專利名稱：一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法，特別涉及一種采用人流動態(tài)統(tǒng) 計和聯(lián)動控制技術，基于物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術RFID進行人員身份識別和區(qū)域人流自動統(tǒng)計來 控制樓宇內照明、空調等電氣設備的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
隨著社會進步，人類文明的發(fā)展，人類生活的環(huán)境也在悄悄地變化，各種不可再生 資源不斷被消耗掉，人類生存的環(huán)境也一步步被破壞，基于對地球環(huán)境的保護，全世界人民 都在提倡保護環(huán)境，節(jié)能減排。所謂節(jié)能減排是指減少能源浪費和降低廢氣排放；我國“十一五”規(guī)劃綱要提出， “十一五”期間單位國內生產總值能耗降低20%左右、主要污染物排放總量減少10%，這是 貫徹落實科學發(fā)展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措；是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型 社會的必然選擇；是推進經濟結構調整，轉變增長方式的必由之路，也是維護中華民族長遠 利益的必然要求。由此，對于節(jié)能減排技術的研究尤為重要，如何通過科技手段來得到一個和諧的 生活環(huán)境？近年來，隨著科技的發(fā)展，國際上逐步形成了新興的物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)，特別是其中的無 線射頻(RFID)技術的成熟應用，已經實現(xiàn)了對人、物、環(huán)境的智能化管理趨勢，這項技術能 做到對人的遠程身份識別、定位跟蹤、流量分析、安全防范全過程管理，隨著這項科技的不 斷推廣，相信不久的將來，人類的生活環(huán)境將有很大的改善。綜上所述，特別需要一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方 法，以解決現(xiàn)有的存在的上述問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制 方法，解決上述現(xiàn)有技術的缺陷，基于RFID (無線射頻識別)技術，能有效識別特殊領域 如酒店、銀行、醫(yī)院、政府機關、學校、商場、企事業(yè)單位、大型工廠、運動及演出場館、高檔別 墅、高爾夫球場及會所等建筑場所人員的進出及留存情況，智能控制建筑內的空調、照明等 電氣設備的運行及關閉狀況。本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)一方面本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于， 它包括電子標簽，存儲有建筑內人員的數(shù)據(jù)信息并佩戴建筑內人員身上，來進行有效的 人員信息定位、移動管理；
標簽發(fā)行器，用于將建筑內人員的數(shù)據(jù)信息寫入電子標簽并使得建筑內人員身上 的電子標簽存儲的信息與人員的實際信息一致；射頻感應器，設置在建筑內每個需要管理位置的必經之處，實時發(fā)出檢測信號，在 識別范圍內將被讀取的電子標簽的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)讀取器；數(shù)據(jù)讀取器，用于接收和存儲射頻感應器獲得的識別數(shù)據(jù)并傳輸給管理終端；以 及管理終端，用于對電子標簽的識別工作進行全程監(jiān)控，實時了解被識別和定位人 員的動態(tài)和位置，及時對空調、照明、通風等設備進行控制并將上傳記錄形成各種記錄報表。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括一網(wǎng)絡控制器，所述網(wǎng)絡控制器包括數(shù)據(jù)接收 電路、格式轉換電路及數(shù)據(jù)輸出電路；所述數(shù)據(jù)讀取器通過網(wǎng)絡控制器將接收和存儲射頻 感應器獲得的識別數(shù)據(jù)傳輸給管理終端。進一步，所述網(wǎng)絡控制器連接有一 PLC控制裝置，所述PLC控制裝置通過網(wǎng)絡控制 器傳輸?shù)膫蓽y到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關閉和溫度調節(jié)， 燈光照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風設備的開啟和關 閉，暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制。進一步，所述網(wǎng)絡控制器可以與多個所述數(shù)據(jù)讀取器通過TCP/IP網(wǎng)絡方式互相 連接。在本發(fā)明的一個實施例中，所述電子標簽包括信號接收和記憶電路、編碼調制和 解調電路及信號反饋電路，所述電子標簽外部具有防水、防高溫、防腐蝕、防干擾封裝結構。在本發(fā)明的一個實施例中，所述標簽發(fā)行器包括數(shù)據(jù)下載電路、數(shù)據(jù)存儲電路、射 頻傳輸電路及感應電路。在本發(fā)明的一個實施例中，所述射頻感應器為一固化一個超高頻段的射頻發(fā)射電 路的射頻感應天線。在本發(fā)明的一個實施例中，所述數(shù)據(jù)讀取器具有提供射頻能量、接收識別信號、信 息存儲和通訊傳輸?shù)墓δ堋Ａ硪环矫姹景l(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制方法，其特征在 于，它包括以下步驟(1)將建筑內人員的數(shù)據(jù)信息通過標簽發(fā)行器寫入電子標簽，保證電子標簽與人 員實際信息一致，建筑內人員或掛或佩戴將電子標簽存放在身上；(2)在建筑內每個需要管理位置的必經之處(如門口、通道、窗、天花等)設置射頻 感應器，該射頻感應器會實時發(fā)出檢測信號；(3)當建筑內人員移動并經過射頻感應器的識別范圍時，射頻感應器會及時將被 讀取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)讀取器上傳給管理終端；(4)管理終端會通過偵測到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開 啟、關閉和溫度調節(jié)，燈光照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制， 通風設備的開啟和關閉，暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制并生成事件記錄匯總各類信息成報表。在本發(fā)明的一個實施例中，所述數(shù)據(jù)讀取器通過網(wǎng)絡控制器將接收和存儲射頻感應器獲得的識別數(shù)據(jù)傳輸給管理終端。進一步，所述網(wǎng)絡控制器連接有一 PLC控制裝置，所述PLC控制裝置通過網(wǎng)絡控制 器傳輸?shù)膫蓽y到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關閉和溫度調節(jié)， 燈光照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風設備的開啟和關 閉，暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制。本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法，基于RFID識 別技術、計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術、自動控制技術，結合強大的INTERNET、TCP/IP、3G等 多種通訊和傳感技術，通過與建筑中空調、照明等能源系統(tǒng)聯(lián)動控制，真正實現(xiàn)了智能建筑 自動節(jié)能減排的功能；使用的領域很廣，如酒店、銀行、醫(yī)院、政府機關、學校、商場、企事業(yè) 單位、大型工廠、運動及演出場館、高檔別墅、高爾夫球及會所等建筑場所，實現(xiàn)本發(fā)明的目 的。本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
圖1是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖；圖2是本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制方法的流程框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。實施例1如圖1所示，本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，它包括電子標 簽100、標簽發(fā)行器200、射頻感應器300、數(shù)據(jù)讀取器400以及管理終端500。本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)可識別各類建筑領域如酒店、 銀行、醫(yī)院、政府機關、學校、商場、企事業(yè)單位、大型工廠、運動及演出場館、高檔別墅、高爾 夫球及會所等場所內人員身份，并進行定位、跟蹤和分區(qū)域人流量統(tǒng)計的智能管理系統(tǒng)；基 于RFID射頻識別技術；RFID射頻識別技術是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻 信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID技術可識別靜止或運動的人員并可同時識別多個標簽，操作快捷方便、識別距離可達 幾十米。在本發(fā)明中，電子標簽100包括信號接收和記憶電路、編碼調制和解調電路及信 號反饋電路，電子標簽100外部具有防水、防高溫、防腐蝕、防干擾封裝結構，可以滿足各種 惡劣環(huán)境下的物體粘貼，采用無線連接和通訊。電子標簽100具備人工智能的信息處理能力，嵌入集成電路芯片，與數(shù)據(jù)讀取器 采用統(tǒng)一的頻段和工作方式，在有效識別范圍內可被讀取數(shù)據(jù)。建筑內人員或掛或佩戴將 電子標簽100存放在身上，即可通過系統(tǒng)來進行有效的人員信息定位、移動管理。在本發(fā)明中，標簽發(fā)行器200包括數(shù)據(jù)下載電路、數(shù)據(jù)存儲電路、射頻傳輸電路及 感應電路，負責將人員信息寫入電子標簽100。
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標簽發(fā)行器200主要用于與管理終端500的數(shù)據(jù)庫進行通訊，將建筑內人員的各 數(shù)據(jù)信息從數(shù)據(jù)庫寫入到對應的電子標簽100里，作為一個授權過程，使得建筑內人員身 上的電子標簽100存儲的信息與本人的實際信息一致。在本發(fā)明中，射頻感應器300為一固化一個超高頻段的射頻發(fā)射電路的射頻感應 天線，采用目前國際上最先進的無線射頻識別技術，簡稱RFID技術，包括射頻信號發(fā)送和 接收電路、傳輸和調制解調裝置、不同環(huán)境適用的封裝裝置。射頻感應器300向有效范圍發(fā)射射頻信號，當檢測到對應的電子標簽時會反饋信 號給后端的數(shù)據(jù)讀取器400，并通過數(shù)據(jù)讀取器400上傳給管理終端500進行數(shù)據(jù)監(jiān)控、過 濾和計算。本發(fā)明的射頻感應器300可以不停的發(fā)射探測信號，抓捕和發(fā)送對應的識別信號。在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)讀取器400具有提供射頻能量、接收識別信號、信息存儲和通訊 傳輸?shù)墓δ堋?shù)據(jù)讀取器400主要用于接收和存儲射頻感應器300獲得的識別數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng) 絡上傳給管理終端500。在本發(fā)明中，管理終端500可以對系統(tǒng)識別工作進行全程監(jiān)控，可以實時了解被 識別和定位人員的動態(tài)和位置，包括系統(tǒng)設置模塊、系統(tǒng)權限模塊、設備管理模塊、通訊管 理模塊、實時監(jiān)控顯示模塊、查詢管理模塊、數(shù)據(jù)維護模塊等。在本發(fā)明中，還包括一網(wǎng)絡控制器600，網(wǎng)絡控制器600包括數(shù)據(jù)接收電路、格式 轉換電路及數(shù)據(jù)輸出電路；數(shù)據(jù)讀取器400通過網(wǎng)絡控制器600將接收和存儲射頻感應器 300獲得的識別數(shù)據(jù)傳輸給管理終端500。為了保障前端數(shù)據(jù)讀取器400識別到的人員流動信息及時上傳給管理終端500， 讓管理人員及時發(fā)現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡傳輸速度必須快，因此采用本發(fā)明的網(wǎng)絡控制器600 來匯總各數(shù)據(jù)讀取器400上傳的數(shù)據(jù)信號并通過局域網(wǎng)采用TCP/IP通訊方式，保證動態(tài)數(shù) 據(jù)及時實時傳輸給管理終端500。網(wǎng)絡控制器600連接有一 PLC控制裝置700，PLC控制系統(tǒng)7包括控制系統(tǒng)模塊、 TCP/IP通訊模塊、RS485通訊模塊、開關控制模塊及無線傳輸模塊，PLC控制裝置700通過 網(wǎng)絡控制器600傳輸?shù)膫蓽y到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關 閉和溫度調節(jié)，燈光照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風 設備的開啟和關閉，暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制。當需要管理的建筑空間較大或是數(shù)量較多，特別是需要設置的數(shù)據(jù)讀取器400數(shù) 量較多時，就需要網(wǎng)絡控制器600來分區(qū)域管理；網(wǎng)絡控制器600可以與多個所述數(shù)據(jù)讀取 器400通過TCP/IP網(wǎng)絡方式互相連接，一臺網(wǎng)絡控制器600連接多個數(shù)據(jù)讀取器400，再通 過TCP/IP網(wǎng)絡與管理終端500進行通訊，這樣一臺管理終端500至少可以管理一個局域網(wǎng) 內的多個數(shù)據(jù)讀取器400，用這樣的系統(tǒng)來管理國際上任何一個大型項目的智能建筑的智 能減排控制應該是足夠了。如圖2所示，本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制方法，它包括以下步 驟(1)將建筑內人員的數(shù)據(jù)信息通過標簽發(fā)行器200寫入電子標簽100，保證電子標 簽100與人員實際信息一致，建筑內人員或掛或佩戴將電子標簽100存放在身上；
(2)在建筑內每個需要管理位置的必經之處(如門口、通道、窗、天花等)設置射頻 感應器300，該射頻感應器300會實時發(fā)出檢測信號；(3)當建筑內人員移動并經過射頻感應器300的識別范圍時，射頻感應器300會及 時將被讀取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)讀取器400上傳給管理終端500 ；(4)管理終端500會通過偵測到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空 調開啟、關閉和溫度調節(jié)，燈光照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的 控制，通風設備的開啟和關閉，暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制并生成事件記錄匯總各類信 息成報表。在本發(fā)明中，數(shù)據(jù)讀取器400通過網(wǎng)絡控制器600將接收和存儲射頻感應器300 獲得的識別數(shù)據(jù)傳輸給管理終端500。網(wǎng)絡控制器600連接有一 PLC控制裝置700，PLC控制裝置700通過網(wǎng)絡控制器傳 輸?shù)膫蓽y到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關閉和溫度調節(jié)，燈光 照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風設備的開啟和關閉， 暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術 人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，它包括電子標簽，存儲有建筑內人員的數(shù)據(jù)信息并佩戴建筑內人員身上，來進行有效的人員 信息定位、移動管理；標簽發(fā)行器，用于將建筑內人員的數(shù)據(jù)信息寫入電子標簽并使得建筑內人員身上的電 子標簽存儲的信息與人員的實際信息一致；射頻感應器，設置在建筑內每個需要管理位置的必經之處，實時發(fā)出檢測信號，在識別 范圍內將被讀取的電子標簽的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)讀取器；數(shù)據(jù)讀取器，用于接收和存儲射頻感應器獲得的識別數(shù)據(jù)并傳輸給管理終端；以及管理終端，用于對電子標簽的識別工作進行全程監(jiān)控，實時了解被識別和定位人員的 動態(tài)和位置，及時對空調、照明、通風等設備進行控制并將上傳記錄形成各種記錄報表。
2.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，還包 括一網(wǎng)絡控制器，所述網(wǎng)絡控制器包括數(shù)據(jù)接收電路、格式轉換電路及數(shù)據(jù)輸出電路；所述 數(shù)據(jù)讀取器通過網(wǎng)絡控制器將接收和存儲射頻感應器獲得的識別數(shù)據(jù)傳輸給管理終端。
3.如權利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 網(wǎng)絡控制器連接有一 PLC控制裝置，所述PLC控制裝置通過網(wǎng)絡控制器傳輸?shù)膫蓽y到的人 員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關閉和溫度調節(jié)，燈光照明的開啟和關 閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風設備的開啟和關閉，暖通系統(tǒng)的開啟 和關閉的控制。
4.如權利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 網(wǎng)絡控制器可以與多個所述數(shù)據(jù)讀取器通過TCP/IP網(wǎng)絡方式互相連接。
5.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 電子標簽包括信號接收和記憶電路、編碼調制和解調電路及信號反饋電路，所述電子標簽 外部具有防水、防高溫、防腐蝕、防干擾封裝結構。
6.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 標簽發(fā)行器包括數(shù)據(jù)下載電路、數(shù)據(jù)存儲電路、射頻傳輸電路及感應電路。
7.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 射頻感應器為一固化一個超高頻段的射頻發(fā)射電路的射頻感應天線。
8.如權利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)讀取器具有提供射頻能量、接收識別信號、信息存儲和通訊傳輸?shù)墓δ堋?br>
9.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制方法，其特征在于，它包括以下步驟(1)將建筑內人員的數(shù)據(jù)信息通過標簽發(fā)行器寫入電子標簽，保證電子標簽與人員實 際信息一致，建筑內人員或掛或佩戴將電子標簽存放在身上；(2)在建筑內每個需要管理位置的必經之處(如門口、通道、窗、天花等)設置射頻感應 器，該射頻感應器會實時發(fā)出檢測信號；(3)當建筑內人員移動并經過射頻感應器的識別范圍時，射頻感應器會及時將被讀取 的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)讀取器上傳給管理終端；(4)管理終端會通過偵測到的人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關 閉和溫度調節(jié)，燈光照明的開啟和關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風 設備的開啟和關閉，暖通系統(tǒng)的開啟和關閉的控制并生成事件記錄匯總各類信息成報表。
10.如權利要求9所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制方法，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)讀取器通過網(wǎng)絡控制器將接收和存儲射頻感應器獲得的識別數(shù)據(jù)傳輸給管理終端。
11.如權利要求10所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制方法，其特征在于，所 述網(wǎng)絡控制器連接有一 PLC控制裝置，所述PLC控制裝置通過網(wǎng)絡控制器傳輸?shù)膫蓽y到的 人員信息數(shù)據(jù)來控制建筑內的電器設備，如空調開啟、關閉和溫度調節(jié)，燈光照明的開啟和 關閉，照明燈亮度的調節(jié)，照明燈開啟數(shù)量的控制，通風設備的開啟和關閉，暖通系統(tǒng)的開 啟和關閉的控制。
全文摘要
本發(fā)明目的在于公開一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑自動節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法，基于RFID識別技術、計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術、自動控制技術，結合強大的INTERNET、TCP/IP、3G等多種通訊和傳感技術，通過與建筑中空調、照明等能源系統(tǒng)聯(lián)動控制，真正實現(xiàn)了智能建筑自動節(jié)能減排的功能；使用的領域很廣，如酒店、銀行、醫(yī)院、政府機關、學校、商場、企事業(yè)單位、大型工廠、運動及演出場館、高檔別墅、高爾夫球及會所等建筑場所，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
文檔編號G05B19/418GK102004482SQ20101055787
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2010年11月23日
發(fā)明者錢國平 申請人:上海領科實業(yè)發(fā)展有限公司