CN101126926B - 一种楼宇智控环保节能系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼宇智控环保节能系统，包括信息采集模块、电源模块、数据处理模块、控制模块和存储器模块，信息采集模块主要由信息收集系统构成，包括设置在楼宇的各个便于监测位置的红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表，数据处理模块主要由信息处理系统构成，包括设置在楼宇管理处的可编程控制器和单片机，控制模块主要由远程控制系统构成，包括计算机、数据库、远程控制终端、转换器和计算机管理软件，远程控制终端设置在楼宇内相关设备的开关线路上，各种传感器与可编程控制器或者单片机连接。该系统技术成熟的，可无限复制利用，能降低人为的资源浪费，可提高现有资源的使用效率。

Description

一种楼宇智控环保节能系统及其控制方法

所属领域

本发明涉及一种自动控制系统，具体涉及一种包含宾馆、写字楼、厂房在内的楼宇环保节能控制系统。

背景技术

随着经济的发展，自然资源日趋紧张，这是全人类共同面临的严重问题。各个国家在不断寻找新的替代资源的同时，也积极致力于开发新技术，降低现有资源消耗水平。建筑物内的自然资源消耗，主要由水、电两部分构成。在水方面，给排水设备厂家开发了诸多新产品来实现节水功能，如节水型水龙头，节水型马桶等；在电方面，节能灯取代传统灯泡，空调采用变频驱动等技术。这些技术改进，都在一定程度上，减少了资源的浪费，提高了资源的使用效率。

一些水电用量很大的建造物，如宾馆、办公楼、厂房内，采用了上述的技术改进，在水电设备层面上，的确起到了降耗的效果。但是，这些技术改进，却很难杜绝人为的浪费。有一些新产品(如感应式水龙头)能在一定程度上做到减少人为浪费，但毕竟是独立的产品，没有构成系统。故收效不是很大。

在现有的楼宇环保节能领域。各个厂家不遗余力，开发自己的节能产品，但各个不同的产品，并不能有机的结合成一个系统，更无从谈起控制减少人为浪费。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述不足，提供一种技术成熟的，可无限复制利用的新型楼宇环保节能系统，使用该系统后，可降低人为的资源浪费，可提高现有资源的使用效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种楼宇智控环保节能系统，包括信息采集模块、电源模块、数据处理模块、控制模块和存储器模块，其特征在于，信息采集模块主要包括设置在楼宇的各个便于监测位置的红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表；所述数据处理模块主要包括设置在楼宇管理处的可编程控制器和单片机或者总线系统；所述控制模块主要包括计算机、数据库、远程控制终端、转换器和计算机管理软件，所述远程控制终端设置在楼宇内相关设备的开关线路上；所述红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表与可编程控制器或者单片机连接。

一种楼宇智控环保节能系统的控制方法，该楼宇智控环保节能系统包括信息采集模块、电源模块、数据处理模块、控制模块和存储器模块，所述信息采集模块主要包括设置在楼宇的各个便于监测位置的红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表；所述数据处理模块主要包括设置在楼宇管理处的可编程控制器和单片机或者总线系统；所述控制模块主要包括计算机、数据库、远程控制终端、转换器和计算机管理软件，所述远程控制终端设置在楼宇内相关设备的开关线路上；所述红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表与可编程控制器或者单片机连接，其特征在于，所述楼宇智控环保节能系统的控制方法包括如下步骤：所述红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表将采集到的各子区域单位时间内的水电实时用量，可回收污水量等信息分别输入可编程处理器；可编程处理器根据既定的程序输出控制信号，对整个系统所控制的各种设备进行启停操作和设置相关设备的运行参数；可编程处理器通过网络、转换器与所述计算机连接，提交采集到的各种信息及系统中各个设备当前的运行状态，并由计算机保存于所述数据库中；所述计算机管理软件将所述可编程处理器提交的信息进行分析处理，并根据实际需要来决定是否干预可编程处理器的数据采集和设备控制工作。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，红外传感器的信息输入所述可编程处理器中，可编程处理器将该红外传感器的信息通过网络传输给所述计算机，由所述计算机判断是否停止某些设备的工作，并将设备开闭信息传输给所述可编程处理器，由可编程处理器控制远程控制终端是否开启或关闭设备运行。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，声光传感器将采集到的环境亮度信息输入所述可编程处理器中，红外传感器将是否有人信息输入所述可编程处理器中，可编程处理器将该环境亮度信息和是否有人信息组成的综合信息通过网络输给所述计算机，由计算机判断是否启动照明系统，并将设备开闭信息传输给所述可编程处理器，由可编程处理器控制远程控制终端是否开启或关闭设备运行。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，温度传感器将温度传感器采集到的信息输入所述可编程处理器中，可编程处理器根据外界气温和湿度决定启停公共区域空调系统相应功能。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，所述可编程处理器可与楼顶太阳能热水器等设备连接，控制设备的开闭，将建造物自身可获得太阳能、地热等资源的进行收集，并加以利用。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，所述可编程可与污水处理技术设备和水泵连接，根据污水量和处理量，来控制污水是流向污水处理系统还是直接排放，处理后的污水达到标准后，由远程控制终端控制水泵，将水送到楼顶专用水箱中，供冲洗厕所、花木灌溉等使用，再次产生的污水，由远程控制终端控制直接排入城市污水管网。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，由可编程控制器或者单片机接收传感器采集的信息判断有无人存在，并根据既定程序输出信号控制连接设备的启停；由可编程控制器或者单片机接收数字水电表采集的信息，并与有无人的不同情况下的基准水电用量数据做比较，判断连接设备的运行状态。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，所述可编程处理器可通过连接的数字水表和数字电表等设备上的声光传感器和红外传感器，采集到各个区域的独立的水电用量，并可根据该区域的有人存在和无人存在的不同情况，判断该区域内的水电设备是否处于正常运行状态。

按照本发明所提供的楼宇智控环保节能系统，其特征在于，采用了TCP/IP网络协议平台，有效提高了运行效率。

本发明提供的楼宇智控环保节能控制系统是一种技术成熟的，可无限复制利用的，新型楼宇环保节能系统。使用该系统后，可降低人为的资源浪费，可提高现有资源的使用效率。

具体实施方式

将楼宇划分为公共区域和私密区域。并在其下，根据楼层、房间等客观条件划分子区域。提供一种楼宇智控环保节能控制系统，其特征在于，包括信息采集模块，数据处理模块，控制模块；所述信息采集模块包括红外传感器，温度传感器、压力传感器，声光传感器和数字水电表等；数据处理模块包括可编程控制器(PLC)，所述控制模块包括计算机，数据库，计算机管理软件；具体连接方式为：以所述可编程控制器(PLC)为核心，所述红外传感器、压力传感、声光传感器等设备与所述PLC连接并将采集到的各子区域单位时间内的水电实时用量，可回收污水量、室外气温、湿度等信息分别输入PLC，PLC根据既定的程序输出控制信号，对系统所控制的各种设备进行启停操作和设置相关设备的运行参数，PLC通过网络与所述计算机连接，提交采集到的各种信息及系统中各个设备当前的运行状态，并由计算机保存于所述数据库中；所述计算机管理软件将所述PLC提交的信息进行分析处理，并根据实际需要来决定是否干预PLC的数据采集和设备控制工作。人体传感器的信号输入所述PLC中，PLC将该信息通过网络传输给所述计算机，由所述计算机管理软件判断是否停止某些设备的工作，并将设备开闭信息传输给所述PLC，由PLC控制。

公共区域和私密区域的有人无人状态的确认。

每个子区域是否有人存在，是部分设备启停的关键参数。本系统采取用PLC连接红外感应、压力传感、声光感应等设备，来采集信息以判断该子区域是否有人。公共区域和私密区域的各子区域的水电用量的实时监控。在各子区域分别安装支持网络传输的水表和电表。可实时采集到每个区域的用水量和用电量。根据该区域的设备的运行状态和有无人等信息，可得出该区域设备是否处于正常状态。如，在无人的私密子区域，有持续的用水量，可以怀疑有水设备发生故障，或者该区域的人体感应设备故障。同时这些单位时间内的水电用量，将被记录在数据库中，做为该区域水电用量责任人的工作成绩考核指标。

公共区域的不受外界条件影响其运行的设备的启停。

PLC根据当前采集到的信息，由程序控制输出，决定设备的启动、关闭。如定时启停广播系统；定时启动换新风系统等。公共区域的受外界条件影响其运行的设备的启停及参数设定，

PLC根据外界气温和湿度决定启停公共区域空调系统相应功能，根据是否有人、以及环境亮度判断启动照片系统等。

私密区域的不受外界条件影响其运行的设备的启停，如换新风系统私密区域的受外界条件影响其运行的设备的启停及参数设定，PLC根据子区域是否有人，决定是否启停某些设备。无人时关闭照明设备。有人且进入睡眠模式时，调整空调工作参数等。

再生资源的自动控制生产与使用。

建筑物内安装两套给排水系统。自来水给水供洗漱沐浴用，排水系统收集此生活污水，使用人工湿地或者其他技术设备处理污水。由于每种污水处理技术的单位时间污水处理能力都是有限的，故PLC将根据污水量和处理量，来自动控制污水是流向污水处理系统还是直接排放。处理后的污水达到准后，由PLC控制水泵，将水送到楼顶专用水箱中，供第二套给水系统使用，第二套给水系统为厕所冲洗、花木灌溉等使用，再次产生的污水，直接排入城市污水管网。

太阳能的采集和使用，也以同样原理，由PLC来控制，使整个过程自动化、参与运行的设备工作状态最优化。

其他的再生能源的采集、生产和使用，均同理。

针对宾馆：

1、将酒店的每间客房分为一个私密子区域，将酒店楼层走道、大厅等分为公共子区域。

2、客房、卫生间取电子系统：传统客房取电无法彻底杜绝人离开房间，电器设备依然运转的状况。系统采用红外感应等设备联动，并通过严谨的逻辑算法，可以准确地判断出房内(卫生间)是否有人，以此来确定系统对该房间是送电还是断电。同时由于取消了插卡取电，给客人更加方便的感觉。

3、酒店主要能耗设备，空调的节能控制：在空调上增加了控制接口，使之无缝集成进了本系统。客房空调，可以在客人入住登记并确定房号时，即自动开启，给客人贴心服务的感受。当客房无人时，自动关闭。当客人入睡时(红外感应和逻辑算法确定)，自动切换到睡眠模式，客人醒来后，自动切换回客人原先设定的模式。公区空调启动以及工作模式的设定，均由系统自动控制来完成。空调运行所需参数，如室外温度、湿度等，由相应探测设备自动将参数提交给系统。

4、酒店主要能耗设备，电热水器节能控制：利用夜间电网电能富裕时段，自动对热水器进行加热蓄能。并根据以往同期入住率来确定需蓄能空房的冗余量。在客人入住期间，通过采集多组参数，进行分析运算后，确定是否需要补时加热，此举目的在于，在不影响客人舒适性的前提下，尽可能将加热工作拖延到夜间低电价时段进行。

5、酒店主要能耗设备，公区照明的节能控制：将公区分为若干小区域，采用红外感应设备来采集该区域是否需要启动照明设备。

6、酒店主要能耗设备，新风换气系统节能控制：客房排风系统，不受客房取电系统控制。系统会根据不同条件，来确定换气扇的工作量。当到达预定换气量后，系统自动关闭该设备。

7、变压器优化负载控制：公区负载均衡很容易实现，客房设备负载均衡有一定难度，采取如下设计，在客人入住登记进行客房分配时，系统根据多组逻辑算法，确定可售空房排序，参考的指标有楼层高度、当前可售房中蓄水温度等多项指标，最重要的指标之一，就是确保负载均衡。为确保变压器长时间处于最优负载状态，系统在启动如热水器蓄能等工作时，会自动计算总负载，并根据当前情况和余下的任务量，来确定各个设备的启动顺序和工作时间。

8、客房水电用量监测子系统功能：在每个客房安装数字水表和电表，可以自动在客人入住和离店时，统计出该房间的用水用电量；同时还可对于处于其他各种房态下的该房的水电用量，进行统计，如清洁房的水电用量、维修房的水电用量、空房的水电用量，都在系统记录当中，可实现考核各房态下的水电用量；检测各能耗设备是否正常运行，如空房状态下有用水，则说明有设备故障，如马桶漏水，系统会立即报警。在系统数据与楼层表数据差值，就是该楼层公区能耗。汇总楼层表与酒店总表差值，即是酒店公区的能耗。系统自动对这些数据做分析、统计，以此结果为基础，表彰节能先进、处罚浪费行为、监测并即时制止设备故障造成的浪费。

9、积分子系统：酒店环保节能活动，单靠工作人员努力是远远不够的，在计算机管理软件中，设计了积分系统，旨在吸引旅客参与到这个活动中来。对于凡是未使用酒店提供的免费一次性用品，减少了一次性垃圾排放的旅客，给予积分奖励；对于凡是连续入住超过1日，没有要求更换布草，减少了污水排放的旅客，给予积分奖励，对于入住期间，用水用电量，低于国家标准的旅客，我们给予积分奖励。积分可由旅客自行选择使用方法，如留在帐户中，下次消费时抵用现金；兑换成现金带走，或捐赠给环保基金会等。由于这些统计工作都是计算机辅助实现，所以，和传统模式相比，积分系统仅仅在旅客结帐离店时，会增加20秒的操作时间。

10、布草消毒系统：在楼层布草间安装智控消毒设备，在夜间轮流进行紫外光消毒和臭氧消毒，启动受负载控制子系统联动。要求消毒后达到无菌效果。

Claims (8)

1.一种楼宇智控环保节能系统的控制方法，该楼宇智控环保节能系统包括信息采集模块、电源模块、数据处理模块、控制模块和存储器模块，所述信息采集模块包括设置在楼宇的各个便于监测位置的红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表；所述数据处理模块包括设置在楼宇管理处的可编程控制器和单片机；所述控制模块包括计算机、数据库、远程控制终端、转换器和计算机管理软件；所述远程控制终端设置在楼宇内相关设备的开关线路上；所述红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表与可编程控制器或者单片机连接，其特征在于，所述楼宇智控环保节能系统的控制方法包括如下步骤：所述红外传感器、温度传感器、压力传感器、声光传感器和数字水电表将采集到的各子区域单位时间内的人员存在情况、水电实时用量、可回收污水量，分别输入可编程处理器；可编程处理器根据既定的程序输出控制信号，对整个系统所控制的各种设备进行启停操作和设置相关设备的运行参数；可编程处理器通过网络、转换器与所述计算机连接，提交采集到的各种信息及系统中各个设备当前的运行状态，并由计算机保存于所述数据库中；所述计算机管理软件将所述可编程处理器提交的信息进行分析处理，并根据实际需要来决定是否干预可编程处理器的数据采集和设备控制工作。

2.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，红外传感器的信息输入所述可编程处理器中，可编程处理器将该红外传感器的信息通过网络传输给所述计算机，由所述计算机判断是否停止某些设 备的工作，并将设备开闭信息传输给所述可编程处理器，由可编程处理器控制远程控制终端是否开启或关闭设备运行。

3.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，声光传感器将采集到的环境亮度信息输入所述可编程处理器中，红外传感器将是否有人信息输入所述可编程处理器中，可编程处理器将该环境亮度信息和是否有人信息组成的综合信息通过网络输给所述计算机，由计算机判断是否启动照明系统，并将设备开闭信息传输给所述可编程处理器，由可编程处理器控制远程控制终端是否开启或关闭设备运行。

4.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，温度传感器将温度传感器采集到的信息输入所述可编程处理器中，可编程处理器根据外界气温和湿度决定启停公共区域空调系统相应功能。

5.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，所述可编程处理器可与楼顶太阳能热水器设备连接，控制设备的开闭，将建造物自身可获得太阳能、地热资源的进行收集，并加以利用。

6.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，所述可编程处理器可与污水处理技术设备和水泵连接，根据污水量和处理量，来控制污水是流向污水处理系统还是直接排放，处理后的污水达到标准后，由远程控制终端控制水泵，将水送到楼顶专用水箱中，供冲洗厕所、花木灌溉使用，再次产生的污水，由远程控制终端控制直接排入城市污水管网。

7.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，由可编程控制器或者单片机接收传感器采集的信息判断有无人存在，并根 据既定程序输出信号控制连接设备的启停；由可编程控制器或者单片机接收数字水电表采集的信息，并与有无人的不同情况下的基准水电用量数据做比较，判断连接设备的运行状态。

8.根据权利要求1所述的楼宇智控环保节能系统的控制方法，其特征在于，所述可编程处理器可通过连接的数字水表和数字电表，采集到各个区域的独立的水电用量，并可根据声光传感器和红外传感器采集该区域的有人存在和无人存在的信息，并根据有无人的不同情况下的基准水电用量做参数，判断该区域内的水电设备是否处于正常运行状态，并进一步判断是否需要调整设备运行状况或向系统管理人员报警。