CN113361850A - 一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置 - Google Patents

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CN113361850A CN202110435285.1A CN202110435285A CN113361850A CN 113361850 A CN113361850 A CN 113361850A CN 202110435285 A CN202110435285 A CN 202110435285A CN 113361850 A CN113361850 A CN 113361850A
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Abstract

本发明公开一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，包括室内人员感测装置、芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置和通风装置；本发明通过控制室内门窗、空调以及风机，可以实现智能化的调控室内空气品质。

Description

一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置
技术领域
本发明涉及调控室内环境技术领域，具体是一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置。
背景技术
目前人们在使用空调时习惯于夏季设定温度偏低、冬季设定温度偏高；且特别是夏热冬冷地区，人们存在开空调时开窗的习惯；并且有时使用空调所达到的舒适效果与采用自然通风所达到的舒适效果无异，但人们更倾向于使用空调，无疑造成能源浪费。
因此，需要一种能够进行节能行为引导的室内热湿环境调控装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，包括室内人员感测装置、芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置、通风装置、红外线避障传感器、舵机和挡板；
所述室内人员感测装置实时监测室内监控视频，并发送至芯片；
所述芯片存储有历史调控数据、空调调控温度范围、湿度阈值、PM2.5浓度阈值和二氧化碳浓度最大阈值、二氧化碳浓度最小阈值；所述历史调控数据包括日期、监测温度、在监测温度下空调调控数据、在监测温度下通风装置启闭状态；所述在监测温度下空调调控包括空调启闭状态和在空调开启条件下空调的温度；
所述芯片根据接收到的室内监控视频判断室内是否有人；
当室内的人员数量不为0时，则芯片调取时钟模块显示的日期，并产生温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号；
时钟模块至少记录当前年、月、日、时、分。
时钟模块显示的日期处于春季，则芯片产生空调启动信号I；时钟模块显示的日期处于夏季，则芯片产生空调启动信号II；时钟模块显示的日期处于秋季，则芯片产生空调启动信号III；时钟模块显示的日期处于冬季，则芯片产生空调启动信号IV；
不同空调启动信号驱动空调以不同的温度启动。
在不同季节，空调调控温度范围不同。
当室内的人员数量为0时，芯片产生空调关闭信号、温度监测结束信号、湿度监测结束信号、二氧化碳监测结束信号、PM2.5监测结束信号；
所述芯片实时接收温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号，并根据接收到的监测信号、当前日期和历史调控数据产生调控信号；
所述芯片产生的调控信号包括以下几种：
若室内温度处于空调调控温度范围内且空调未开启，则芯片产生空调启动信号、空调运行温度设置信号、门关闭信号和窗户关闭信号；
所述空调运行温度设置信号用于设定空调运行温度；
设定空调运行温度的方法为：
1)芯片根据当前日期判断所处季节，并调取对应季节的logistic回归模型；每个季节对应的logistic回归模型预存储在芯片中；logistic回归模型学习内容包括空调历史运行时段、历史开窗时间；
2)芯片将室内温度输入到调取的logistic回归模型中，计算出空调启动温度值，从而生成空调运行温度设置信号；
空调运行温度设置信号控制空调以空调启动温度值T0启动。
空调运行过程中，空调运行温度呈正弦性周期变化。
若室内温度不处于空调调控温度范围内且空调已开启，则芯片产生空调关闭信号；
若室内舒适性调控装置启动时间小于T周期，则室内温度为温度传感器监测到的温度，否则，所述室内温度为T周期内的平均温度。
若室内温度不处于空调调控温度范围内、湿度小于湿度阈值、且PM2.5浓度小于PM2.5浓度阈值，则芯片产生窗户开启信号，并发送至门窗开关装置；
若室内温度不处于空调调控温度范围内、且湿度和PM2.5浓度之中至少有一项大于等于阈值，则芯片产生窗户关闭信号和通风装置启动信号，并分别发送至门窗开关装置和通风装置；
若室内温度处于空调调控温度范围内且当前室内二氧化碳浓度大于二氧化碳浓度阈值，则芯片产生通风装置启动信号，并发送至通风装置；
当风机处于启动状态且二氧化碳浓度小于最小二氧化碳浓度阈值时，芯片产生通风装置关闭信号，并发送至通风装置；
所述空调接收到空调启动信号后启动；
所述空调接收到空调关闭信号后关闭；
所述温度传感器接收到温度监测信号后开始监测室内环境的温度，并将温度监测信号传输至芯片；
所述温度传感器接收到温度监测结束信号后停止工作；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测信号后开始监测室内环境的二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度监测信号传输至芯片；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测结束信号后停止工作；
所述湿度传感器接收到湿度监测信号后开始监测室外环境的湿度，并将监测到的湿度监测信号传输至芯片；
所述湿度传感器接收到湿度监测结束信号后停止工作；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测信号后开始监测室外环境的PM2.5浓度，并将PM2.5浓度监测信号传输至芯片；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测结束信号后停止工作；
所述门窗开关装置接收到门开启信号后，控制入户门开启；
所述门窗开关装置接收到窗户关闭信号后，控制窗户关闭；
所述门窗开关装置接收到窗户开启信号后，控制窗户开启；
所述门窗开关装置包括电机I、电机II、齿轮I和齿轮II；
所述红外线避障传感器监测入户门绕门轴移动区域内的障碍物红外信号，并传输至芯片；
所述芯片接收到障碍物红外信号后，产生电机停止信号；
所述电机II接收到电机停止信号后，停止工作。
所述电机I接收到窗户开启信号后，驱动齿轮I运转，从而带动与齿轮I相连的窗轴转动，控制窗户开启；
所述电机I接收到窗户关闭信号后，驱动齿轮I运转，从而带动与齿轮I相连的窗轴转动，控制窗户关闭；
窗户在空调运转时关闭；
所述电机II接收到门开启信号后，驱动齿轮II运转，从而带动与齿轮II相连的门轴转动，控制入户门开启；
所述电机II接收到门关闭信号后，驱动齿轮II运转，从而带动与齿轮II相连的门轴转动，控制入户门关闭；
入户门在空调运转时关闭。
所述通风装置包括风机和风机控制芯片；
所述风机控制芯片接收通风装置启动信号，启动风机；
所述风机控制芯片接收通风装置关闭信号，关闭风机；
所述风机位于室内。
所述挡板贴置在入户门朝向室内的一侧；所述挡板的宽度不小于入户门的宽度，高度不大于入户门的高度；
芯片产生空调启动信号的同时，产生舵机驱动信号I；
芯片产生空调关闭信号的同时，产生舵机驱动信号II；
所述舵机控制挡板贴着入户门上下移动。
所述舵机接收舵机驱动信号I，控制挡板贴着入户门下移；
所述舵机接收舵机驱动信号II，控制挡板贴着入户门上移。
所述通风装置还包括风机壳体、HEPA滤网、通风管；
所述HEPA滤网和风机集成在风机壳体内；
所述HEPA滤网过滤空气污染物；
所述风机通过通风管将产生的风送入室内环境中；
所述通风管部分嵌在风机壳体侧壁，部分延伸至室内。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明通过控制室内门窗、空调以及风机，可以实现智能化的调控室内空气品质，并利用行为引导，帮助人们养成更加节能的习惯。
附图说明
图1为基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置部分示意图I；
图2为基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置部分示意图II；
图3为调控装置使用过程示意图I；
图4为调控装置使用过程示意图II；
图5为夏季空调运行温度变化图；
图6为冬季空调运行温度变化图。
图中：电机I11、电机II21、齿轮I12、齿轮II22、窗轴13、窗户14、窗控制芯片15、入户门24、门轴23、门控制芯片25、风机31、风机控制芯片32、HEPA滤网33、通风管34。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
参见图1至图4，一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，包括室内人员感测装置、芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置、通风装置、红外线避障传感器、舵机和挡板；
所述室内人员感测装置实时监测室内监控视频，并发送至芯片；
所述芯片存储有历史调控数据、空调调控温度范围、湿度阈值、PM2.5浓度阈值和二氧化碳浓度最大阈值、二氧化碳浓度最小阈值；所述历史调控数据包括日期、监测温度、在监测温度下空调调控数据、在监测温度下通风装置启闭状态；所述在监测温度下空调调控包括空调启闭状态和在空调开启条件下空调的温度；
所述芯片根据接收到的室内监控视频判断室内是否有人；
当室内的人员数量不为0时，则芯片调取时钟模块显示的日期，并产生温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号；
时钟模块至少记录当前年、月、日、时、分。
时钟模块显示的日期处于春季，则芯片产生空调启动信号I；时钟模块显示的日期处于夏季，则芯片产生空调启动信号II；时钟模块显示的日期处于秋季，则芯片产生空调启动信号III；时钟模块显示的日期处于冬季，则芯片产生空调启动信号IV；
不同空调启动信号驱动空调以不同的温度启动。
在不同季节，空调调控温度范围不同。
当室内的人员数量为0时，芯片产生空调关闭信号、温度监测结束信号、湿度监测结束信号、二氧化碳监测结束信号、PM2.5监测结束信号；
所述芯片实时接收温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号，并根据接收到的监测信号、当前日期和历史调控数据产生调控信号；
所述芯片产生的调控信号包括以下几种：
若室内温度处于空调调控温度范围内且空调未开启，则芯片产生空调启动信号、空调运行温度设置信号、门关闭信号和窗户关闭信号；
所述空调运行温度设置信号用于设定空调运行温度；设定空调运行温度的方法为：设置一个与空调电气连接的红外信号发送与接收模块。红外发送接收模块，用于控制空调并储存空调设定温度，具体的，红外信号发送与接收模块接收空调运行温度设置信号，从而控制空调的温度。在空调温度改变时，红外信号发送与接收模块产生空调温度调整信号，并发送至芯片；所述空调温度调整信号携带有当前空调设定温度值信息。
设定空调运行温度的方法为：
1)芯片根据当前日期判断所处季节，并调取对应季节的logistic回归模型；每个季节对应的logistic回归模型预存储在芯片中；logistic回归模型主要由历史日期、历史空调启动温度值、历史室内温度、空调历史运行时段、历史开窗时间线性拟合得到；
2)芯片将室内温度输入到调取的logistic回归模型中，计算出空调启动温度值，从而生成空调运行温度设置信号；
空调运行温度设置信号控制空调以空调启动温度值启动。
具体的，对于空调设定温度，采取行为引导模型，初始温度按照logistic回归预测，使用半小时内温度保持不变，半小时后温度变化按正弦模式上升(或下降)，可使使用者在保证舒适性几乎不变的形况下降低空调能耗(图5为夏季调控模式，图6为冬季调控模式)
本实施例利用传感器检测全年室内外温度及空调设定温度，学习空调使用时段及设定温度、开窗行为发生时段，建立多项logistic回归模型，即：
Figure BDA0003032722890000061
Figure BDA0003032722890000062
式中，T表示温度，取值集合为{1，2，...，K}，d表示日期。P(T＝k|d)为在日期d的条件下设定温度T＝k的概率，P(T＝K|d)为在日期d的条件下设定温度T＝K的概率。wk为监测温度。
空调运行过程中，空调运行温度呈正弦性周期变化。基于人体舒适机理，人们在温度正弦波动情况下舒适度无太大影响。逐渐上升(下降)空调运行温度节能效果较好。
若室内温度不处于空调调控温度范围内且空调已开启，则芯片产生空调关闭信号；
若室内舒适性调控装置启动时间小于T周期，则室内温度为温度传感器监测到的温度，否则，所述室内温度为T周期内的平均温度。
若室内温度不处于空调调控温度范围内、湿度小于湿度阈值、且PM2.5浓度小于PM2.5浓度阈值，则芯片产生窗户开启信号，并发送至门窗开关装置；
若室内温度不处于空调调控温度范围内、且湿度和PM2.5浓度之中至少有一项大于等于阈值，则芯片产生窗户关闭信号和通风装置启动信号，并分别发送至门窗开关装置和通风装置；
若室内温度处于空调调控温度范围内且当前室内二氧化碳浓度大于二氧化碳浓度阈值，则芯片产生通风装置启动信号，并发送至通风装置；
当风机处于启动状态且二氧化碳浓度小于最小二氧化碳浓度阈值时，芯片产生通风装置关闭信号，并发送至通风装置；
所述空调接收到空调启动信号后启动；
所述空调接收到空调关闭信号后关闭；
所述温度传感器接收到温度监测信号后开始监测室内环境的温度，并将温度监测信号传输至芯片；
所述温度传感器接收到温度监测结束信号后停止工作；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测信号后开始监测室内环境的二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度监测信号传输至芯片；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测结束信号后停止工作；
所述湿度传感器接收到湿度监测信号后开始监测室外环境的湿度，并将监测到的湿度监测信号传输至芯片；
所述湿度传感器接收到湿度监测结束信号后停止工作；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测信号后开始监测室外环境的PM2.5浓度，并将PM2.5浓度监测信号传输至芯片；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测结束信号后停止工作；
所述门窗开关装置接收到门开启信号后，控制入户门开启24；
所述门窗开关装置接收到窗户关闭信号后，控制窗户关闭14；
所述门窗开关装置接收到窗户开启信号后，控制窗户开启14；
所述门窗开关装置包括电机I11、电机II21、齿轮I12和齿轮II22；
第一个红外线避障传感器监测入户门24绕门轴23移动区域内的障碍物红外信号I，并传输至芯片；
所述芯片接收到障碍物红外信号I后，产生电机停止信号I；
所述电机II21接收到电机停止信号I后，停止工作。
所述电机I11接收到窗户开启信号后，驱动齿轮I21运转，从而带动与齿轮I21相连的窗轴13转动，控制窗户14开启；
所述电机I11接收到窗户关闭信号后，驱动齿轮I21运转，从而带动与齿轮I21相连的窗轴13转动，控制窗户14关闭；
第二个红外线避障传感器监测窗户14绕窗轴13移动区域内的障碍物红外信号II，并传输至芯片；
所述芯片接收到障碍物红外信号II后，产生电机停止信号II；
所述电机I11接收到电机停止信号II后，停止工作。
窗户14在空调运转时关闭；
所述电机II21接收到门开启信号后，驱动齿轮II22运转，从而带动与齿轮II22相连的门轴23转动，控制入户门24开启；
所述电机II21接收到门关闭信号后，驱动齿轮II22运转，从而带动与齿轮II22相连的门轴23转动，控制入户门24关闭；
入户门24在空调运转时关闭。
所述通风装置包括风机31和风机控制芯片32；
所述风机控制芯片32接收通风装置启动信号，启动风机31；
所述风机控制芯片32接收通风装置关闭信号，关闭风机31；
所述风机31位于室内。
所述挡板贴置在入户门24朝向室内的一侧；所述挡板的宽度不小于入户门24的宽度，高度不大于入户门24的高度；
芯片产生空调启动信号的同时，产生舵机驱动信号I；
芯片产生空调关闭信号的同时，产生舵机驱动信号II；
所述舵机控制挡板贴着入户门24上下移动。
所述舵机接收舵机驱动信号I，控制挡板贴着入户门24下移；
所述舵机接收舵机驱动信号II，控制挡板贴着入户门24上移。
所述通风装置还包括风机壳体、HEPA滤网33、通风管34；
所述HEPA滤网33和风机31集成在风机壳体内；
所述HEPA滤网33过滤空气污染物；
所述风机31通过通风管34将产生的风送入室内环境中；
所述通风管34部分嵌在风机壳体侧壁，部分延伸至室内。
实施例2：
参见图1至图3，一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，包括室内人员感测装置、芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置、通风装置、舵机和挡板。
所述室内人员感测装置记录进入室内的人员数量，并发送至芯片。
所述室内人员感测装置包括红外传感器和计数器。所述红外传感器监测人体红外感应信号。所述人体红外感应信号包括人员进入室内红外感应信号和人员离室红外感应信号。
所述红外传感器监测人体红外感应信号，并传输至计数器；
计数器接收到人员进入室内红外感应信号，则计数加1，接收到人员离室红外感应信号，则计数减1。
所述芯片接收和存储进入室内的人员数量。室内的人员数量不为0，则芯片接收时钟模块显示的日期，并同步产生空调启动信号、温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号。室内的人员数量为0，芯片产生空调关闭信号、温度监测结束信号、湿度监测结束信号、二氧化碳监测结束信号、PM2.5监测结束信号；
时钟模块至少记录当前年、月、日、时、分。
时钟模块显示的日期处于春季，则芯片产生空调启动信号I。时钟模块显示的日期处于夏季，则芯片产生空调启动信号II。时钟模块显示的日期处于秋季，则芯片产生空调启动信号III。时钟模块显示的日期处于冬季，则芯片产生空调启动信号IV。
所述芯片接收温度信号，产生空调运行温度调整信号，从而改变空调运行温度。
所述芯片接收湿度信号和PM2.5监测信号，产生门窗开启信号或门窗户关闭信号。
所述芯片接收二氧化碳浓度信号，产生通风开始信号或通风结束信号。
所述空调接收到空调启动信号后启动。
不同空调启动信号驱动空调以不同的温度启动。
所述空调启动信号驱动空调启动时的温度与上一次空调关闭时的温度相同。
所述温度传感器接收到温度监测信号后开始监测室内环境的温度，并将监测到的温度信号传输至芯片。
所述温度传感器接收到温度监测结束信号后停止工作；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测信号后开始监测室内环境的二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度信号传输至芯片；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测结束信号后停止工作；
所述湿度传感器接收到湿度监测信号后开始监测室外环境的湿度，并将监测到的湿度信号传输至芯片；
所述湿度传感器接收到湿度监测结束信号后停止工作；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测信号后开始监测室外环境的PM2.5浓度，并将PM2.5浓度信号传输至芯片；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测结束信号后停止工作；
所述门窗开关装置接收到门窗开启信号后，控制门窗开启。所述门窗开关装置接收到门窗户关闭信号后，控制门窗关闭。
所述门窗开关装置包括电机I11、电机II21、齿轮I12、齿轮II22、门控制芯片25和窗控制芯片15。
窗户14和入户门24在空调运转时关闭；
窗控制芯片15接收门窗开启信号后，向电机I11传输电机驱动信号；所述电机I11驱动齿轮I21运转，从而带动与齿轮I21相连的窗轴13转动，控制窗户14的启闭。
门控制芯片25接收门窗开启信号后，向电机II21传输电机驱动信号；所述电机II21驱动齿轮II22运转，从而带动与齿轮II22相连的门轴23转动，控制入户门24的启闭。
本装置还包括红外线避障传感器；所述红外线避障传感器监测入户门24绕门轴23移动区域内的障碍物红外信号，并传输至芯片；
所述芯片接收到障碍物红外信号后，产生电机停止信号；
所述电机II21接收到电机停止信号后，停止工作。
所述挡板贴置在入户门24朝向室内的一侧。所述挡板的宽度不小于入户门24的宽度，高度不大于入户门24的高度。
芯片产生空调关闭信号的同时，产生舵机驱动信号II；
所述舵机控制挡板贴着入户门24上下移动。
所述舵机接收舵机驱动信号I，控制挡板贴着入户门24下移；
所述舵机接收舵机驱动信号II，控制挡板贴着入户门24上移。所述通风装置包括风机31和风机控制芯片32。
所述风机控制芯片32接收通风开始信号，启动风机31。
所述风机控制芯片32接收通风结束信号，关闭风机31。
所述风机31位于室内。
所述通风装置还包括风机壳体、HEPA滤网33、通风管34。
所述HEPA滤网33和风机31集成在风机壳体内。
所述HEPA滤网33过滤空气污染物。
HEPA分PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质。
所述风机31通过通风管34将产生的风送入室内环境中。
所述通风管34部分嵌在风机壳体侧壁，部分延伸至室内。
实施例3：
参见图1至图3，一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，包括室内人员感测装置、芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置、通风装置、舵机和挡板。
室内人员感测装置判断房间内是否有人。若无人，室内舒适性调控装置不运行，且关闭门窗、风机及空调。若有人，则芯片启动室内舒适性调控装置，并开始记录室内温度。
芯片根据时钟模块显示的时间判断当前季节和空调使用时间。
若此时使用时间未达到T分钟，则使用此刻室内温度作为接下来的判定标准。T为周期，T＝30min。
芯片每隔半小时计算30分钟内温度均值，作为下一时段的判定标准；若使用时间超过30分钟，则用30分钟温度均值作为下一时段的判定标准。
按照上一步得出的温度，若温度低于16℃，芯片开启空调并制热，空调开启时的温度设定为26℃(初次使用设定26℃，之后根据机器学习，用回归预测分析习惯设定温度)。同时，芯片向舵机和电机II21传输驱动信号，舵机带动挡板向下移动，电机II21通过齿轮II22带动门轴23移动，从而关上入户门。
随着使用时间增加，可在室内舒适温度规范范围内逐渐降低/升高空调运行温度，以按正弦模式改变温度，以夏季为例，类似于左右摆风吹风扇的感觉，温度升高，人产生热感，然后此时温度处于正弦波波峰位置，开始降温，人感觉舒适，到达波谷位置人感觉偏凉，温度开始上升，不断循环，让人不断地由舒适变不舒适再到舒适，***了人的热感觉，会让人更加适应新环境，且升高了温度，冬季同理。
当室内二氧化碳浓度超过1000ppm，则打开风机。温度处于16-18℃，判定此温度下使用次数，若初次使用，则无操作，并记录人此刻的习惯；若非初次使用，按之前习惯进行工作。若温度在18-28℃，且室外无雨、空气质量达标，则打开窗，开度为1/3至1/2，若室外有雨或空气质量不达标，则开启风机。若温度在28-30℃，判定此温度下使用次数，若初次使用，则无操作，并记录人此刻的习惯；若非初次使用，按之前习惯进行工作。若温度高于30℃，开启空调并制冷，设定温度为26℃(初次使用设定26℃，之后根据机器学习，用回归预测分析习惯设定温度)，同时关门放下挡板，随着使用时间增加，可在室内舒适温度规范范围内逐渐降低空调运行温度，而引起人的察觉，当室内二氧化碳浓度超过1000ppm，则打开风机。***运行每半小时计算一次半小时室内温度均值，对上述温度范围重新判断。
风机控制模块包括风机驱动，CO2气体传感器。风机驱动用于驱动风机转动。CO2气体传感器检测室内CO2含量，当室内二氧化碳浓度超过1000ppm，则打开风机。
空调控制模块包括学习型控制空调单片机。学习型控制空调单片机用于控制室内空调开关。
室内外参数测试参数模块包括pm2.5传感器，湿度传感器，温度传感器。pm2.5传感器用于判断室外空气质量；空气质量不达标时自动开启风机，空气质量达标则打开窗户。温度传感器主要用于检测室内的温度值同时作为下一级装置运转的判断条件。湿度传感器通过测量室外空气湿度来判断是否下雨。判断出下雨则关闭窗户且打开风机，反之则打开窗户。
实施例4：
参见图1至图3，一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，包括室内人员感测装置、芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置、通风装置、舵机和挡板。芯片采用stm32单片机。
室内人员感测装置判断房间内是否有人。若无人，室内舒适性调控装置不运行，且关闭门窗、风机及空调。若有人，则芯片启动室内舒适性调控装置，并开始记录室内温度。
芯片根据时钟模块显示的时间判断当前季节和空调使用时间。
若此时使用时间未达到30分钟，则使用此刻室内温度作为接下来的判定标准，且每隔半小时计算30分钟温度均值，作为下一时段的判定标准；若使用时间超过30分钟，则用30分钟温度均值作为下一时段的判定标准。其次，按照上一步得出的温度，若温度低于16℃，开启空调并制热，设定温度为26℃，同时关门放下挡板，随着使用时间增加，可在室内舒适温度规范范围内逐渐降低空调运行温度，而引起人的察觉，当室内二氧化碳浓度超过1000ppm，则打开风机。温度处于16-18℃，判定此温度下使用次数，若初次使用，则无操作，并记录人此刻的习惯；若非初次使用，按之前习惯进行工作。若温度在18-28℃，且室外无雨、空气质量达标，则打开窗，开度为1/3至1/2，若室外有雨或空气质量不达标，则开启风机。若温度在28-30℃，判定此温度下使用次数，若初次使用，则无操作，并记录人此刻的习惯；若非初次使用，按之前习惯进行工作。若温度高于30℃，开启空调并制冷，设定温度为26℃，同时关门放下挡板，随着使用时间增加，可在室内舒适温度规范范围内逐渐降低空调运行温度，而引起人的察觉，当室内二氧化碳浓度超过1000ppm，则打开风机。***运行每半小时计算一次半小时室内温度均值，对上述温度范围重新判断。
本实施例所采用的计算空调设定温度的公式如下：
夏季空调设定温度计算如下：
T＝28.01-1.5849sin(1.224t+0.6723)-0.7323sin(2.448t+1.334)+0.414sin(3.672t-1.099)+0.2886sin(4.896t-0.4345)+0.5994sin(6.120t+0.3036)
冬季空调设定温度计算如下：
T＝24+1.588sin(1.221t+0.6998)+0.7237sin(2.442t+1.399)+0.4210sin3.663t-1.043)+0.2851sin(4.884t-0.3430)+0.5614sin(6.105t+0.3565)
风机控制模块包括风机驱动，CO2气体传感器。风机驱动用于驱动风机转动。CO2气体传感器检测室内CO2含量，当室内二氧化碳浓度超过1000ppm，则打开风机。
空调控制模块包括学习型控制空调单片机。学习型控制空调单片机用于控制室内空调开关。
室内外参数测试参数模块包括pm2.5传感器，湿度传感器，温度传感器。pm2.5传感器用于判断室外空气质量；空气质量不达标时自动开启风机，空气质量达标则打开窗户。温度传感器主要用于检测室内的温度值同时作为下一级装置运转的判断条件。湿度传感器通过测量室外空气湿度来判断是否下雨。判断出下雨则关闭窗户且打开风机，反之则打开窗户。

Claims (10)

1.一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，包括室内人员感测装置、所述芯片、时钟模块、空调、温度传感器、二氧化碳传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、门窗开关装置和通风装置。
所述室内人员感测装置实时监测室内监控视频，并发送至芯片；
所述芯片存储有历史调控数据、空调调控温度范围、湿度阈值、PM2.5浓度阈值和二氧化碳浓度最大阈值、二氧化碳浓度最小阈值；所述历史调控数据包括日期、监测温度、在监测温度下空调调控数据、在监测温度下通风装置启闭状态；所述在监测温度下空调调控包括空调启闭状态和在空调开启条件下空调的温度；
所述芯片根据接收到的室内监控视频判断室内是否有人；
当室内的人员数量不为0时，则芯片调取时钟模块显示的日期，并产生温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号；
当室内的人员数量为0时，芯片产生空调关闭信号、温度监测结束信号、湿度监测结束信号、二氧化碳监测结束信号、PM2.5监测结束信号；
所述芯片实时接收温度监测信号、湿度监测信号、二氧化碳监测信号、PM2.5监测信号，并根据接收到的监测信号、当前日期和历史调控数据产生调控信号；
所述芯片产生的调控信号包括以下几种：
若室内温度处于空调调控温度范围内且空调未开启，则芯片产生空调启动信号、空调运行温度设置信号、门关闭信号和窗户关闭信号；
若室内温度不处于空调调控温度范围内且空调已开启，则芯片产生空调关闭信号；
若室内温度不处于空调调控温度范围内、湿度小于湿度阈值、且PM2.5浓度小于PM2.5浓度阈值，则芯片产生窗户开启信号，并发送至门窗开关装置；
若室内温度不处于空调调控温度范围内、且湿度和PM2.5浓度之中至少有一项大于等于阈值，则芯片产生窗户关闭信号和通风装置启动信号，并分别发送至门窗开关装置和通风装置；
若室内温度处于空调调控温度范围内且当前室内二氧化碳浓度大于二氧化碳浓度阈值，则芯片产生通风装置启动信号，并发送至通风装置；
当风机处于启动状态且二氧化碳浓度小于最小二氧化碳浓度阈值时，芯片产生通风装置关闭信号，并发送至通风装置；
所述空调接收到空调启动信号后启动；
所述空调接收到空调关闭信号后关闭；
所述温度传感器接收到温度监测信号后开始监测室内环境的温度，并将温度监测信号传输至芯片；
所述温度传感器接收到温度监测结束信号后停止工作；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测信号后开始监测室内环境的二氧化碳浓度，并将二氧化碳浓度监测信号传输至芯片；
所述二氧化碳传感器接收到二氧化碳监测结束信号后停止工作；
所述湿度传感器接收到湿度监测信号后开始监测室外环境的湿度，并将监测到的湿度监测信号传输至芯片；
所述湿度传感器接收到湿度监测结束信号后停止工作；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测信号后开始监测室外环境的PM2.5浓度，并将PM2.5浓度监测信号传输至芯片；
所述PM2.5传感器接收到PM2.5监测结束信号后停止工作；
所述门窗开关装置接收到门开启信号后，控制入户门开启(24)；
所述门窗开关装置接收到窗户关闭信号后，控制窗户关闭(14)；
所述门窗开关装置接收到窗户开启信号后，控制窗户开启(14)；
所述通风装置包括风机(31)和风机控制芯片(32)；
所述风机控制芯片(32)接收通风装置启动信号，启动风机(31)；
所述风机控制芯片(32)接收通风装置关闭信号，关闭风机(31)；
所述风机(31)位于室内。
2.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于：所述室内人员感测装置为摄像头。
3.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，在不同季节，空调调控温度范围不同。
4.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，若室内舒适性调控装置启动时间小于T周期，则室内温度为温度传感器监测到的温度，否则，所述室内温度为T周期内的平均温度。
5.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，所述门窗开关装置包括电机I(11)、电机II(21)、齿轮I(12)和齿轮II(22)；
所述电机I(11)接收到窗户开启信号后，驱动齿轮I(21)运转，从而带动与齿轮I(21)相连的窗轴(13)转动，控制窗户(14)开启；
所述电机I(11)接收到窗户关闭信号后，驱动齿轮I(21)运转，从而带动与齿轮I(21)相连的窗轴(13)转动，控制窗户(14)关闭；
窗户(14)在空调运转时关闭；
所述电机II(21)接收到门开启信号后，驱动齿轮II(22)运转，从而带动与齿轮II(22)相连的门轴(23)转动，控制入户门(24)开启；
所述电机II(21)接收到门关闭信号后，驱动齿轮II(22)运转，从而带动与齿轮II(22)相连的门轴(23)转动，控制入户门(24)关闭；
入户门(24)在空调运转时关闭。
6.根据权利要求5所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，还包括红外线避障传感器；所述红外线避障传感器监测入户门(24)绕门轴(23)移动区域内的障碍物红外信号，并传输至芯片；
所述芯片接收到障碍物红外信号后，产生电机停止信号；
所述电机II(21)接收到电机停止信号后，停止工作。
7.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，还包括舵机和挡板；
所述挡板贴置在入户门(24)朝向室内的一侧；所述挡板的宽度不小于入户门(24)的宽度，高度不大于入户门(24)的高度；
芯片产生空调启动信号的同时，产生舵机驱动信号I；
芯片产生空调关闭信号的同时，产生舵机驱动信号II；
所述舵机控制挡板贴着入户门(24)上下移动。
所述舵机接收舵机驱动信号I，控制挡板贴着入户门(24)下移；
所述舵机接收舵机驱动信号II，控制挡板贴着入户门(24)上移。
8.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，所述通风装置还包括风机壳体、HEPA滤网(33)、通风管(34)；
所述HEPA滤网(33)和风机(31)集成在风机壳体内；
所述HEPA滤网(33)过滤空气污染物；
所述风机(31)通过通风管(34)将产生的风送入室内环境中；
所述通风管(34)部分嵌在风机壳体侧壁，部分延伸至室内。
9.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，所述空调运行温度设置信号用于设定空调运行温度；
设定空调运行温度的方法为：
1)芯片根据当前日期判断所处季节，并调取对应季节的logistic回归模型；每个季节对应的logistic回归模型预存储在芯片中；logistic回归模型学习内容包括空调历史运行时段、历史开窗时间；
2)芯片将室内温度输入到调取的logistic回归模型中，计算出空调启动温度值，从而生成空调运行温度设置信号；
空调运行温度设置信号控制空调以空调启动温度值启动。
10.根据权利要求1所述的一种基于节能行为引导模型的室内热湿环境调控装置，其特征在于，空调运行过程中，空调运行温度呈正弦性周期变化。
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