CN105910224B - 基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统及方法。系统包括：用于感应目标空间内是否有人的人体红外传感器；用于感应目标空间实时温度的温度传感器；用于控制空调运行的空调输出控制器；用于用户手动向空调输出控制器输入调节参数的输入装置；用于存储空调历史运行参数及用户手动输入参数的数据存储模块；以及单片机，所述的单片机分别与人体红外传感器、空调输出控制器、温度传感器和数据存储模块相连。本发明的有益效果是可以通过人体检测来控制空调的开关，节约能耗；通过一段时间记录用户使用空调习惯以及客观人体舒适温度来调整空调输出温度，保证了使用者感觉舒适；此外，该系统能够全自动运行，使用方便。

Description

基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统及方法
技术领域
本发明属于物联网领域，具体涉及一种基于环境检测以及自主学习的自适应空调调节系统。
背景技术
如今，智能控制技术全球范围内迅速发展，被应用到包括工业、农业等各个领域之中。作为一种核心与关键部分，智能控制在各种设备、装置或系统之中，扮演着“神经中枢”的作用。在科技与经济迅速发展的今天，智能控制技术被广泛应用到人们日常生活之中已经成为一种普遍现象。
目前，空调基本上已经成为家家必备的电器之一。现有的空调一般均为控制手动通过遥控进行操控，工作模式一般包括制冷模式、制热模式、睡眠模式等，还没有能够自动调节模式、自动开关的空调。人为控制的方式往往具有滞后性、随意性，若是温度调整不及时，很有可能会引起温度过低或过高，导致使用者感觉不适等结果。并且，现有的恒温控制系统仅仅通过不断的调整温度使得温度达到设定值，无法自适应的开关，若是出现了使用者离开时忘记关闭空调的情况，则能源会有较大的浪费。
现有的自适应空调调控系统大致基于温度检测来实现。仅仅通过温度检测来调控温度至设定值忽略了用户的个体差异性与时空差异性，无法根据使用者的个人习惯、不同时间段等因素进行自主调整，容易引起使用者的不舒适。
发明内容
为了克服现有控制自适应控制技术不能根据用户个人习惯进行自主调整的不足，本发明 提供一种自适应空调调控系统，该系统不仅能够根据环境温度进行空调温度调控，还能学习记忆用户的使用习惯，记录使用者设定温度习惯，在不同时间段自主改变工作温度与工作模式，完全不需要用户手动设定，并采用人体红外传感器进行人体检测，在未检测到人体时自动关闭空调，有效减少能源损耗。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统，包括：
用于感应目标空间内是否有人的人体红外传感器；
用于感应目标空间实时温度的温度传感器；
用于控制空调运行的空调输出控制器；
用于用户手动向空调输出控制器输入调节参数的输入装置；
用于存储空调历史运行参数及用户手动输入参数的数据存储模块；
以及单片机，所述的单片机分别与人体红外传感器、空调输出控制器、温度传感器和数据存储模块相连。
作为优选，所述的输入装置为遥控器。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述的系统的基于环境检测与自主学习的自适应空调调节方法，步骤如下：
首先，由用户手动通过输入装置控制空调的运行；同时利用单片机和数据存储模块不断对空调运行数据进行记录，包括每天不同时间段空调的温度、工作模式、开关情况设定情况；
当空调运行数据存储至预设量时，利用人体红外传感器感应目标空间内是否有人，若未检测到人体，则关闭空调；若检测到人体，则打开空调，并设定工作温度，设定工作温度通过如下步骤：若用户手动设定了空调工作温度，则将用户设定温度作为实际工作温度设定值，并继续将空调运行数据存储至数据存储模块；若用户手动未设定空调工作温度，则根据数据存储模块中预存储的该时段用户习惯设定温度和客观适宜人体的温度两者的平均值作为实际空调工作温度设定值。
作为优选，所述的客观适宜人体的温度为人体感到舒适的温度。进一步优选为24—27℃。
本发明的有益效果是可以通过人体检测来控制空调的开关，节约能耗；通过一段时间记录用户使用空调习惯以及客观人体舒适温度来调整空调输出温度，保证了使用者感觉舒适；此外，该系统能够全自动运行，使用方便。
附图说明
图1是基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统的系统结构图。
图2是基于环境检测与自主学习的自适应空调调节方法的工作流程图。
图3是本发明根据设定温度值调节输出温度的流程图。
图中：人体红外传感器1、空调输出控制器2、温度传感器3、单片机4、数据存储模块5和输入装置6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1所示，基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统，包括：用于感应目标空间内是否有人的人体红外传感器1；用于感应目标空间实时温度的温度传感器3；用于控制空调运行的空调输出控制器2；用于用户手动向空调输出控制器2输入调节参数的输入装置6；用于存储空调历史运行参数及用户手动输入参数的数据存储模块5；以及单片机4，所述的单片机4分别与人体红外传感器1、空调输出控制器2、温度传感器3和数据存储模块5相连。输入装置6可为案件或者遥控器，考虑到使用方便，可采用遥控器形式。
空调输出控制器接收来自用户设定、人体红外传感器、温度传感器的室温输入，由这三者温度共同确定温度输出情况。并且系统在运行过程中会将用户设定相关信息存储到数据存储模块中，以供以后调节温度时数据读取，作为用户习惯温度设定值的记录。其中控制器由单片机来完成。
如图2所示，一种使用所述的系统的基于环境检测与自主学习的自适应空调调节方法，步骤如下：
首先，由用户手动通过输入装置6控制空调的运行；同时利用单片机4和数据存储模块5不断对空调运行数据进行记录，包括每天不同时间段空调的温度、工作模式、开关情况设定情况；
在记忆长度达到一定值之后系统正式开始运行，之后将会半自动化的调控空调。首先，利用人体红外传感器1感应目标空间内是否有人，若未检测到人体，则关闭空调，以节省能源消耗。若检测到人体，则打开空调，并设定工作温度，设定工作温度通过如下步骤：若用户手动设定了空调工作温度，则将用户设定温度作为实际工作温度设定值，并继续将空调运行数据存储至数据存储模块5；若用户手动未设定空调工作温度，则根据数据存储模块5中预存储的该时段用户习惯设定温度和客观适宜人体的温度两者的平均值作为实际空调工作温度设定值。客观适宜人体的温度为人体感到舒适的温度，优选为为24—27℃。以此种方式设定的温度值既是客观适宜人体温度的，同时又考虑到了个体差异性，因为其中含有用户习惯的温度值。该控制过程使用单片机完成。
如图3所示，在根据温度设定值来调控空调输出温度时，采用闭环PI控制器。其具体过程为：温度传感器3采集当前温度与设定温度相比较，并通过其误差值输入到PI控制器，输出值作为空调输出的温度
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于环境检测与自主学习的自适应空调调节系统的自适应空调调节方法，包括：用于感应目标空间内是否有人的人体红外传感器；用于感应目标空间实时温度的温度传感器；用于控制空调运行的空调输出控制器；用于用户手动向空调输出控制器输入调节参数的输入装置；用于存储空调历史运行参数及用户手动输入参数的数据存储模块；以及单片机，所述的单片机分别与人体红外传感器、空调输出控制器、温度传感器和数据存储模块相连,所述的输入装置为遥控器；
其特征在于，步骤如下：
首先，由用户手动通过输入装置控制空调的运行；同时利用单片机和数据存储模块不断对空调运行数据进行记录，包括每天不同时间段空调的温度、工作模式、开关情况设定情况；
当空调运行数据存储至预设量时，利用人体红外传感器感应目标空间内是否有人，若未检测到人体，则关闭空调；若检测到人体，则打开空调，并设定工作温度，设定工作温度通过如下步骤：若用户手动设定了空调工作温度，则将用户设定温度作为实际工作温度设定值，并继续将空调运行数据存储至数据存储模块；若用户手动未设定空调工作温度，则根据数据存储模块中预存储的该时段用户习惯设定温度和客观适宜人体的温度两者的平均值作为实际空调工作温度设定值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的客观适宜人体的温度为人体感到舒适的温度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的客观适宜人体的温度为24—27℃。
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