CN110345590A - 一种室内空调供暖温度控制***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内空调供暖温度控制***及方法，控制***包括：设置于室内的温度控制装置、加湿器和空调供暖装置，所述温度控制装置包括微型计算机以及与微型计算机电性连接的人体感应传感器和温度湿度传感器，所述温湿度传感器用于采集室内的温度和湿度参数，并传输给微型计算机，所述人体感应传感器用于检测室内人员活动，并传输给微型计算机；所述加湿器和空调供暖装置分别与所述微型计算机电性连接，所述空调供暖装置用于根据所述微型计算机的指令调控室内温度。本发明提供的一种室内空调供暖温度控制***及方法，根据室内人人活动情况及时有效地调节供热，实现了实时控制、按需供暖，提高了节能效果和自动化程度。

Description

一种室内空调供暖温度控制***及方法
技术领域
本发明涉及室内温度控制技术领域，特别是涉及一种室内空调供暖温度控制***及方法。
背景技术
随着科技与经济的快速发展，人们对生活质量的要求越来越高，于是各类智能设备相继出现，方便了我们的生活。空调***已经走进家庭很多年了，随着技术不断进步，空调从当初单一的制冷功能，到后来出现的冷暖两用功能，再到温度、湿度同时调节的功能出现。但是，这些功能的调节都需要人们亲自动手来完成，复杂、冗余的按键总让人们感觉不便，同时也无法实现快捷、方便的现代化需求。此外，现有技术中的空调***和地暖***都需要事先设定一个温度，然后空调和地暖才会根据设定温度进行温度的调节，然而上述温度值为一定值，设定后空调或地暖***一直使温度维持在该温度，当室内没有人时，就会造成能源的浪费，不利于节能减排。
发明内容
本发明的目的是提供一种室内空调供暖温度控制***及方法，根据室内人人活动情况及时有效地调节供热，实现了实时控制、按需供暖，提高了节能效果和自动化程度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种室内空调供暖温度控制***，包括：设置于室内的温度控制装置、加湿器和空调供暖装置，所述温度控制装置包括微型计算机以及与微型计算机电性连接的人体感应传感器和温度湿度传感器，所述温湿度传感器用于采集室内的温度和湿度参数，并传输给微型计算机，所述人体感应传感器用于检测室内人员活动，并传输给微型计算机；所述加湿器和空调供暖装置分别与所述微型计算机电性连接，所述空调供暖装置用于根据所述微型计算机的指令调控室内温度。
可选的，所述人体感应传感器为微波雷达、红外传感器或声音传感器。
可选的，所述空调供暖装置为暖气片，所述暖气片上设置有电动阀门，所述微型计算机与所述电动阀门电性连接，所述微型计算机控制电动阀门的开度。
可选的，所述空调供暖装置为风机盘管，所述风机盘管的风机与所述微型计算机电性连接，所述微型计算机控制所述风机的转速。
可选的，所述温度控制装置还包括数值显示模块和通讯模块，所述数值显示模块和通讯模块分别与所述微型计算机电性连接，所述微型计算机通过所述通讯模块与后台服务器通信连接。
本发明还提供了一种室内空调供暖温度控制方法，所述方法应用于上述的室内空调供暖温度控制***，所述方法包括以下步骤：
由温湿度传感器获得实时温度值，并在微型计算机内设定标准温度值；
对人体感应传感器采集到的数据进行归一化处理，得到人体活动密度r；
将人体活动密度r划分为r<10、10<r<90、r>90三种情况，当r<10时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式降低标准温度值作为目标温度值；当10<r<90，标准温度值即为目标温度值；当r>90时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式提高标准温度值作为目标温度值；
基于PID算法，根据实时温度值与目标温度值，调节电动阀的开度或风机的转速，使得实时温度值趋近于目标温度值。
可选的，所述当r<10时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式降低标准温度值作为目标温度值，具体包括：如果t<10min，则不降低标准温度值，标准温度值即为目标温度值；如果10min<t<20min，将标准温度值降低3度作为目标温度值；如果20min<t<40min，将标准温度值降低5度作为目标温度值；如果40min<t<60min，将标准温度值降低10度作为目标温度值；如果t>60min，空调供暖装置进入防冻模式。
可选的，所述当r>90时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式提高标准温度值作为目标温度值，具体包括：如果t<10min，则不提高标准温度值，标准温度值即为目标温度值；如果10min<t<20min，将标准温度值提高3度作为目标温度值；如果20min<t<40min，将标准温度值提高4度作为目标温度值；如果t>40min，将标准温度值提高5度作为目标温度值。
可选的，所述方法还包括：由温湿度传感器获得实时湿度值，并在微型计算机内设定目标湿度值，基于PID算法，根据实时湿度值与目标湿度值，调节加湿器。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的室内空调供暖温度控制***及方法，温度控制装置集成了温湿度传感器和人体感应传感器，能够实时采集室内温湿度数据，并能够检测室内人员活动情况，并通过活动密度反应人体活动强度，活动密度高代表室内多人活动或者持续活动；根据人员活动情况，即对应活动密度的持续时间，来实时调整目标温度值，根据调整后的目标温度值以及室内温度数据，调节空调供暖装置，使其室内温度能够趋近于或达到目标温度值，提高了室内人体舒适度，实现了实时控制、按需供暖；并且分阶段调节目标温度值，避免了单一设定目标温度值的不科学性，能够进一步提高节能效果，避免电力能源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例室内空调供暖温度控制***结构示意图；
图2为本发明实施例室内空调供暖温度控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的目的是提供一种室内空调供暖温度控制***及方法，根据室内人人活动情况及时有效地调节供热，实现了实时控制、按需供暖，提高了节能效果和自动化程度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例室内空调供暖温度控制***结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的室内空调供暖温度控制***，包括：设置于室内的温度控制装置、加湿器和空调供暖装置，所述温度控制装置包括微型计算机以及与微型计算机电性连接的人体感应传感器和温度湿度传感器，所述温湿度传感器用于采集室内的温度和湿度参数，并传输给微型计算机，所述人体感应传感器用于检测室内人员活动，并传输给微型计算机；所述加湿器和空调供暖装置分别与所述微型计算机电性连接，所述空调供暖装置用于根据所述微型计算机的指令调控室内温度。所述人体感应传感器为微波雷达、红外传感器或声音传感器。所述温度控制装置还包括数值显示模块和通讯模块，所述数值显示模块和通讯模块分别与所述微型计算机电性连接，所述微型计算机通过所述通讯模块与后台服务器通信连接。所述通讯模块为WIFI模块、zigbee模块、或者有线网络通信模块。
在一实施例中，所述空调供暖装置为暖气片，所述暖气片上设置有电动阀门，所述微型计算机与所述电动阀门电性连接，所述微型计算机控制电动阀门的开度。
在另一实施例中，所述空调供暖装置为风机盘管，所述风机盘管的风机与所述微型计算机电性连接，所述微型计算机控制所述风机的转速。
图2为本发明实施例室内空调供暖温度控制方法流程图，如图2所示，本发明实施例提供的室内空调供暖温度控制方法，包括以下步骤：
由温湿度传感器获得实时温度值，并在微型计算机内设定标准温度值；
对人体感应传感器采集到的数据进行归一化处理，得到人体活动密度r；
将人体活动密度r划分为r<10、10<r<90、r>90三种情况，当r<10时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式降低标准温度值作为目标温度值；当10<r<90，标准温度值即为目标温度值；当r>90时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式提高标准温度值作为目标温度值；
基于PID算法，根据实时温度值与目标温度值，调节电动阀的开度或风机的转速，使得实时温度值趋近于目标温度值。
其中，人体活动密度反应的是室内人体活动量，人体感应传感器检测到的信号进行波形整形、定时计数、锁存等技术处理，从而达到对传感器检测范围内人体活动量大小进行定量检测，得出人体活动密度值r。
本申请中，人体活动密度值r的计算，规定单位时间T单位内的活动密度值r取值范围为0-100，单位时间T单位内人体感应传感器的感应时间为T活动，则:
其中，T单位为1min，控制器计量1min中内，人体感应传感器感应到人体活动时间T活动；例如，微波雷达1min中内的活动时间为50s，则，对应的活动密度值为：
在一实施例中，采用声音传感器对人体活动进行探测，需进行背景噪音滤除，并设定活动探测阈值，如果超过该阈值，则认定为探测到人体活动，开始累积人体活动时间，作为T活动；或者声音传感器可以实现人声语音探测，识别到有人说话则开始累积活动时间。
其中，所述当r<10时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式降低标准温度值作为目标温度值，具体包括：如果t<10min，时间较短，则不降低标准温度值，标准温度值即为目标温度值；如果10min<t<20min，将标准温度值降低3度作为目标温度值；如果20min<t<40min，将标准温度值降低5度作为目标温度值；如果40min<t<60min，将标准温度值降低10度作为目标温度值；如果t>60min，空调供暖装置进入防冻模式，长时间活动密度处于低值，说明室内无人，进入防冻模式，节省能源；其中，r<10时，表示室内人体活动量少，浪费热能少，对加热温度需求较低，因此可以适当降低预先设定的标准温度值，在确保人员舒适度的同时，实现节能降耗。
所述当r>90时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式提高标准温度值作为目标温度值，具体包括：如果t<10min，则不提高标准温度值，标准温度值即为目标温度值；如果10min<t<20min，将标准温度值提高3度作为目标温度值；如果20min<t<40min，将标准温度值提高4度作为目标温度值；如果t>40min，将标准温度值提高5度作为目标温度值；其中，当r>90时，说明室内多人活动或者频繁持续活动，为确保每个人的温度体验感舒适，需要提高标准温度值作为目标温度值，从而满足供热需求。
所述方法还包括：由温湿度传感器获得实时湿度值，并在微型计算机内设定目标湿度值，基于PID算法，根据实时湿度值与目标湿度值，调节加湿器。
本发明提供的室内空调供暖温度控制***及方法，温度控制装置集成了温湿度传感器和人体感应传感器，能够实时采集室内温湿度数据，并能够检测室内人员活动情况，并通过活动密度反应人体活动强度，活动密度高代表室内多人活动或者持续活动；根据人员活动情况，即对应活动密度的持续时间，来实时调整目标温度值，根据调整后的目标温度值以及室内温度数据，调节空调供暖装置，使其室内温度能够趋近于或达到目标温度值，提高了室内人体舒适度，实现了实时控制、按需供暖；并且分阶段调节目标温度值，避免了单一设定目标温度值的不科学性，能够进一步提高节能效果，避免电力能源浪费。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种室内空调供暖温度控制***，其特征在于，包括：设置于室内的温度控制装置、加湿器和空调供暖装置，所述温度控制装置包括微型计算机以及与微型计算机电性连接的人体感应传感器和温度湿度传感器，所述温湿度传感器用于采集室内的温度和湿度参数，并传输给微型计算机，所述人体感应传感器用于检测室内人员活动，并传输给微型计算机；所述加湿器和空调供暖装置分别与所述微型计算机电性连接，所述空调供暖装置用于根据所述微型计算机的指令调控室内温度。
2.根据权利要求1所述的室内空调供暖温度控制***，其特征在于，所述人体感应传感器为微波雷达、红外传感器或声音传感器。
3.根据权利要求1所述的室内空调供暖温度控制***，其特征在于，所述空调供暖装置为暖气片，所述暖气片上设置有电动阀门，所述微型计算机与所述电动阀门电性连接，所述微型计算机控制电动阀门的开度。
4.根据权利要求1所述的室内空调供暖温度控制***，其特征在于，所述空调供暖装置为风机盘管，所述风机盘管的风机与所述微型计算机电性连接，所述微型计算机控制所述风机的转速。
5.根据权利要求1所述的室内空调供暖温度控制***，其特征在于，所述温度控制装置还包括数值显示模块和通讯模块，所述数值显示模块和通讯模块分别与所述微型计算机电性连接，所述微型计算机通过所述通讯模块与后台服务器通信连接。
6.一种室内空调供暖温度控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任意一项所述的室内空调供暖温度控制***，所述方法包括以下步骤：
由温湿度传感器获得实时温度值，并在微型计算机内设定标准温度值；
对人体感应传感器采集到的数据进行归一化处理，得到人体活动密度r；
将人体活动密度r划分为r<10、10<r<90、r>90三种情况，当r<10时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式降低标准温度值作为目标温度值；当10<r<90，标准温度值即为目标温度值；当r>90时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式提高标准温度值作为目标温度值；
基于PID算法，根据实时温度值与目标温度值，调节电动阀的开度或风机的转速，使得实时温度值趋近于目标温度值。
7.根据权利要求6所述的室内空调供暖温度控制方法，其特征在于，所述当r<10时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式降低标准温度值作为目标温度值，具体包括：如果t<10min，则不降低标准温度值，标准温度值即为目标温度值；如果10min<t<20min，将标准温度值降低3度作为目标温度值；如果20min<t<40min，将标准温度值降低5度作为目标温度值；如果40min<t<60min，将标准温度值降低10度作为目标温度值；如果t>60min，空调供暖装置进入防冻模式。
8.根据权利要求6所述的室内空调供暖温度控制方法，其特征在于，所述当r>90时，根据其持续时间t的长短，采用阶梯方式提高标准温度值作为目标温度值，具体包括：如果t<10min，则不提高标准温度值，标准温度值即为目标温度值；如果10min<t<20min，将标准温度值提高3度作为目标温度值；如果20min<t<40min，将标准温度值提高4度作为目标温度值；如果t>40min，将标准温度值提高5度作为目标温度值。
9.根据权利要求6所述的室内空调供暖温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：由温湿度传感器获得实时湿度值，并在微型计算机内设定目标湿度值，基于PID算法，根据实时湿度值与目标湿度值，调节加湿器。
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