本發(fā)明方法的流程圖；
[0035] 圖4是溫度控制部件的結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖5是模糊PID算法結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0038] 在使用該智能溫控系統(tǒng)前，需要先將溫濕度傳感器和控制部件安裝好，并搭建傳 感器網(wǎng)絡(luò)。溫濕度傳感器安裝在室內(nèi)家庭成員經(jīng)常休息的位置，用于采集每個(gè)位置的溫濕 度信息，通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一上傳至控制部件進(jìn)行處理?？刂撇考惭b在原有空調(diào)內(nèi)部， 由傳動(dòng)裝置替換普通空調(diào)的風(fēng)葉擺風(fēng)，控制部件安裝位置如圖1所示。傳感器網(wǎng)絡(luò)通信采 用ZigBee組網(wǎng)，默認(rèn)Zstack協(xié)議。由于室內(nèi)空間有限，傳感器網(wǎng)絡(luò)采用協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)， 不使用路由節(jié)點(diǎn)。
[0039] 將家庭用戶對(duì)冷風(fēng)的敏感度分為高中低三個(gè)級(jí)別，分別對(duì)應(yīng)家庭成員對(duì)溫度的高 中低三個(gè)要求。一般情況下，有老人及兒童的區(qū)域，對(duì)冷風(fēng)的敏感度高，因此要求相對(duì)較高 的溫度；而年輕男士所在區(qū)域，對(duì)冷風(fēng)的敏感度低，因此要求相對(duì)較低的溫度；對(duì)于女士所 在區(qū)域，對(duì)冷風(fēng)的敏感度處于中等狀態(tài)，因此對(duì)溫度的要求也處于中等水平。因此，可將一 個(gè)房間內(nèi)部空間分為一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)囟鹊囊罂上嗤嗫刹煌D2是將 一個(gè)房間分為三個(gè)區(qū)域的示意圖。
[0040] 系統(tǒng)工作流程如圖3所示。主要分為系統(tǒng)初始化、溫度控制部件工作兩部分。
[0041] 1.初始化
[0042] 在每次使用智能溫控時(shí)，需要對(duì)溫度控制部件進(jìn)行初始化設(shè)置，即確認(rèn)接收裝置、 計(jì)算裝置和傳動(dòng)裝置都處于正常工作狀態(tài)。第一次使用該智能溫控系統(tǒng)時(shí)，需要將家庭成 員常在位置及各自要求的適宜溫度錄入到控制部件中，即根據(jù)家庭成員對(duì)位置和溫度的要 求，進(jìn)行規(guī)劃，形成多個(gè)區(qū)域（如表1，表2所示）。在第二次使用及以后每次使用該智能溫 控系統(tǒng)時(shí)，控制部件默認(rèn)保持上次用戶關(guān)機(jī)狀態(tài)。
[0043]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫控系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)家庭成員對(duì)溫度的需求，將一個(gè)房間 分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的對(duì)溫度的要求可相同亦可不同，通過(guò)采集位于每個(gè)區(qū)域的溫濕 度傳感器的信息，與每個(gè)家庭成員對(duì)當(dāng)前自己所在區(qū)域的溫度需求對(duì)比，做出相應(yīng)的處理， 實(shí)現(xiàn)多區(qū)域的智能控制，所述系統(tǒng)包括以下兩個(gè)部分：分布于室內(nèi)不同位置的多個(gè)溫濕度 傳感器，和安裝于空調(diào)出風(fēng)口的溫度控制部件，其中，溫濕度傳感器用于接收當(dāng)前所處位置 的溫度與濕度，并傳輸?shù)綔囟瓤刂撇考?；溫度控制部件用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以便控制風(fēng)速、 控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速以便控制制冷強(qiáng)度、控制風(fēng)葉的擺動(dòng)角度和風(fēng)葉處于當(dāng)前擺動(dòng)角度的時(shí) 間，所述溫濕度傳感器與溫度控制部件之間通過(guò)通信協(xié)議無(wú)線連接，構(gòu)成一個(gè)小型傳感器 網(wǎng)絡(luò)，采用模糊PID算法來(lái)計(jì)算采集數(shù)據(jù)與初始數(shù)據(jù)的差異，獲得溫度控制部件要做的處 理。
2. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度控制部件包括如下三個(gè)組成 部分： (1) 接收裝置：用于接收溫濕度傳感器的溫濕度信息和溫控信息，溫控信息是指使用 者向控制部件發(fā)出的使當(dāng)前使用者感覺(jué)最為舒適的溫度，與使用空調(diào)遙控器來(lái)調(diào)整普通空 調(diào)的冷風(fēng)溫度以達(dá)到適宜溫度相類似； (2) 計(jì)算裝置：根據(jù)溫控系統(tǒng)處于初始狀態(tài)的溫控?cái)?shù)據(jù)以及接收到的溫控信息，計(jì)算 當(dāng)前空調(diào)需要調(diào)整的電機(jī)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速以及風(fēng)葉的擺動(dòng)角度與風(fēng)葉的擺動(dòng)時(shí)間； (3) 傳動(dòng)裝置：根據(jù)計(jì)算裝置得到的數(shù)據(jù)，調(diào)整電機(jī)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)葉的擺動(dòng)角度 和擺動(dòng)時(shí)間，使空調(diào)吹出的冷風(fēng)達(dá)到預(yù)設(shè)要求。
3. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：所述溫濕度傳感器均采用電池供電。
4. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：溫度控制部件中的傳動(dòng)裝置安裝在原 有空調(diào)的出風(fēng)口，控制電機(jī)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)葉的擺動(dòng)角度與擺動(dòng)時(shí)間，與原有空調(diào)系統(tǒng) 完成互聯(lián)兼容；原有風(fēng)葉保持水平、豎直方向各90度狀態(tài)，風(fēng)葉風(fēng)力為默認(rèn)設(shè)置，風(fēng)擺均勻 擺動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：溫度控制部件中的計(jì)算裝置的初始狀 態(tài)默認(rèn)保持上次用戶關(guān)機(jī)狀態(tài)，直到用戶進(jìn)行新的設(shè)置。
6. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：整個(gè)系統(tǒng)自組網(wǎng)、自愈合，系統(tǒng)可以隨 時(shí)更新溫濕度傳感器數(shù)目，不影響系統(tǒng)正常工作。
7. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：所述模糊PID算法的任務(wù)包括： 根據(jù)室內(nèi)多溫區(qū)的要求，設(shè)計(jì)出不同的溫度控制函數(shù)； 根據(jù)輸入量，通過(guò)模糊PID控制器設(shè)定的模糊推理，得出PID參數(shù)； 利用其得到的PID參數(shù)和輸入量，計(jì)算出輸出量，將指令發(fā)送給傳動(dòng)裝置，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn) 速、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)葉擺向。
8. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：所述模糊PID算法包括：數(shù)字表示形式 的輸入量轉(zhuǎn)化為通常語(yǔ)言值表示的某一限定碼的序數(shù)，每一個(gè)限定碼表示論域內(nèi)的一個(gè)模 糊子集，并由其隸屬度函數(shù)來(lái)定義。
9. 如權(quán)利要求1所述的溫控系統(tǒng)，其特征在于：所述模糊PID算法包括：根據(jù)不同區(qū)域 選擇不同的模糊化函數(shù)并制定不同的模糊控制規(guī)則。
10. -種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫控方法，首先將多個(gè)溫濕度傳感器安裝在室內(nèi)不同位置， 將一個(gè)溫度控制部件安裝在空調(diào)出風(fēng)口處，所述溫濕度傳感器和溫度控制部件之間通過(guò)通 信協(xié)議無(wú)線連接，構(gòu)成一個(gè)小型傳感器網(wǎng)絡(luò)，啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，該方法還包括如下步驟： a:系統(tǒng)上電，傳感器網(wǎng)絡(luò)完成組網(wǎng)過(guò)程，與溫度控制部件完成連接； b:根據(jù)室內(nèi)設(shè)施擺放情況以及家庭老人、兒童、女性的常坐位置與坐姿習(xí)慣，對(duì)溫度控 制部件進(jìn)行初始化設(shè)置，讓其了解室內(nèi)結(jié)構(gòu)圖，然后輸入不同家庭成員對(duì)于最適宜溫濕度 的需求，即形成一個(gè)多區(qū)域多要求的溫度需求表，使空調(diào)根據(jù)溫度需求進(jìn)行初始化設(shè)置； c:分布在室內(nèi)不同角落的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫濕度傳感器將其采集的溫濕度信息分別發(fā)送 到溫度控制部件，同時(shí)溫度控制部件接收來(lái)自用戶設(shè)定的指令信息，綜合以上信息，溫度控 制部件實(shí)時(shí)改變電機(jī)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速以及風(fēng)葉的擺動(dòng)角度與風(fēng)葉的擺動(dòng)時(shí)間； d:當(dāng)檢測(cè)到室內(nèi)溫濕度已達(dá)到所需要求時(shí)，溫度控制部件暫停工作，溫濕度傳感器仍 連續(xù)不斷傳送室內(nèi)溫濕度信息，當(dāng)室內(nèi)溫度變化較大或用戶進(jìn)行重新設(shè)定時(shí)，溫度控制部 件激活以完成設(shè)定信息； e:通過(guò)連續(xù)不斷地接收來(lái)自溫濕度傳感器的實(shí)時(shí)信息，溫度控制部件做出相應(yīng)的實(shí)時(shí) 調(diào)整，從而達(dá)到對(duì)溫濕度自適應(yīng)控制。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種智能溫控系統(tǒng)，通過(guò)將智能溫控系統(tǒng)安裝在普通空調(diào)內(nèi)部，控制空調(diào)的電機(jī)、壓縮機(jī)與風(fēng)葉，使室內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)溫度區(qū)域，從而滿足家庭成員對(duì)溫度的不同需求，實(shí)現(xiàn)多溫區(qū)、分布式的溫度結(jié)構(gòu)，提供良好的用戶體驗(yàn)。該系統(tǒng)由溫濕度傳感器和溫度控制部件組成，并通過(guò)Zigbee技術(shù)組網(wǎng)，構(gòu)成小型傳感器網(wǎng)絡(luò)。溫濕度傳感器用于采集室內(nèi)溫濕度信息，溫度控制部件將根據(jù)采集到的室內(nèi)當(dāng)前信息與用戶的需求對(duì)比，從而控制空調(diào)制冷來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)區(qū)域多個(gè)溫度。溫度控制部件包括接收裝置、計(jì)算裝置和傳動(dòng)裝置。該系統(tǒng)可直接作用于現(xiàn)有空調(diào)，對(duì)現(xiàn)有空調(diào)不需要做大范圍改動(dòng)，具有良好的兼容性。
【IPC分類】F24F11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104748298
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510054709
【發(fā)明人】劉琚, 趙云龍, 葛菁, 董賢光, 李迅
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日