要进一步转化，则可以以该体感温度等级的温度取值范围所包含的各温度值的均值作为取值依据或者设置一个随机分配模型，以按照所述的温度取值范围随机分配温度取值，如体感温度等级为热时，其对应的范围为30-36摄氏度，则可以随机分配30、31、32、33.5、34.9、35.8等，如体感温度等级为极热时，其对应的范围为大于37摄氏度，则可以设定分配限制，即仅为37摄氏度；如体感温度等级为极冷时，其对应的范围为小于-3摄氏度，则可以设定分配限制，即仅为-3摄氏度；

基于上述方案，进一步优选的，

所述智能楼宇控制器用于比较参考调控温度与控制器设定值并依据比较情况调节楼宇内楼宇供热/冷阀门的开关状态以完成对楼宇温度的智能调节；其由plc与mcgs组态软件以及dtu构成，控制器通过dtu接收到信息解释器的温度信息，并比较后对楼宇阀门做出智能决策。优选的，智能控制器通过无线通信网络接收信息解释器的温度平均值，并将该值与控制器中的设定值(ts)进行比较，如果tavg>ts,，控制器控制楼宇温度控制阀关闭，反之，将控制阀打开，实现智能自动调节；温度、流量等传感器及阀门信号输入到plc中，然后plc与触摸屏通过rs485通信进行数据交互并将部分信息显示出来，触摸屏上需要远程传输的数据通过rs232线利用dtu模块进行无线传输，将数据传至服务器端，同时也可以接收远程服务器的信息。

下面以具体实例对上述方案作以说明：

如图2所示实例，其为楼宇供热系统所对应的控制系统，包括如下四部分：多个数据采集端组成的楼宇温度信息采集层，所述数据采集端包括若干温度传感器1以及若干移动端2；远程服务器6组成的远程服务器层；信息解释器5构成的信息解释器层；以及智能控制器4构成的智能控制器层。具体的如图3-图5所示，其基于群智感知技术获取体感温度数据，其体感温度采集有以下三种方案：方案一为基于微信的公众号平台开发的web应用程序。其ui如图4所示，通过响应自定义菜单按钮事件来获取移动用户的用户id、体感温度等级、上传时间、位置信息；方案二是基于移动操作系统的应用程序，ui如图5所示，用户打开应用程序后，通过选择选项的方式上传体感温度、上传时间、位置信息、用户id等信息；方案三是支持移动端的web应用程序，用户通过移动端的浏览器访问网站，上传体感温度、上传时间、位置信息、用户id等信息。如图6所示，远程服务器首先将温度传感器采集室内温度的数字信息存储到数据库中，其次将体感温度的等级信息转换为数字信息，并与传感器采集室内温度值比较，最终决策出楼宇内的平均供热温度即为参考调控温度，服务器将最终决策的参考调控温度值即发送到楼宇控制器。智能楼宇控制器是由plc模块单元、mcgs组态模块单元以及无线通信网络模块dtu构成，温度、流量等传感器及阀门信号输入到plc中，然后plc与触摸屏通过rs485通信进行数据交互并将部分信息显示出来，触摸屏上需要远程传输的数据通过rs232线利用dtu模块进行无线传输，将数据传至服务器端，同时也可以接收服务器的信息。具体的楼宇智能控制器通过无线通信网络接收温度平均值tavg，并将该值与控制器中的设定值ts进行比较，如果tavg>ts,，控制器控制楼宇温度控制对应的阀门3关闭，反之，将控制阀3打开，实现智能自动调节。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。