CN109340886A - 一种基于mqtt的暖气温度自动调节方法及系统 - Google Patents

一种基于mqtt的暖气温度自动调节方法及系统 Download PDF

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赵靖
吴卓霏
王延斌
李志娟
马晨瑞
李汀榕
唐彦昭
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating

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Abstract

本发明设计了一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法及系统，属于分布式信息采集与控制技术领域。针对现有室内取暖设备无法根据个人喜好提供个性化的室内温度定制功能，提供一种调节传统暖气管道流量的温度控制系统。采用mqtt协议使用户可对室内多个流量调节阀门同时进行设定，每个流量调节模块可订阅若干个室内位置的温度信息，并通过温度调节算法将目标温度与平均温度进行比较并对流量调节阀的开口大小进行控制，实现个性化的室内温度定制功能。

Description

一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法及系统
技术领域
本发明属于分布式信息采集与控制技术领域，主要应用于室内供暖系统的实时温度调节，具体涉及一种暖气温度自动调节方法及系统。
背景技术
在目前的智能家居时代，很多家用物品都在向着智能化和个性化定制不断演进，而暖气作为目前全国使用量最多的传统取暖工具，却往往缺乏一定的智能性。在暖气的使用过程中，往往存在着室内制热过高或不足的问题，不能根据人们实际需求自主地进行调整，在使用过程中存在着诸多的不便。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于MQTT的暖气温度自动调剂方法及系统，实现针对用户的不同需求进行相应调整，达到个性化调节温度的目的。
本发明的技术方案：
一种基于MQTT的暖气温度自动调节系统，包括温度采集模块、服务端模块、温度调节模块和用户接口模块；
温度采集模块布置于室内各个温度采集点上，用于采集室内相应位置的温度信息，并将温度数据按主题通过MQTT协议发布至服务端模块，其中每个温度采集模块都对应各自的主题；
服务端模块布置于一个主机节点上，用于接收温度采集模块发布的温度数据，同时也接受温度调节模块对相应主题的温度信息的订阅，并将被订阅的温度信息推送至相应的温度调节模块；
温度调节模块布置于室内各暖气设备的管道上，用于接收用户接口模块发送的目标温度信息，同时通过MQTT协议向服务端模块订阅若干个主题的温度信息，即订阅若干个温度采集点上的温度采集模块发布的温度信息，并接收服务端模块发布的相应温度信息，之后通过温度调节算法，根据当前温度和目标温度通过调节阀控制暖气管道中液体的流速；
用户接口模块提供用户接口，用于帮助用户设定温度调节模块对主题温度信息的订阅以及设定目标温度。
一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法，步骤如下：
步骤1、温度采集模块布置于室内各个温度采集点上，用于采集室内相应位置的温度信息，并将温度数据按主题通过MQTT协议发布至服务端模块，其中每个温度采集模块都有自己特定的主题；
步骤2、服务端模块用于接收温度采集模块发布的温度数据，并将其按照不同的主题保存到相应的消息队列中；
步骤3、用户通过用户接口模块对温度调节模块进行设定，包括温度调节模块对主题温度信息的订阅，目标温度等信息；
步骤4、温度调节模块收到用户的指令后，向服务端模块按主题订阅温度信息；
步骤5、服务端模块收到订阅信息后，通过MQTT协议将相应主题消息队列中的温度信息发布给温度调节模块；
步骤6、温度调节模块收到服务端模块发布的温度信息后，以Δt为间隔，周期性地计算当前平均室温并与目标温度进行比较，通过温度调节算法对暖气管道的调节阀进行控制；
步骤6.1计算订阅的各主题下温度Ti(i＝1,2,3…)的平均值：
步骤6.2计算当前平均温度与目标温度Tt的差值：
其中Tb>0为温度波动界限；
步骤6.3根据当前暖气管道中的流量Φc和最大流量Φmax计算调节阀的目标流量Φt，并将当前流向Φc调节到目标流量Φt：
循环执行上述步骤6.1～6.3。
本发明的有益效果：本发明设计的一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法及系统，针对现有室内取暖设备的不足，基于MQTT协议，采集并推送室内各点温度数据，并通过温度调节算法得出暖气调节阀应调整的流量大小，实现了个性化定制室内温度的功能。
附图说明
图1是本发明所设计的一种基于MQTT的暖气温度自动调节系统架构图；
图2是本发明所设计的一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法流程图；
图3是本发明实施例提供的温度调节算法流程图；
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出了本发明设计的一种基于MQTT的暖气温度自动调节系统，该系统具体包括温度采集模块11、服务端模块12、温度调节模块13和用户接口模块14；
室内各个温度采集点上布置温度采集模块11，用于采集室内相应位置的温度信息，并将温度数据按主题通过MQTT协议发布至服务端模块12，其中每个温度采集模块11都有自己特定的主题；
服务端模块12布置于一个主机节点上，用于接收温度采集模块11发布的温度数据，同时也接受温度调节模块13对相应主题的温度信息的订阅，并将被订阅的温度信息推送至相应的温度调节模块13；
温度调节模块13布置于室内各暖气设备的管道上，用于接收用户接口模块14发送的目标温度信息，同时通过MQTT协议向服务端模块12订阅若干个主题的温度信息，即订阅若干个温度采集点上的温度采集模块11发布的温度信息，并接收服务端模块12发布的相应温度信息，之后通过温度调节算法，根据当前温度和目标温度通过调节阀控制暖气管道中液体的流速；
用户接口模块14提供用户接口，用于帮助用户设定温度调节模块13对主题温度信息的订阅以及设定目标温度。
图2示出了本发明所设计的一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法的实现流程，详述如下：
在S201中温度采集模块采集室内相应位置的温度信息，并将温度数据按主题通过MQTT协议发布至服务端模块，其中每个温度采集模块都有自己特定的主题；
在S202中服务端模块用于接收温度采集模块发布的温度数据，并将其按照不同的主题保存到相应的消息队列中；
在S203中用户通过用户接口模块对温度调节模块进行设定，包括温度调节模块对主题温度信息的订阅，目标温度等信息；
在S204中温度调节模块收到用户的指令后，向服务端模块按主题订阅温度信息；
在S205中服务端模块收到订阅信息后，通过MQTT协议将相应主题消息队列中的温度信息发布给温度调节模块；
在S206中温度调节模块收到服务端模块发布的温度信息后，以Δt为间隔，周期性地计算当前平均室温并与目标温度进行比较，通过温度调节算法对暖气管道的调节阀进行控制。
图3示出了本发明实施例提供的温度调节算法流程图，详述如下：
在S301中，计算订阅的各主题下温度Ti(i＝1,2,3…)的平均值：
在S302中，计算当前平均温度与目标温度Tt的差值：
其中Tb>0为温度波动界限；
在S303中，根据当前暖气管道中的流量Φc和最大流量Φmax计算调节阀的目标流量Φt，并将当前流向Φc调节到目标流量Φt:
循环执行上述步骤6.1～6.3。

Claims (2)

1.一种基于MQTT的暖气温度自动调节系统，其特征在于，所述的基于MQTT的暖气温度自动调节系统包括温度采集模块、服务端模块、温度调节模块和用户接口模块；
温度采集模块布置于室内各个温度采集点上，用于采集室内相应位置的温度信息，并将温度数据按主题通过MQTT协议发布至服务端模块，其中每个温度采集模块都对应各自的主题；
服务端模块布置于一个主机节点上，用于接收温度采集模块发布的温度数据，同时也接受温度调节模块对相应主题的温度信息的订阅，并将被订阅的温度信息推送至相应的温度调节模块；
温度调节模块布置于室内各暖气设备的管道上，用于接收用户接口模块发送的目标温度信息，同时通过MQTT协议向服务端模块订阅若干个主题的温度信息，即订阅若干个温度采集点上的温度采集模块发布的温度信息，并接收服务端模块发布的相应温度信息，之后通过温度调节算法，根据当前温度和目标温度通过调节阀控制暖气管道中液体的流速；
用户接口模块提供用户接口，用于帮助用户设定温度调节模块对主题温度信息的订阅以及设定目标温度。
2.一种基于MQTT的暖气温度自动调节方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、温度采集模块布置于室内各个温度采集点上，用于采集室内相应位置的温度信息，并将温度数据按主题通过MQTT协议发布至服务端模块，其中每个温度采集模块都有自己特定的主题；
步骤2、服务端模块用于接收温度采集模块发布的温度数据，并将其按照不同的主题保存到相应的消息队列中；
步骤3、用户通过用户接口模块对温度调节模块进行设定，包括温度调节模块对主题温度信息的订阅和目标温度；
步骤4、温度调节模块收到用户的指令后，向服务端模块按主题订阅温度信息；
步骤5、服务端模块收到订阅信息后，通过MQTT协议将相应主题消息队列中的温度信息发布给温度调节模块；
步骤6、温度调节模块收到服务端模块发布的温度信息后，以Δt为间隔，周期性地计算当前平均室温并与目标温度进行比较，通过温度调节算法对暖气管道的调节阀进行控制；
步骤6.1计算订阅的各主题下温度Ti的平均值：
其中i＝1,2,3…；
步骤6.2计算当前平均温度与目标温度Tt的差值：
其中Tb>0为温度波动界限；
步骤6.3根据当前暖气管道中的流量Φc和最大流量Φmax计算调节阀的目标流量Φt，并将当前流向Φc调节到目标流量Φt：
循环执行上述步骤6.1～6.3。
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