專利名稱:一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，針對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息進行數(shù)據(jù)的預(yù)處理得到滿足限制條件的實時數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫，根據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)構(gòu)建舒適性模型及能耗的模型，對建立的舒適性模型及能耗的模型進行節(jié)能舒適溫度協(xié)調(diào)優(yōu)化得到最佳溫濕度數(shù)值，控制器控制空調(diào)溫濕度控制器調(diào)節(jié)室內(nèi)溫室度數(shù)值直至達到最佳的溫濕度數(shù)值。通過多目標(biāo)優(yōu)化解決舒適與節(jié)能目標(biāo)沖突問題，實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
【專利說明】-種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種室內(nèi)環(huán)境舒適性和節(jié)能的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別設(shè)及一種基于數(shù)據(jù) 的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟和科技的飛速發(fā)展，智能建筑和智能家居不僅在發(fā)達國家備受關(guān)注，在 發(fā)展中國家智能建筑和智能家居也已經(jīng)逐漸的進入人們的視野，人們對室內(nèi)環(huán)境舒適性的 要求越來越高。由于不同房間的成員不同，對溫濕度的要求不一致，從而導(dǎo)致了室內(nèi)環(huán)境舒 適度個性化調(diào)節(jié)的必要性。而傳統(tǒng)的室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)方法未考慮舒適的個性化問題，很難 滿足舒適性調(diào)節(jié)的個性化需求。
[0003] 另一方面，在智能建筑與智能家居中，人們重點關(guān)注"節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適"的智 能解決方案，尤為突出的是關(guān)注舒適性和能耗的協(xié)調(diào)問題。已有的研究中，主要是針對如何 提高空調(diào)的舒適性或是在設(shè)定空調(diào)固定溫度的基礎(chǔ)上進行的節(jié)能控制，都是只對單一目標(biāo) 的改善，未考慮對舒適與節(jié)能二者間沖突的協(xié)調(diào)優(yōu)化，也未根據(jù)系統(tǒng)具體運行情況對溫濕 度進行實時的優(yōu)化控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型公開了一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒 適個性化控制系統(tǒng)，本申請解決了傳統(tǒng)研究方法中對于不確定性數(shù)據(jù)難W建立精確模型的 問題；利用實時數(shù)據(jù)庫建立的模型實現(xiàn)了傳統(tǒng)方法中未考慮的個性化控制；通過利用多目 標(biāo)優(yōu)化方法，得到最佳的溫、濕度值，保證在最大限度滿足個體舒適性的前提下，使得能耗 最低；通過協(xié)調(diào)優(yōu)化得出的溫、濕度值，實時地進行溫、濕度控制器的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)辦公環(huán) 境、家居生活的個性化舒適性控制及節(jié)能降耗。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下：
[0006] 一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，包括室內(nèi)環(huán)境溫濕度及能耗 數(shù)據(jù)采集裝置，室內(nèi)環(huán)境溫濕度及能耗數(shù)據(jù)采集裝置將采集的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息均通過A/ D轉(zhuǎn)換模塊傳送至控制器，控制器根據(jù)獲得的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息進行處理得到室內(nèi)環(huán)境應(yīng) 該達到的溫濕度數(shù)值并將該數(shù)值通過紅外轉(zhuǎn)發(fā)器傳送至室內(nèi)空調(diào)溫濕度控制器。
[0007] 針對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息進行數(shù)據(jù)的預(yù)處理得到滿足限制條件的實時數(shù)據(jù)存放在 數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中的實時數(shù)據(jù)構(gòu)建舒適性模型及能耗的模型，對建立的舒適 性模型及能耗的模型進行節(jié)能舒適協(xié)調(diào)優(yōu)化得到最佳的溫濕度數(shù)值，由控制器通過紅外轉(zhuǎn) 發(fā)器控制空調(diào)內(nèi)部溫濕度控制器調(diào)節(jié)室內(nèi)溫室度數(shù)值直至達到最佳的溫濕度數(shù)值。
[000引所述室內(nèi)環(huán)境溫濕度及能耗數(shù)據(jù)采集裝置為溫度采集電路、濕度采集電路、電壓 采集電路及電流采集電路。
[0009] 所述溫度采集電路包括溫度傳感器IC1及同相放大器，溫度傳感器IC1將室內(nèi)溫 度轉(zhuǎn)變成電壓信號，輸出給后級電路，經(jīng)過同相放大器進行調(diào)理后，控制器的AD采樣端口。
[0010] 所述濕度采集電路包括濕度傳感器IC2、射級跟隨器及反相放大器，濕度傳感器 IC2將濕度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞敵鼋o后級電路，射級跟隨器提高了電路帶負(fù)載能力，反相 放大器的第一級反相放大器用于信號調(diào)理，將信號調(diào)整到所需電平，反相放大器的第二級 反相放大器用于相位校正，校正后的信號輸出到控制器的AD采樣端口。
[0011] 所述電壓采集電路包括分壓阻抗網(wǎng)絡(luò)及差分式放大電路，分壓阻抗網(wǎng)絡(luò)的選擇開 關(guān)S1調(diào)整分壓阻抗網(wǎng)絡(luò)的比例，使得該電壓采集電路用于多種電壓等級的信號采集，分壓 后的電壓信號經(jīng)過差分放大后，輸出給控制器的AD采樣端口。
[0012] 所述電流采集電路包括霍爾電流傳感器IC4、高阻抗反相放大器及反相放大器，霍 爾電流傳感器IC4將電流信號成比例的衰減為直流電壓信號，該直流電壓信號經(jīng)過高阻抗 反相放大器，進一步調(diào)理到控制器接受范圍，調(diào)理后的信號再經(jīng)過反相放大器，校正相位后 直接輸出給控制器的AD采樣端口。
[0013] 一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制方法，包括W下步驟：
[0014] 步驟一；設(shè)定采樣時間，利用溫濕度及能耗的采集裝置對室內(nèi)溫度、濕度和能耗進 行實時采集；
[0015] 步驟二：對采集到的實時數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，判斷實時數(shù)據(jù)是否滿足限定條件，如果 滿足，則保留，不滿足的則舍棄，更新實時溫濕度及能耗數(shù)據(jù)；根據(jù)更新后的數(shù)據(jù)重新計算 限定條件，循環(huán)執(zhí)行步驟二；
[0016] 步驟利用步驟二中所產(chǎn)生的滿足限定條件的數(shù)據(jù)，構(gòu)建舒適性模型及能耗的 模型；
[0017] 步驟四；對步驟=中構(gòu)建的舒適性模型及能耗的模型進行節(jié)能舒適協(xié)調(diào)優(yōu)化得到 最佳的溫、濕度值，由控制器發(fā)出控制指令給空調(diào)設(shè)備的溫濕度控制器執(zhí)行來改變室內(nèi)溫 度和濕度。
[0018] 所述步驟二中，對實時溫濕度及能耗數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理具體包括：
[0019] 2-1);對溫、濕度及能耗的數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的均值m和方差02;
[0020] 2-。；判斷是否滿足設(shè)定限制條件；c<"G虹斗〇，11^〇]，其中〇<"表示第1個數(shù) 據(jù)，根據(jù)正態(tài)分布規(guī)律，考慮95%置信度時公差因子k取為2,滿足給出限制條件要求的數(shù) 據(jù)將被保留，不滿足限制條件的數(shù)據(jù)給予丟棄。
[0021] 所述步驟S中，構(gòu)建舒適性模型及能耗的模型，具體為：
[002引 3-1);利用溫、濕度及能耗之間的關(guān)系式確定能耗模型；yu=Cit+C2h+C3,其中定義 y。代表能耗，t為室內(nèi)溫度，h為室內(nèi)濕度，參數(shù)C 1，C2, C3是待定參數(shù)，采用最小二乘方法計 算得出；
[002引 3-。；根據(jù)滿足限定條件的數(shù)據(jù)，分別計算其對應(yīng)的均值和方差，進而構(gòu)建溫、濕 度的模糊集合模型，在此基礎(chǔ)上，所得到的舒適性模型是溫濕度模糊集合模型的數(shù)量積， 即：
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，其特征是，包括室內(nèi)環(huán)境溫濕 度及能耗數(shù)據(jù)采集裝置，室內(nèi)環(huán)境溫濕度及能耗數(shù)據(jù)采集裝置將采集的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息 均通過A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送至控制器，控制器根據(jù)獲得的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息進行處理得到室 內(nèi)環(huán)境應(yīng)該達到的溫濕度數(shù)值并將該數(shù)值通過紅外轉(zhuǎn)發(fā)器傳送至室內(nèi)空調(diào)溫濕度控制器。2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，其特征 是，所述室內(nèi)環(huán)境溫濕度及能耗數(shù)據(jù)采集裝置為溫度采集電路、濕度采集電路、電壓采集電 路及電流采集電路。3. 如權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，其特征 是，所述溫度采集電路包括溫度傳感器IC1及同相放大器，溫度傳感器IC1將室內(nèi)溫度轉(zhuǎn)變 成電壓信號，輸出給后級電路，經(jīng)過同相放大器進行調(diào)理后，輸出給控制器的AD采樣端口。4. 如權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，其特征 是，所述濕度采集電路包括濕度傳感器IC2、射級跟隨器及反相放大器，濕度傳感器IC2將 濕度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞敵鼋o后級電路，射級跟隨器提高了電路帶負(fù)載能力，反相放大 器的第一級反相放大器用于信號調(diào)理，將信號調(diào)整到所需電平，反相放大器的第二級反相 放大器用于相位校正，校正后的信號輸出到控制器的AD采樣端口。5. 如權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，其特征 是，所述電壓采集電路包括分壓阻抗網(wǎng)絡(luò)及差分式放大電路，分壓阻抗網(wǎng)絡(luò)的選擇開關(guān)S1 調(diào)整分壓阻抗網(wǎng)絡(luò)的比例，使得該電壓采集電路用于多種電壓等級的信號采集，分壓后的 電壓信號經(jīng)過差分放大后，輸出給控制器的AD采樣端口。6. 如權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)的室內(nèi)環(huán)境節(jié)能舒適個性化控制系統(tǒng)，其特征 是，所述電流采集電路包括霍爾電流傳感器IC4、高阻抗反相放大器及反相放大器，霍爾電 流傳感器IC4將電流信號成比例的衰減為直流電壓信號，該直流電壓信號經(jīng)過高阻抗反相 放大器，進一步調(diào)理到控制器接受范圍，調(diào)理后的信號再經(jīng)過反相放大器，校正相位后直接 輸出給控制器的AD采樣端口。
【文檔編號】F24F11-00GK204285725SQ201420698347
【發(fā)明者】李成棟, 任偉娜, 文鵬, 王麗, 張桂青, 汪明 [申請人]山東建筑大學(xué)