CN105676806A - 一种环境调控系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动调控系统，尤其是涉及一种环境调控系统及其方法；包括至少一个监测系统、决策控制主机、显示器和执行器，其中所述的监测系统包括传感器，其中传感器用于测量环境参数，并将其获得的测量的参数输入所述决策控制主机；所述的决策控制主机接受所述传感器输入的测量参数，将获得的测量参数与最优的判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，输出与该数据范围对应的结果信息至显示器，并将通过执行器进行环境调控；本发明提供的技术方案适用于对户外环境的监测，实现了低成本高准确性的环境监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动调控系统，尤其是涉及一种环境调控系统及其方法。
背景技术
环境调控装置系统实现了决策支持技术的应用，不同于传统的过程控制理论，本系统通过对海量的生产数据进行挖掘和分析,生成最优化的控制逻辑，通过多维度协同风机、加热机、制冷机、加湿机、除湿机、空气净化等设备，实现对工业、农业等领域的各种生产和工作环境的调控，由于充分应用了通风技术，最大限度地降低空调、加湿机、除湿机、空气净化器等设备的启动频率，缩短启动时间，延长设备的使用寿命，降低能耗，并且可提高室内的空气品质，保证工作人员的身体健康，具有绿色环保的特性。
环境调控装置系统可以大大降低国家和企事业单位在调节生产和工作环境方面的投入，降低能耗，降低对大气环境的污染。
但是当前大部分的研究是做到只考虑温湿度效果的控制。这种控制不考虑或很少考虑受控环境中的物理和生理过程对温湿度的影响，需要人的参与，注重环境因子的精确控制，这是温湿度控制的传统研究领域。温湿度环境的计算机控制通常的控制算法是按照启发方式来设计的，先前我们研究成功的己经投入运行的温湿度自控系统的控制策略就是如此。这种控制算法是通过开启规则来决定加热和通风的，通过单闭环比例控制来实现调节。这种控制方式虽然已经取得了成功，但是从底层的控制器性能来看，它的超调、上升时间、震荡等不能以系统的、更具洞察力的方式来处理;而且这种系统需要用户来定义大量的可调参数，参数设置的不同对能源的消耗、人力资源的使用、和对受控环境产生影响也不同，所以这种控制方式对种植者的依赖性较强。
目前已经出现了结合受控环境中的物理和生理过程的复合控制。只考虑温湿参数的精确控制的控制算法来控制温湿度的调节目前是PDF控制算法和PI控制算法，结果显示出PDF控制算法具有更好的抗扰性能、控制效果。但由于温湿度温湿度的动态特性具有较强的非线性，用传统的技术很难对温湿度建立模型和控制。提出了用模糊控制技术来控制温湿度气候的框架，从上面的分析中可以看出:虽然对温湿度的参数的控制从简单算法的使用到软计算的控制方法的使用，但这种研究的内容主要还是为了找到合适的控制算法达到控制温湿度气候参数的目的，这样的控制策略的研究就是为了控制温湿度气候参数而控制温湿度的气候参数，温湿度气候参数的要求能达到控制的目的，即就是把温湿度气候控制纯粹看作是个过程控制问题来研究的。虽然应用了先进的控制算法，但是控制的目的还是属于过程控制中的被控量的精确控制。
发明内容
为了解决以上的技术问题本发明提供了一种系统采用多级堆叠式监控和管理，通过使用微处理器技术和计算机技术，实现数据的的采集、监视和自动控制，以下是具体技术方案：一种环境调控系统及其方法，包括至少一个监测系统、决策控制主机、显示器和执行器，其中所述的监测系统包括传感器，其中传感器用于测量环境参数，并将其获得的测量的参数输入所述决策控制主机；所述的决策控制主机接受所述传感器输入的测量参数，将获得的测量参数与最优的判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，输出与该数据范围对应的结果信息至显示器，并将通过执行器进行环境调控。
进一步的，所述最优参数判断标准包括第一参数判断标准，该第一参数判断标准对应每一测量参数设置多个第一参数范围，所述结果信息包括与每一个第一参数范围对应的第一处理建议信息。
进一步的，所述参数判断标准包括第二参数判断标准，该第二参数判断标准设置多个条件范围，其中每一条件范围包括对应一个或多个测量参数的第二参数范围，所述结果信息包括与每一条件范围对应的存在问题信息。
进一步的，所述结果信息还包括与所述存在问题信息对应的第二处理建议信息。
进一步的，所述参数判断标准包括第三参数判断标准，该第三参数判断标准对应每一测量参数设置多个参数等级，并对应所有测量参数的参数等级组合形成空气质量级别判断标准，所述结果信息包括与该控制质量级别判断标准的空气质量信息。
进一步的，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器中至少之一。
进一步的，所述的控制器包括电源控制电路、输入电路、中央处理器、存储参数的数据器和输出电路，其中电源控制电路与外部电源连接，输入电路接受所述传感器输入的测量参数，并将其输出至所述中央处理器，该中央处理器将测量参数与最优的参数判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，并获取与该数据范围对应的结果信息，将所述测量参数和相应结果信息送至输出电路，有输出电路输出至所述显示器和执行器。
本发明还提供一种环境调控方法，包括下列步骤：
测量环境参数；
将获得的测量参数与最优参数判断标准及西宁比较，确定所述测量参数的数据范围，获得与该数据范围对应的结果信息；以技术处所属测量参数及获得的结果信息，并通过执行器对环境进行调控以达到最优参数判断标准。
进一步的，所述的参数判断标准包括第一参数判断标准、第二参数判断标准和第三参数判断标准，其中第一参数判断标准对应每一测量参数设置有多个第一参数范围，第二参数判断标准设置有多个条件范围，其中每一个条件范围包括对应一个或多个测量参数的第二参数范围，第三参数判断标准对应每一测量参数设置多个参数等级，并对应所有测量参数的参数等级组合形成空气质量标准判断标准；所述结果信息包括与每一第一参数范围对应的第一处理建议信息、与每一条件范围对应的存在问题信息、与所述存在问题信息对应的第二处理建议信息以及与所述控制质量级别等级判断标准对应的空气质量信息。
进一步的，所述的测量参数包括温度测量参数、湿度测量参数、二氧化碳测量参数、一氧化碳测量参数。
有益效果：决策控制主机高度集成空气调节、工业控制、微电子应用等领域的诸多技术，内置双机热备（HA）技术，DSS-ER核心决策系统，实现了对应用空间的温度、湿度、空气品质等环境指标的恒定控制或区间控制。决策控制主机提供标准的DI/DO和AI/AO，挂接数字量和模拟量输入输出设备，支持TCP/IP协议和RS485协议，挂接联网型设备，可满足多种设备接入和各种组网要求。系统采用模块化设计，通过在系统总线上挂接各种功能模块实现各种功能，便于今后对系统的维护、扩容和升级。
在核心数据库中存放环境测控决策模块群所需的基础数据和决策数据。基础数据包括3部分，分别是温湿度区间数据，焓湿曲线坐标数据，室内外温湿度历史数据（和空气品质历史数据）。决策数据包括自动/定时启停优先级、启停时间数据、允许运行时间数据、历史室内外的空气指标数据，包括温度、湿度、空气品质等。
采用核心数据库支撑，通过强大的工作流驱动环境分析引擎，实现全功能应用，包括标准功能和定制功能。环境分析引擎内置了暖通空调规范标准，具备开放性输入和决策输出，实现对环境的最优化调节。整个工作流程主要包括环境数据获取、环境调控决策、环境调控执行、和数据存储。环境调控决策逻辑中植入了决策数据库，能实现无人干预下的智能调控。环境调控决策同时服从时间控制，包括启停间隔时间阀值要求、工作时间要求等；在人工干预下，可实现环境的定时调控、强制进行调控、强制取消调控等。
具体实施方式
一种环境调控系统及其方法，包括至少一个监测系统、决策控制主机、显示器和执行器，其中所述的监测系统包括传感器，其中传感器用于测量环境参数，并将其获得的测量的参数输入所述决策控制主机；所述的决策控制主机接受所述传感器输入的测量参数，将获得的测量参数与最优的判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，输出与该数据范围对应的结果信息至显示器，并将通过执行器进行环境调控。
进一步的，所述最优参数判断标准包括第一参数判断标准，该第一参数判断标准对应每一测量参数设置多个第一参数范围，所述结果信息包括与每一个第一参数范围对应的第一处理建议信息。
进一步的，所述参数判断标准包括第二参数判断标准，该第二参数判断标准设置多个条件范围，其中每一条件范围包括对应一个或多个测量参数的第二参数范围，所述结果信息包括与每一条件范围对应的存在问题信息。
进一步的，所述结果信息还包括与所述存在问题信息对应的第二处理建议信息。
进一步的，所述参数判断标准包括第三参数判断标准，该第三参数判断标准对应每一测量参数设置多个参数等级，并对应所有测量参数的参数等级组合形成空气质量级别判断标准，所述结果信息包括与该控制质量级别判断标准的空气质量信息。
进一步的，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器中至少之一。
进一步的，所述的控制器包括电源控制电路、输入电路、中央处理器、存储参数的数据器和输出电路，其中电源控制电路与外部电源连接，输入电路接受所述传感器输入的测量参数，并将其输出至所述中央处理器，该中央处理器将测量参数与最优的参数判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，并获取与该数据范围对应的结果信息，将所述测量参数和相应结果信息送至输出电路，有输出电路输出至所述显示器和执行器。
其中决策控制主机包括环境调控决策模块群、中央处理器、联机通信模块、总线IO、数模IO、数据存储模块、时间控制模块、协议转换模块、双机热备模块，其中中央处理器分别与环境调控决策模块、数据存储模块、时间控制模块、协议转换模块、双机热备模块、联机通信模块、总线IO双向联接，决策控制主机采用工作流引擎实现无人干预下的运行。整个工作流程主要包括环境数据获取、环境调控决策、环境调控执行、和数据存储。环境调控决策逻辑中植入了决策数据库，能实现无人干预下的智能调控。环境调控决策同时服从时间控制，包括启停间隔时间阀值要求、工作时间要求等，通过集成空气调节、工业控制、微电子应用等领域的诸多技术，内置双机热备技术，DSS-ER核心决策系统，实现了对应用空间的温度、湿度、空气品质等环境指标的恒定控制或区间控制。决策控制主机提供标准的DI/DO和AI/AO，挂接数字量和模拟量输入输出设备，支持TCP/IP协议和RS485协议，挂接联网型设备，可满足多种设备接入和各种组网要求。系统采用模块化设计，通过在系统总线上挂接各种功能模块实现各种功能，便于今后对系统的维护、扩容和升级，并在在核心数据库中存放环境测控决策模块群所需的基础数据和决策数据。基础数据包括3部分，分别是温湿度区间数据，焓湿曲线坐标数据，室内外温湿度历史数据（和空气品质历史数据）。决策数据包括自动/定时启停优先级、启停时间数据、允许运行时间数据、历史室内外的空气指标数据，包括温度、湿度、空气品质等。
本发明还提供一种环境调控方法，包括下列步骤：
测量环境参数；
将获得的测量参数与最优参数判断标准及分析比较，确定所述测量参数的数据范围，获得与该数据范围对应的结果信息；以技术处所属测量参数及获得的结果信息，并通过执行器对环境进行调控以达到最优参数判断标准。
进一步的，所述的参数判断标准包括第一参数判断标准、第二参数判断标准和第三参数判断标准，其中第一参数判断标准对应每一测量参数设置有多个第一参数范围，第二参数判断标准设置有多个条件范围，其中每一个条件范围包括对应一个或多个测量参数的第二参数范围，第三参数判断标准对应每一测量参数设置多个参数等级，并对应所有测量参数的参数等级组合形成空气质量标准判断标准；所述结果信息包括与每一第一参数范围对应的第一处理建议信息、与每一条件范围对应的存在问题信息、与所述存在问题信息对应的第二处理建议信息以及与所述控制质量级别等级判断标准对应的空气质量信息。
进一步的，所述的测量参数包括温度测量参数、湿度测量参数、二氧化碳测量参数、一氧化碳测量参数。
Claims (10)
1.一种环境调控系统及其方法，其特征在于，包括至少一个监测系统、决策控制主机、显示器和执行器，其中所述的监测系统包括传感器，其中传感器用于测量环境参数，并将其获得的测量的参数输入所述决策控制主机；所述的决策控制主机接受所述传感器输入的测量参数，将获得的测量参数与最优的判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，输出与该数据范围对应的结果信息至显示器，并将通过执行器进行环境调控。
2.根据权利要求所述的一种环境调控系统及其方法，其特征在于，所述最优参数判断标准包括第一参数判断标准，该第一参数判断标准对应每一测量参数设置多个第一参数范围，所述结果信息包括与每一个第一参数范围对应的第一处理建议信息。
3.根据权利要求1所述的一种环境调控系统及其方法，其特征在于，所述参数判断标准包括第二参数判断标准，该第二参数判断标准设置多个条件范围，其中每一条件范围包括对应一个或多个测量参数的第二参数范围，所述结果信息包括与每一条件范围对应的存在问题信息。
4.根据权利要求3所述的一种环境调控系统及其方法，其特征在于，所述结果信息还包括与所述存在问题信息对应的第二处理建议信息。
5.根据权利要求1所属的一种环境调控系统及其方法，其特征在于，所述参数判断标准包括第三参数判断标准，该第三参数判断标准对应每一测量参数设置多个参数等级，并对应所有测量参数的参数等级组合形成空气质量级别判断标准，所述结果信息包括与该控制质量级别判断标准的空气质量信息。
6.根据权利要求1~5之一所述的环境调控系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器中至少之一。
7.根据权利要求1~5之一所述的环境调控系统，其特征在于，所述的控制器包括电源控制电路、输入电路、中央处理器、存储参数的数据器和输出电路，其中电源控制电路与外部电源连接，输入电路接受所述传感器输入的测量参数，并将其输出至所述中央处理器，该中央处理器将测量参数与最优的参数判断标准进行比较，确定所述测量参数的数据范围，并获取与该数据范围对应的结果信息，将所述测量参数和相应结果信息送至输出电路，有输出电路输出至所述显示器和执行器。
8.根据权利要求1所述的一种环境调控方法，其特征在于，包括下列步骤：
测量环境参数；
将获得的测量参数与最优参数判断标准及分析比较，确定所述测量参数的数据范围，获得与该数据范围对应的结果信息；以技术处所属测量参数及获得的结果信息，并通过执行器对环境进行调控以达到最优参数判断标准。
9.根据权利要求8所述的一种环境调控方法，其特征在于，所述的参数判断标准包括第一参数判断标准、第二参数判断标准和第三参数判断标准，其中第一参数判断标准对应每一测量参数设置有多个第一参数范围，第二参数判断标准设置有多个条件范围，其中每一个条件范围包括对应一个或多个测量参数的第二参数范围，第三参数判断标准对应每一测量参数设置多个参数等级，并对应所有测量参数的参数等级组合形成空气质量标准判断标准；所述结果信息包括与每一第一参数范围对应的第一处理建议信息、与每一条件范围对应的存在问题信息、与所述存在问题信息对应的第二处理建议信息以及与所述控制质量级别等级判断标准对应的空气质量信息。
10.根据权利要求9所述的一种环境调控方法，其特征在于，所述的测量参数包括温度测量参数、湿度测量参数、二氧化碳测量参数、一氧化碳测量参数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160615 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |