CN108870651A - 基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统与方法，该系统包括温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块、电源模块、系统主板和微处理器单元，微处理器单元分别与系统主板上的数据存储单元、液晶显示单元和信号处理单元相连接，信号处理单元分别与温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计相连接。本发明系统在满足客户的舒适健康需求情况下可以最大限度的节约能源。

Description

基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统与方法

技术领域

本发明涉及空调实时控制技术，尤其涉及一种基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统与方法。

背景技术

在庞大的酒店耗电量中，空调系统占到酒店用电量的40％～50％。而且，目前我国酒店业能源消耗费用平均约占酒店收入的13％左右，空调耗能则占据了此项费用51％的比例。而大多客户在酒店住宿环境下，无节能意识，存在过度调温心理，造成不必要的能源浪费。首先住户进入房间后，会习惯性将空调温度调整至极低或极高值，待达人体产生不适感后，才调整回适宜温度；其次夜晚睡眠状态下，客户无法主动调控温度，空调将保持在一恒定功率消耗点，无法智能调控；而且在空调长时间开启的情况下，空气质量将会变差以及房间将会过于干燥，不利于人体健康。

近年来，我国服务业发展迅速，此类的能源浪费造成了巨大的经济损失，对酒店客房空调进行舒适节能的控制成为当务之急。目前，对酒店客房空调进行控制完全取决于客房用户。由于客房用户存在浪费习惯。同时，夜间空调无法自动调控，不会随不同影响参量而变化，造成能源浪费以及人体不适。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统，包括：

温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块、电源模块、系统主板和微处理器单元，

所述温度传感器，用于采集空调房间温度信号，并将采集的信号传输给系统主板；

所述湿度传感器，用于采集空调房间湿度信号，并将采集的信号传输系统主板；

所述空气质量传感器，用于采集空调房间空气质量信号，并将采集的信号传输系统主板；

黑球温度计，用于采集空调房间平均辐射温度信号，并将采集的信号传输系统主板；

红外接收模块，用于采集空调原遥控器的红外编码并送至系统主板的数据存储单元，当需要控制空调时，主板从数据存储单元调用相应红外编码通过红外发射模块发射红外信号；

电源模块，用于为温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块和系统主板，提供稳定的5V及12V电源；

微处理器单元分别与系统主板上的数据存储单元、液晶显示单元和信号处理单元相连接，信号处理单元分别与温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计相连接。

一种采用上述系统的基于舒适度的酒店客房环境监测调节方法，包括以下步骤：

1)用户在前台登记入住后，系统接收前台工作人员的指令开始工作，为用户提前将室内温度调到舒适区间，若十五分钟内未检测到室内有入住者，空调会自动关闭，等待用户正式入住时再激活系统。

2)用户正式入住后，系统会通过温度传感器、湿度传感器、黑球温度计采集客房环境参量送入微处理器，然后根据系统中的光敏电阻判断系统采用白天模式或是夜间模式；

若为白天模式，系统通过微处理器单元中内置的基于热舒适方程以及PMV公式的控制算法计算出白天最适温度、合适的模式、风速；然后微处理器单元在数据存储单元中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对屋内温度、模式以及风速进行调控，达到节能和舒适的双重标准。如果用户进屋后手动控制空调，第一次改变设定时将维持自动，第二次才会切换为手动。

若为夜间模式，系统通过微处理器单元中内置的基于热舒适方程以及PMV公式的控制算法计算出的夜间最适温度、合适的模式、风速；然后微处理器单元在数据存储单元中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对屋内温度、模式以及风速进行调控，达到节能和舒适的双重标准；

3)如果用户进屋后手动控制空调温度调节，系统第一次收到用户手动温度调节信号后，系统将输出第一温度控制值作为调整温度；由当前温度值决定此时PMV-MTS关系图，将此时MTS＝0且与PMV＝0时对应温度相差最小的温度作为第一温度控制值；

4)若系统第二次收到用户手动温度调节信号，系统将当前温度控制值向用户调节温度调整1度；若系统第三次及三次以上收到用户手动温度调节信号，每次系统将当前温度控制值向用户调节温度调整1度直至系统温度控制值与用户手动调节温度相同；

5)系统处于运行状态时，通过湿度传感器、空气质量传感器采集客房环境参量送入微处理器单元，通过微处理器单元中内置的空气质量判断算法计算判断是否需要开启换气模式，若需要，则微处理器单元在数据存储单元中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对空调换气模式调控，达到节能和舒适的目的。

按上述方案，所述步骤3)中PMV-MTS关系如下：MTS＝0.0472+0.413PMV。

本发明产生的有益效果是：相对于酒店原有的客人手动调温模式，本发明基于人体不同状态下的最适温度算法设计一套酒店客房空调舒适节能控制系统。无需客人参与，在满足客户的舒适健康需求情况下，本发明控制系统可以最大限度的节约能源。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明控制系统中的温控算法的程序流程图；

图3是本发明控制系统中学习型红外接收发射器结构示意图；

图4是本发明控制系统中的白天模式的控制流程图；

图5是本发明控制系统中的夜间模式的控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统，包括：

温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块、电源模块、系统主板和微处理器单元，

所述温度传感器，用于采集空调房间温度信号，并将采集的信号传输给系统主板；

所述湿度传感器，用于采集空调房间湿度信号，并将采集的信号传输系统主板；

所述空气质量传感器，用于采集空调房间空气质量信号，并将采集的信号传输系统主板；

黑球温度计，用于采集空调房间平均辐射温度信号，并将采集的信号传输系统主板；

红外接收模块，用于采集空调原遥控器的红外编码并送至系统主板的数据存储单元，当需要控制空调时，主板从数据存储单元调用相应红外编码通过红外发射模块发射红外信号；该模块的红外接收发射器结构示意图如图3所示；

电源模块，用于为温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块和系统主板，提供稳定的5V及12V电源；

微处理器单元分别与系统主板上的数据存储单元、液晶显示单元和信号处理单元相连接，信号处理单元分别与温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计相连接。

本系统实时/定时采集空调客房温度，湿度以及平均辐射温度，加上预设定的参量值，经过定量计算和定性分析，准确得到最适温度对屋内温度进行调控，选择空调合适的模式和温度设定，实现节能和舒适的双重目的。

采用上述系统的基于舒适度的酒店客房环境监测调节方法，包括以下步骤：

1)酒店空调控制频率学习

将本产品接入电源，按下学习键待绿色指示灯亮后，用空调原本的遥控器对着本发明红外接收头按下某个功能键，当绿灯灭说明学习完毕，红外接收器负责红外信号的接收和放大并解调出TTL电平信号送至微处理器进行处理，微处理器对红外信号频率、红外遥控编码的脉冲宽度进行测量，并原封不动地把发射信号中高、低电平的时间宽度记忆至扩展存储区的指定地址。当要发射红外信号时，从扩展存储区中还原出相应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号，达到学习和发射的目的，从而实现一个本发明与各类型空调兼容控制。

2)酒店客房空调舒适节能控制系统白天模式

如图4，用户在前台登记入住后，预设系统开始工作，为用户提前将室内温度调到舒适区间，若十五分钟内未检测到室内有入住者，空调会自动关闭，等待用户正式入住时再激活系统。用户正式入住后，自动控制系统会通过温度传感器、湿度传感器、黑球温度计采集客房环境参量送入微处理器，通过微处理器中内置的基于热舒适方程以及PMV公式的控制算法计算出的白天最适温度、合适的模式、风速。然后微处理器在存储器中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对屋内温度、模式以及风速进行调控，达到节能和舒适的双重标准。如果用户进屋后手动控制空调，第一次改变设定时将维持自动，第二次才会切换为手动。用户手动调节的温度不直接显示在控制屏上，而显示当前系统算法的输出温度。

3)酒店客房空调舒适节能控制系统夜间模式

如图5，本发明通过自动检测的方式来开启酒店客房空调舒适节能控制系统夜间模式。内部通过单片机核心芯片设置特定的时间范围t1～t2(t1为夜间预开启时间，t2为天亮结束时间)与由光敏电阻组成的光敏开关共同组成夜间舒适节能模式的智能开关。首先判断晚上时间是否到达t1时间，到达t1时间后对房间内的光线进行判断，在房间内熄灯变黑后，判断出房间内光线变暗(不考虑打开电视机的亮度)后，自动将空调切换至夜间舒适节能模式。夜间模式工作之后，通过温度传感器、湿度传感器、黑球温度计采集客房环境参量送入微处理器，通过微处理器中内置的基于热舒适方程以及PMV公式的控制算法计算出的夜间最适温度、合适的模式、风速。(其中，基于热舒适方程可参考“丹麦工业大学Fanger教授提出了描述人体稳态条件下的能量平衡热舒适方程”参考文献：[11]Fanger PO.Thermal comfort:analysis and applications in environmental engineering[M].New York,McGraw-Hill 1972)然后微处理器在存储器中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对屋内温度、模式以及风速进行调控，达到节能和舒适的双重标准。最后判断时间是否到达单片机核心芯片内预设时间t2，到达时间t2后，自动关闭夜间舒适节能模式。

4)换气模式的自动开启

部分客户会感觉一直闷在空调房间不适，需要在开启空调的情况下打开窗户通风换气，这时在另一个层面上造成了对酒店电能的浪费。本发明实时监控酒店客房空气相对湿度以及空气质量，在本发明开启后，通过湿度传感器、空气质量传感器采集客房环境参量送入微处理器，通过微处理器中内置的空气质量判断算法计算判断是否需要开启换气模式。然后微处理器在存储器中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对空调换气模式调控，达到节能和舒适的目的。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于舒适度的酒店客房环境监测调节系统，其特征在于，包括：

温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块、电源模块、系统主板和微处理器单元，

所述温度传感器，用于采集空调房间温度信号，并将采集的信号传输给系统主板；

所述湿度传感器，用于采集空调房间湿度信号，并将采集的信号传输系统主板；

所述空气质量传感器，用于采集空调房间空气质量信号，并将采集的信号传输系统主板；

黑球温度计，用于采集空调房间平均辐射温度信号，并将采集的信号传输系统主板；

红外接收模块，用于采集空调原遥控器的红外编码并送至系统主板的数据存储单元，当需要控制空调时，主板从数据存储单元调用相应红外编码通过红外发射模块发射红外信号；

电源模块，用于为温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计、红外接收发射模块和系统主板，提供稳定的5V及12V电源；

微处理器单元分别与系统主板上的数据存储单元、液晶显示单元和信号处理单元相连接，信号处理单元分别与温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、黑球温度计相连接。

2.一种采用权利要求1所述系统的基于舒适度的酒店客房环境监测调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)用户在前台登记入住后，系统接收前台工作人员的指令开始工作，为用户提前将室内温度调到舒适区间，若十五分钟内未检测到室内有入住者，空调会自动关闭，等待用户正式入住时再激活系统。

2)用户正式入住后，系统会通过温度传感器、湿度传感器、黑球温度计采集客房环境参量送入微处理器，然后根据系统中的光敏电阻判断系统采用白天模式或是夜间模式；

若为白天模式，系统通过微处理器单元中内置的基于热舒适方程以及PMV公式的控制算法计算出白天最适温度、合适的模式、风速；然后微处理器单元在数据存储单元中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对屋内温度、模式以及风速进行调控，达到节能和舒适的双重标准。如果用户进屋后手动控制空调，第一次改变设定时将维持自动，第二次才会切换为手动。

若为夜间模式，系统通过微处理器单元中内置的基于热舒适方程以及PMV公式的控制算法计算出的夜间最适温度、合适的模式、风速；然后微处理器单元在数据存储单元中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对屋内温度、模式以及风速进行调控，达到节能和舒适的双重标准；

3)如果用户进屋后手动控制空调温度调节，系统第一次收到用户手动温度调节信号后，系统将输出第一温度控制值作为调整温度；由当前温度值决定此时PMV-MTS关系图，将此时MTS＝0且与PMV＝0时对应温度相差最小的温度作为第一温度控制值；

4)若系统第二次收到用户手动温度调节信号，系统将当前温度控制值向用户调节温度调整1度；若系统第三次及三次以上收到用户手动温度调节信号，每次系统将当前温度控制值向用户调节温度调整1度直至系统温度控制值与用户手动调节温度相同；

5)系统处于运行状态时，通过湿度传感器、空气质量传感器采集客房环境参量送入微处理器单元，通过微处理器单元中内置的空气质量判断算法计算判断是否需要开启换气模式，若需要，则微处理器单元在数据存储单元中自动查找对应的红外遥控编码，并调制到相应记忆频率的载波信号上，最后，通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号对空调换气模式调控，达到节能和舒适的目的。

3.根据权利要求2所述的基于舒适度的酒店客房环境监测调节方法，其特征在于，所述步骤3)中PMV-MTS关系如下：MTS＝0.0472+0.413PMV。