受控系统的感测控制装置及其方法与流程

本发明涉及一种受控系统的感测控制装置及其方法。

背景技术：

随建物提升空气品质与舒适温度、湿度需求渐增，提供满足空气品质与舒适温度、湿度的空调、通风系统渐受重视。因避免室内空气中的二氧化碳浓度超过人们不能承受，故会使用空调控制器、通风设备控制器控制室内温度、湿度与二氧化碳浓度。

现有的空调控制器依据个人使用习惯与室内温度定出排程控制。现有的通风设备控制器依据个人使用习惯与二氧化碳浓度进行通风控制。然于室内外温度差异剧烈时，温度舒适性较难控制。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种受控系统的感测控制装置及其方法，以克服现有技术的上述缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种受控系统的感测控制装置，其包含有：

一母单元，其具有一控制逻辑模块、一设定与显示模块、一母感测模块与一母处理模块；以及

一控制模块，其信号连接该母处理模块与一受控系统；

其中，该设定与显示模块接受一设定，该母感测模块感测温度、湿度或气体浓度，该母处理模块接收该设定与该温度、该湿度或该气体浓度，并传送给该控制逻辑模块，该控制逻辑模块依据该设定与该温度、该湿度或该气体浓度，以产生一控制信息，该控制信息使该母处理模块产生一控制信号，该控制信号使该控制模块控制该受控单元。

本发明的一实施例提供一种受控系统的感测控制装置，其包含有：

一母单元，其具有一控制逻辑模块、一设定与显示模块与一母处理模块；

一子单元，其信号连接该母单元，该子单元具有一子感测模块与一子处理模块；以及

一控制模块，其信号连接该子处理模块与一受控系统；

其中，该设定与显示模块接受一设定，该子感测模块感测温度、湿度或气体浓度，该母处理模块接收该设定与该温度、湿度或该气体浓度，并传送给该控制逻辑模块，该控制逻辑模块依据该设定与该温度、该湿度或该气体浓度，以产生一控制信息，该控制信息使该母处理模块产生一控制信号，该控制信号使该控制模块控制该受控单元。

本发明的一实施例提供一种受控系统的感测控制装置，其包含有：

一母单元，其具有一控制逻辑模块、一设定与显示模块与一母处理模块；

一子单元，其信号连接该母单元，该子单元具有一子处理模块；

一第一子单元，其信号连接该母单元，该第一子单元具有一第一子处理模块；以及

一控制模块，其信号连接该第一子处理模块与一受控系统；

其中，该设定与显示模块接受一设定，该母单元或该子单元感测温度、湿度或气体浓度，该母处理模块接收该设定与该温度、该湿度或该气体浓度，并传送给该控制逻辑模块，该控制逻辑模块依据该设定与该温度、该湿度或该气体浓度，以产生一控制信息，该控制信息使该母处理模块产生一控制信号，该控制信号使该控制模块控制该受控单元。

本发明的一实施例提供一种受控系统的感测控制方法，其步骤包含有：

设定温度或气体浓度，一设定与显示模块接收一温度设定或一气体浓度设定；

感测温度或气体浓度，一母感测模块或一子感测模块感测温度或气体浓度，一母处理模块或一子处理模块接收该温度或该气体浓度，并产生一温度信息或一气体浓度信息；

判断气体浓度是否满足，一控制逻辑模块接收该气体浓度信息与该气体浓度设定，并判断该气体浓度信息是否满足，若否，则至一控制气体浓度的步骤；

控制气体浓度，该控制逻辑模块产生一气体浓度控制信息，一母处理模块依据该气体浓度控制信息，以产生一气体浓度控制信号，一控制模块接受该气体浓度控制信号，以控制一受控单元，借以进行一换气动作；

判断温度是否满足，该控制逻辑模块接收该温度信息与该温度设定，并判断该温度信息是否满足，若否，则至一控制温度的步骤；以及

控制温度，该控制逻辑模块产生一温度控制信息，该母处理模块依据该温度控制信息，以产生一温度控制信号，该控制模块接收该温度控制信号，以控制该受控单元，借以进行一升温/降温动作。

本发明的一实施例提供一种受控系统的感测控制方法，其步骤包含有：

设定湿度或气体浓度，一设定与显示模块接收一湿度或一气体浓度的设定；

感测湿度或气体浓度，一母感测模块或一子感测模块感测湿度或气体浓度，一母处理模块或一子处理模块接收该湿度或该气体浓度，并产生一湿度信息或一气体浓度信息；

判断气体浓度是否满足，一控制逻辑模块接收该气体浓度信息与该气体浓度设定，并判断该气体浓度信息是否满足，若否，则至一控制气体浓度的步骤；

控制气体浓度，该控制逻辑模块产生一气体浓度控制信息，一母处理模块依据该气体浓度控制信息，以产生一气体浓度控制信号，一控制模块接受该气体浓度控制信号，以控制一受控单元，借以进行一换气动作；

判断湿度是否满足的步骤，该控制逻辑模块依据该湿度设定与该湿度信息，以判断该湿度信息是否满足，若否，则至一控制湿度的步骤，

控制湿度的步骤，该控制逻辑模块产生一湿度控制信息，该母处理模块依据该湿度控制信息，以产生一湿度控制信号，该控制模块接收该湿度控制信号，以控制该受控单元，借以进行一加湿/除湿动作。

本发明的技术效果在于：

本发明的受控系统的感测控制装置及方法，可以满足空气品质要求、调节温控或控制湿度，提升了建物空气品质或温度/湿度舒适性。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的一种用于受控系统的感测控制装置的第一实施例的示意图；

图2为本发明的一种用于受控系统的感测控制装置的第二实施例的示意图；

图3为本发明的一种用于受控系统的感测控制装置的第三实施例的示意图；

图4为本发明的一种用于受控系统的感测控制方法的流程示意图。

其中，附图标记

1 母单元

10 控制逻辑模块

11 母收发模块

12 设定与显示模块

13 母处理模块

14 母感测模块

140 温度感测器

141 湿度感测器

142 气体浓度感测器

15 云端通讯模块

2 子单元

20 子感测模块

200 温度感测器

201 湿度感测器

202 气体浓度感测器

21 子处理模块

22 子收发单元

3 控制模块

30 受控单元

4 母单元

40 控制逻辑模块

41 母收发模块

42 设定与显示模块

43 母处理模块

44 母感测模块

45 云端通讯模块

5 第一子单元

50 第一子处理模块

51 第一子收发模块

6 控制模块

60 受控单元

7 母单元

70 控制逻辑模块

71 母收发模块

72 设定与显示模块

73 母处理模块

74 母感测模块

75 云端通讯模块

8 子单元

80 子感测模块

81 子处理模块

82 子收发单元

9 第一子单元

90 第一子处理模块

91 第一子收发模块

A 控制模块

B 受控单元

S1～S10 步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请配合参考图1所示，本发明一种用于受控系统的感测控制装置的第一实施例，其包含有一母单元1、一子单元2与一控制模块3。

母单元1具有一控制逻辑模块10、一母收发模块11、一设定与显示模块12、一母处理模块13、一母感测模块14与一云端通讯模块15。

控制逻辑模块10信号连接母处理模块13。母收发模块11信号连接母处理模块13。设定与显示模块12信号连接母处理模块13。云端通讯模块15信号连接母处理模块13。

母感测模块14具有一温度感测器140、一湿度感测器141或一气体浓度感测器142。或者，母感测模块14具有温度感测器140、湿度感测器141、气体浓度感测器142或前述的至少任二者的组合。母感测模块14信号连接处理模块13。

气体浓度感测器142可感测有害气体、二氧化碳、甲烷、乙炔、挥发性物质、惰性气体或粉尘于空气中的浓度。有害气体可为一氧化碳、氨、磷化氢、氯化氢、硫化氢、二氧化氮、二氧化硫或氯化氢。挥发性物质可为烷类、芳烃类、烯类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类、苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸或石油烃化合物。于本实施例中，气体浓度感测器142感测二氧化碳浓度，但不限制。温度感测器140或湿度感测器141可为一干/湿球温度计。

控制模块3信号连接母处理模块13。控制模块3进一步信号连接一受控单元30。受控单元30可为一冷暖空调、一通风系统、一扇叶系统、一灯光系统、一除湿系统、一窗帘系统、一门窗开启系统或前述的至少任二者组合。

子单元2信号连接母单元1。子单元2具有一子感测模块20、一子处理模块21与一子收发模块22。子感测模块20具有一温度感测器200、一湿度感测器201与一气体浓度感测器202。感测模块20等同母单元1的感测模块14。感测模块20信号连接子处理模块21。子处理模块21信号连接子收发模块22。子收发模块22信号连接母收发模块13。上述或前述的信号连接可为无线或有线。

请配合参考图2所示，本发明一种用于受控系统的感测控制装置的第二实施例，其包含有一母单元4、一第一子单元5与一控制模块6。

于本实施例中的母单元4具有一控制逻辑模块40、一母收发模块41、一设定与显示模块42、一母处理模块43、一母感测模块44与一云端通讯模块45。控制逻辑模块40、母收发模块41、设定与显示模块42、母处理模块43、母感测模块44与云端通讯模块45的连接方式与功能等同上述的第一实施例，故不于此多赘述，特先陈明。

第一子单元5信号连接母单元4。第一子单元5具有一第一子处理模块50与一第一子收发模块51。第一子处理模块50与第一子收发模块51的连接方式与功能等同上述的第一实施例的子单元，故不于此多赘述，特先陈明。第一子收发模块51信号连接母收发模块41。

控制模块6信号连接子处理模块50。控制模块6更进一步信号连接一受控单元60。

请配合参考图3所示，本发明的一种受控系统的感测控制装置的第三实施例，其包含有一母单元7、一子单元8、一第一子单元9与一控制模块A。

母单元7具有一控制逻辑模块70、一母收发模块71、一设定与显示模块72、一母处理模块73、一母感测模块7与一云端通讯模块75。控制逻辑模块70、母收发模块71、设定与显示模块72、母处理模块73、母感测模块7与云端通讯模块75的连接方式与功能等同上述的第一实施例的母单元，故不于此多赘述，特先陈明。

子单元8具有一子感测模块80、一子处理模块81与一子收发模块82。子感测模块80、子处理模块81与子收发模块82的连接方式与功能等同上述的第一实施例的子单元，故不于此多赘述，特先陈明。

第一子单元9具有一第一子处理模块90与一第一子收发模块91。第一子处理模块90与第一子收发模块91的连接方式与功能等同上述的第二实施例的第一子单元，故不于此多赘述，特先陈明。第一收发模块91信号连接母收发模块71。

控制模块A信号连接第一子处理模块91。控制模块A进一步信号连接受控单元B。

请配合参考图4所示，本发明一种用于受控系统的感测方法，其步骤包含有：

步骤S1，设定温度、湿度或气体浓度。如图1所示，母单元1的设定与显示模块12接收一气体浓度设定、一温度设定或一湿度设定。于此步骤中，气体浓度设定、温度设定或湿度设定可个别实施或至少选择前述的任二者，但不限定，其依据实际需求而改变。设定与显示模块12显示气体浓度设定、温度设定或湿度设定。前述的气体浓度可为二氧化碳浓度，但气体浓度可依实际需求而改变气体或浓度，故不限定。该气体浓度设定、该温度设定或该湿度设定传送给母处理模块13。

同理，图2所述的设定与显示模块42与图3所示的设定与显示模块72的动作方式如图1所示的设定与显示模块12。

步骤S2，感测温度、湿度或气体浓度。如图1所示，子单元2的子感测模块20的温度感测器200、湿度感测器201与气体浓度感测器202感测温度、湿度或气体浓度。子处理模块21依据所感测的温度、湿度或气体浓度，得出一温度信息、湿度信息或气体浓度信息。子收发模块22将温度信息、湿度信息或气体浓度信息传送给母收发模块12。母收发模块11将温度信息、湿度信息或气体浓度信息传送给母处理模块13。

另外，子单元2的感测模块20可不作动或不使用。母单元1的母感测模块14的温度感测器140、湿度感测器141或气体浓度感测器142感测温度、湿度或气体浓度，并将所感测的温度、湿度或气体浓度传送给母处理模块13。

或者，母感测模块14与子感测模块20可同时感测温度、湿度或气体浓度，并将所感测的温度、湿度或气体浓度传送给母处理模块13。

或者，如图2所示，母感测模块44感测温度、湿度或气体浓度，并将所感测的温度、湿度或气体浓度传送给母处理模块43。

或者，如图3所示，母感测模块74与子感测模块80可同时感测温度、湿度或气体浓度，并将所感测的温度、湿度或气体浓度传送给母处理模块73。

上述的温度、湿度或气体浓度所感测的位置可为室内，但不限定。上述的温度、湿度或气体浓度的感测可个别或至少选择前述的任二者进行，但不限定。

步骤S3，整合设定与信息。如图1所示，母处理模块13将来自步骤S1的温度设定、湿度设定或气体浓度设定与来自步骤S2的温度信息、湿度信息或气体浓度信息予以整合，并将所整合的信息传送给控制逻辑模块10。

步骤S4，进行演算。控制逻辑模块10接收来自母处理模块13的信息，并进行演算。控制逻辑模块10依据该温度信息、湿度信息，以得出一最小焓差。

最小焓差的公式：

ΔE＝|hA-hB|

湿空气焓的公式：

h＝hA+Whw＝1.006t+W(2501+1.805t)(kj/kg)

湿度比(W)：

湿空气中水蒸汽分压：

pw＝RH×pws

T＝t+273.13(K)(T为绝对温度，t为温度)

其中，RH为相对湿度(％)。ΔE为焓差。p、pws、pw为大气压、水蒸汽分压、饱和水蒸汽分压。mw、mA为水蒸汽质量与干空汽质量。h、hA、hw为焓。C8、C9、C10、C11、C12、C13为常数。

步骤S5，判断气体浓度是否满足。控制逻辑模块10依据气体浓度设定与气体浓度信息，以判断气体浓度信息是否满足。若否，则至步骤S6。若是，则回至步骤S3，重新感测气体浓度。

步骤S6，控制气体浓度。如图1所示，控制逻辑模块10产生一气体浓度控制信息，该气体浓度控制信息传送给母处理模块13。该母处理模块13产生一气体浓度控制信号，并将气体浓度控制信号传送给控制模块3。控制模块3依据气体浓度控制信号，以控制受控单元30，而进行一换气动作，借此改变气体浓度。受控单元30可为一通风系统、一扇叶系统或一门窗开启系统。受控单元30接受气体浓度控制信号，以启动通风系统、扇叶系统或门窗开启系统，借此进行换气动作。

如图2所示，母处理模块43通过母收发模块41与第一子收发模块51，而将气体浓度控制信号传送给第一子处理模块50。第一子处理模块50再将气体浓度控制信号传送给控制模块6，以控制受控单元60，借此进行换气动作。

如图3所示，第一子处理模块90将气体浓度控制信号传送给控制模块A，以控制受控单元B，借此进行换气动作。

步骤S7，判断温度是否满足。控制逻辑模块10依据最小焓差与温度设定，以判断温度是否满足。若是，则回至步骤S3，重新感测温度。若否，则至步骤S8。

步骤S8，控制温度浓度。如图1所示，控制逻辑模块10产生一温度控制信息，该温度控制信息传送给母处理模块13。该母处理模块13产生一温度控制信号，并将温度控制信号传送给控制模块3。控制模块3依据温度控制信号，以控制受控单元30，而进行一降温或升温动作，借此改变温度。受控单元30可为通风系统、冷暖空调、扇叶系统、灯光系统、窗帘系统、门窗开启系统或除湿系统。受控单元30接受温度控制信号，以启动通风系统、冷暖空调、扇叶系统、灯光系统、窗帘系统、门窗开启系统或除湿系统，借此进行升温/降温动作。

如图2所示，母处理模块43通过母收发模块41与第一子收发模块52，而将温度控制信号传送给第一子处理模块51。第一子处理模块51再将温度控制信号传送给控制模块60，以控制受控单元60，借此进行升温/降温动作。

步骤S9，判断湿度是否满足。控制逻辑模块10依据湿度设定与湿度信息，以判断湿度信息是否满足。若否，则至步骤S10。若是，则回至步骤S3，重新感测湿度。

步骤S10，控制湿度。如图1所示，控制逻辑模块10产生一湿度控制信息，该湿度控制信息传送给母处理模块13。该母处理模块13产生一湿度控制信号，并将湿度控制信号传送给控制模块3。控制模块3依据湿度控制信号，以控制受控单元30，而进行一除湿动作，借此改变湿度。受控单元30可为通风系统、冷暖空调、扇叶系统、灯光系统、窗帘系统、门窗开启系统或除湿系统。受控单元30接受湿度控制信号，以启动通风系统、冷暖空调、扇叶系统、灯光系统、窗帘系统、门窗开启系统或除湿系统，借此进行动作。

如图2所示，母处理模块43通过母收发模块41与第一子收发模块51，而将湿度控制信号传送给第一子处理模块51。第一子处理模块51再将湿度控制信号传送给控制模块6，以控制受控单元60，借此进行除湿动作。同理，图3所示的第一子单元9与受控单元B的动作方式如图2所示的第一子单元51与受控单元60。

如上所述，如图1所示，母处理模块13将温度设定、湿度设定、气体浓度设定、所感测的温度信息、湿度信息、气体浓度信息传送给云端通讯模块15，以使云端通讯模块15上传给一数据库或一云端服务。同理，图2所示的云端通讯模块45与图3所示的云端通讯模块75的动作方式如图1所示的云端通讯模块15。

综合上述，本发明的一种受控系统的感测控制装置及方法，其用于满足空气品质要求、调节温控或控制湿度，以提升建物空气品质或温度/湿度舒适性。

本发明的一种受控系统的感测控制方法系使用模糊比例-积分-微分控制(Fuzzy PID Control)、H2、H∞或混合H2、H∞。H2、H∞为Linear Quadratic Regulator(LQR)或Linear Quadratic Gaussian(LQG)为基础之控制算法而得出。

本发明利用感测模块收集至少一温度信息、至少一湿度信息与至少一气体浓度信息，举例而言，气体浓度信息可为二氧化碳浓度信息。并结合控制逻辑模块、母处理模块与子处理模块，以演算出最佳温度、最佳湿度或最佳气体浓度，并经由控制模块送出控制信号，如上述的温度控制信号、湿度控制信号或气体浓度控制信号，给受控单元，以进行换气、降温/升温或除湿/加湿的动作，借以满足室内空气品质，并达到最佳的温度或湿度控制。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。