CN103529771B - 一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，包括：空调系统；调节交互模块，与空调系统电性连接以控制空调系统工作；数据采集模块，采集调控数据，所述数据采集模块与调节交互模块电性连接以将调控数据传送至调节交互模块；实时调控模块，与所述调节交互模块连接以将实时调控信息传送至所述调节交互模块；数据存储模块，与调节交互模块电性连接以通过调节交互模块接收并存储所述调控数据和实时调控信息；数据统计分析模块，与所述调节交互模块电性连接以通过调节交互模块读取并统计分析所述数据存储模块内的调控数据和实时调控信息，确定最佳调控方案。本发明可以智能调控家庭能耗，节约能源；操作简单，调控效率高，开发成本低。

Description

一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统

技术领域

本发明涉及一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统。

背景技术

据统计，中国现有4亿多家庭，家庭耗能在国民耗电总量上占有较大比例，由于现有的家庭能耗智能调控技术成本较高，为了减少家庭能耗，一般的家庭只是使用某种节能电器（如节能冰箱），无法做到从整体上对整个家庭的耗能进行有效管理和调控，全国家庭每年浪费数以亿计的宝贵电能，这样既增加了家庭的用电消费，又降低了能源的利用效率。因此，当前提出一种低成本的有效管理调控家庭能耗的节能方案，更显得迫在眉睫。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，可以智能调控家庭能耗，节约能源；操作简单，调控效率高，开发成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，包括：

空调系统，调控室内温度、湿度；

调节交互模块，与空调系统电性连接以控制空调系统工作；

数据采集模块，采集调控数据，所述调控数据包括实时采集数据和非实时采集数据，所述数据采集模块与调节交互模块电性连接以将调控数据传送至调节交互模块；

实时调控模块，与所述调节交互模块连接以将实时调控信息传送至所述调节交互模块；

数据存储模块，与调节交互模块电性连接以通过调节交互模块接收并存储所述调控数据和实时调控信息；

数据统计分析模块，与所述调节交互模块电性连接以通过调节交互模块读取并统计分析所述数据存储模块内的调控数据和实时调控信息，确定最佳调控方案，并将最佳调控方案传送至所述调节交互模块处理。

在本发明一个较佳实施例中，所述空调系统的工作模式包括制冷模式、制热模式、除湿模式和送风模式。

在本发明一个较佳实施例中，所述调节交互模块包括微处理器。

在本发明一个较佳实施例中，所述数据采集模块包括温度感应模块、湿度感应模块、光线感应模块、振动感应模块和网络采集模块，所述网络采集模块与互联网连接以下载历史耗电信息和天气预报信息。

在本发明一个较佳实施例中，所述实时采集数据包括温度、湿度、光线和振动数据，所述非实时采集数据包括耗电数据和天气数据。

在本发明一个较佳实施例中，所述实时调控模块包括远程调控终端和室内实时调控模块，所述远程调控终端与所述调节交互模块无线连接，所述室内实时调控模块与所述调节交互模块电性连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述远程调控终端为个人计算机、平板电脑或手机。

在本发明一个较佳实施例中，所述数据统计分析模块包括太阳位置分析模块、热峰值分析模块、耗电高峰分析模块、生活规律分析模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述数据统计分析模块依据所述调控数据和实时调控信息得出统计数据，同时提取实时采集数据，将实时采集数据和统计数据进行数学运算分析，得出最佳调控方案。

在本发明一个较佳实施例中，所述统计数据包括太阳位置记录表、热峰值记录表、耗电高峰记录表和生活规律记录表。

本发明的有益效果是：本发明可以智能调控家庭能耗，节约能源；操作简单，调控效率高，开发成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明一较佳实施例的结构框图；

图2是本发明所述数据采集模块的结构框图；

图3是本发明所述实施例一的流程示意图；

图4是本发明所述实施例二的流程示意图；

图5是本发明所述实施例三的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本发明公开一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，包括：

空调系统，所述空调系统的工作模式包括制冷模式、制热模式、除湿模式和送风模式，所述空调系统可以为中央空调系统，也可以为普通的空调系统；

调节交互模块，与空调系统电性连接以控制空调系统工作，所述调节交互模块包括微处理器，所述调节交互模块为家庭智能能耗调节系统调节器；

数据采集模块，采集调控数据，所述调控数据包括实时采集数据和非实时采集数据，所述数据采集模块与调节交互模块电性连接以将调控数据传送至调节交互模块；

实时调控模块，包括远程调控终端和室内实时调控模块，所述远程调控终端与所述调节交互模块无线连接，所述室内实时调控模块与所述调节交互模块电性连接，这种连接方式能够将实时调控信息传送至所述调节交互模块，实时手动调控空调系统；

数据存储模块，与调节交互模块电性连接以通过调节交互模块接收并存储所述调控数据和实时调控信息，所述数据存储模块为一个实时数据库；

数据统计分析模块，与所述调节交互模块电性连接以通过调节交互模块读取并统计分析所述数据存储模块内的调控数据和实时调控信息，确定最佳调控方案，并将最佳调控方案传送至所述调节交互模块处理。

其中，所述数据采集模块包括温度感应模块、湿度感应模块、光线感应模块、振动感应模块和网络采集模块。温度感应模块包括温度感应器，湿度感应模块包括湿度感应器，光线感应模块包括光强感应器，振动感应模块包括振动感应器。所述网络采集模块与互联网连接以下载历史耗电信息和天气预报信息。所述实时采集数据包括温度、湿度、光线和振动数据，所述非实时采集数据包括耗电数据和天气数据。所述远程调控终端为个人计算机、平板电脑或手机。

本发明所述数据统计分析模块包括太阳位置分析模块、热峰值分析模块、耗电高峰分析模块、生活规律分析模块。所述数据统计分析模块依据所述调控数据和实时调控信息得出统计数据，同时提取实时采集数据，将实时采集数据和统计数据进行数学运算分析，得出最佳调控方案。所述统计数据包括太阳位置记录表、热峰值记录表、耗电高峰记录表和生活规律记录表。

在本发明中，所述家庭智能能耗调控系统的调控方式可依据不同的实际情况设置成多种，不同的调控方式设置的室内温度、湿度不同，一般主要包括以下几种情况：

调控方式一：人在家，宠物不在家；

调控方式二：人不在家，宠物在家；

调控方式三：人和宠物均在家；

调控方式四：人和宠物均不在家。

人和宠物是否在家主要依据以下方法判断：不同的振动会产生不同的振动数据，由于人和动物活动以及自然环境产生的振动时间、振动频率和振动强度有一定差异，因此，只要检测出振动的持续时间、频率和强度即可判断出振动的产生来源。所述数据统计分析模块读取数据存储模块中的振动数据后，经过一定的数学算法可以得出该次振动的持续时间、频率和强度，从而判断该次振动是人、宠物还是环境产生。

本发明包括以下三个实施例：

实施例一：

如图3所示，空调系统处于制冷模式，设置一个特定的室内温度值T，当温度感应模块感应到室温高于温度值T时，空调系统持续制冷；当温度感应模块感应到室温低于温度值T时，所述调节交互模块控制空调系统从制冷模式转换成送风模式，空调系统的制冷供热系统关闭，只有风扇工作，且风扇的工作时间可以人为设定。

本实施例以家中无宠物的情况为例，所述家庭智能能耗调控系统的调控方式只针对人在家和人不在家这两种情况而言。在具体应用时，为空调系统设置一个固定开启的时间段，本实施例中设置的时间段为18:00-6:00，若当前时间位于该时间段内，本发明所述家庭智能能耗调控系统默认室内有人活动；若当前时间不在该时间段内，所述家庭智能能耗调控系统依据上述方法判断人是否在家，若人在家则空调系统保持正常调节模式，若无人在家，则控制空调系统关闭制冷供热系统。设置固定开启的时间段，是为了防止人在家休息时，活动较少，振动感应模块感应不到人的存在，而导致空调系统工作的状态是针对人不在家时设置的状态。

为空调系统设置人在家时的最佳湿度和人不在家时的最佳湿度，在本实施例中，设置人在家时的最佳湿度为75%，人不在家时的最佳湿度为50%，所述调节交互模块同时获取振动感应模块和湿度感应模块的感应信息，确定人是否在家和室内湿度，若人在家且湿度大于75%，所述调节交互模块使空调系统处于除湿模式；若人不在家且湿度大于50%，所述调节交互模块也使空调系统处于除湿模式，降低空气湿度。

实施例二：

如图4所示，所述调节交互模块获取耗电高峰记录表和生活规律记录表，若耗电高峰记录表和生活规律记录表中显示，在一定的时间段，家庭能耗较高，而在该时间段，家庭所在的地区正处于耗电高峰期，电能供应不足，所述调节交互模块可以使空调系统在耗电高峰期到来之前打开。例如很多家庭一般会在20:00-21:00同时使用空调、洗衣机、热水器、电视机、电脑等电器，耗电较大，电力系统难以供应，所述调节交互模块可以使空调系统在20:00之前工作，提前将室温调整到适合人活动的环境。

实施例三：

如图5所示，本发明通过内置光线感应模块跟踪太阳位置，通过温度感应器探测感应热峰值。经过一段时间，采集到足够量的数据，存入到数据存储模块中，作为历史存储数据，用于统计下一批太阳位置记录表和热峰值记录表。同时，家庭智能能耗调控系统实时接收温度感应器、湿度感应器和光线感应器感应到的实时数据。

当感应器处于阳光直射状态时，感应器的测量结果不准确，因此，当感应器检测到的数据为异常数据，与太阳位置记录表和热峰值记录表中显示的历史规律数据相差较大时，家庭智能能耗调控系统判断此时正处于阳光直射状态，该异常数据无效，当前以太阳位置记录表和热峰值记录表为准来自动调节空调系统。

综上所述，本发明所述家庭智能能耗调控系统在安装使用一段时间后，能够对人的生活规律和用电高峰时间进行数据分析，总结出规律，针对规律，做出最适合此家庭的能耗调控方案；能够跟踪太阳位置，排除异常数据，提高统计用数据的准确性，提升调控效果；能够实时检测当前实时环境数据，依据实时环境数据做相应调整；可以近距离或远程人为调控，将手动和自动结合，使用更方便智能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，包括：

空调系统，调控室内温度、湿度；

调节交互模块，与空调系统电性连接以控制空调系统工作；

数据采集模块，采集调控数据，所述调控数据包括实时采集数据和非实时采集数据，所述数据采集模块与调节交互模块电性连接以将调控数据传送至调节交互模块；

实时调控模块，与所述调节交互模块连接以将实时调控信息传送至所述调节交互模块；所述实时调控模块包括远程调控终端和室内实时调控模块，所述远程调控终端与所述调节交互模块无线连接，所述室内实时调控模块与所述调节交互模块电性连接；

数据存储模块，与调节交互模块电性连接以通过调节交互模块接收并存储所述调控数据和实时调控信息；

数据统计分析模块，与所述调节交互模块电性连接以通过调节交互模块读取并统计分析所述数据存储模块内的调控数据和实时调控信息，确定最佳调控方案，并将最佳调控方案传送至所述调节交互模块处理；

所述数据统计分析模块包括太阳位置分析模块、热峰值分析模块、耗电高峰分析模块、生活规律分析模块；

所述数据统计分析模块依据所述调控数据和实时调控信息得出统计数据，同时提取实时采集数据，将实时采集数据和统计数据进行数学运算分析，得出最佳调控方案。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，所述空调系统的工作模式包括制冷模式、制热模式、除湿模式和送风模式。

3.根据权利要求1所述的基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，所述调节交互模块包括微处理器。

4.根据权利要求1所述的基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，所述数据采集模块包括温度感应模块、湿度感应模块、光线感应模块、振动感应模块和网络采集模块，所述网络采集模块与互联网连接以下载历史耗电信息和天气预报信息。

5.根据权利要求4所述的基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，所述实时采集数据包括温度、湿度、光线和振动数据，所述非实时采集数据包括耗电数据和天气数据。

6.根据权利要求1所述的基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，所述远程调控终端为个人计算机、平板电脑或手机。

7.根据权利要求1所述的基于数据分析的家庭智能能耗调控系统，其特征在于，所述统计数据包括太阳位置记录表、热峰值记录表、耗电高峰记录表和生活规律记录表。