CN110043949B - 一种互补优化的自供暖智能调控节能系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种互补优化的自供暖智能调控节能系统，包括：多个自供暖智能调控器，其中每个房屋的自供暖系统内设置一个所述自供暖智能调控器，并且多个自供暖智能调控器中的至少一部分加入同一个互补优化小组；同一互补优化小组内的自供暖智能调控器通过物联网进行相互通信，从而在交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度的基础上，生成并相互发送协调控制信息，根据所述协调控制信息对各自所在的自供暖系统的供暖状态进行调控。本发明利用相邻房屋之间的热传导实现互补，达到温度维持和能耗节约方面优化，并且基于实际热量占用比率实现费用的公平分摊；以物联网技术为依托，对现有自供暖系统经过简单的硬件改造即可以实现。

Description

一种互补优化的自供暖智能调控节能系统与方法

技术领域

本发明涉及应用于智能建筑的节能环保技术，具体为一种互补优化的自供暖智能调控节能系统与方法。

背景技术

目前，在我国特别是北方地区，越来越多的新建楼房采用自供暖系统取代原本的集中供暖系统。

自供暖系统包括安装在每家每户的自供暖燃气炉，以及水暖管道和散热片；自供暖燃气炉一般安装在厨房，通过燃烧燃气来加热作为导热介质的水，加热后的导热介质输入水暖管道进行循环，并且通过房间内的散热片来散发热量，提升室内温度。并且，还在房间内安装温度传感器和温度设定器，以及在所述自供暖燃气炉上设置燃烧控制器；温度设定器用于供业主设定室内目标温度，温度传感器感应室内实际温度；燃烧控制器根据室内目标温度和室内实际温度的差值，调节所述自供暖燃气炉的燃烧与熄灭，以及调节燃烧过程中火力的大小。

在自供暖系统下，业主可以自主调节供暖起止时间以及目标温度，具有更广泛的适用性。另外，自供暖系统相比传统的集中供暖模式来说，管道长度明显更短，因而热量散失减小，有利于节能。

但是，自供暖系统的燃料采用单价比较贵的燃气，相比集中供暖经济成本更高，故而业主一般会在家中无人或者白天日照充足的时候关闭自供暖系统，待回家或者晚上再开启。而自供暖从开启到取得25摄氏度左右的室温一般需要40分钟以上，这段时间会影响业主的舒适度；而且从交底温度回升温度过程中，能源消耗也比较大。

对于大多数单元式住宅楼，相邻房屋之间的温度是相互影响的，存在通过互补在温度维持和能耗节约方面进行优化的可能性。但是目前自供暖系统都是分户独立控制的，相互之间没有协调的软硬件机制，而且实际应用中还会涉及到燃气费用分摊的问题，也难以得到解决。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种互补优化的自供暖智能调控节能系统与方法，其能够在物联网通信的基础上，在相邻房屋的自供暖系统之间建立协调控制机制，利用相邻房屋之间的热传导实现互补，达到温度维持和能耗节约方面优化，并且基于实际热量占用比率实现费用的公平分摊。

(二)技术方案

本发明提供一种互补优化的自供暖智能调控节能系统，其特征在于，包括：多个自供暖智能调控器，其中每个房屋的自供暖系统内设置一个所述自供暖智能调控器，并且多个自供暖智能调控器中的至少一部分加入同一个互补优化小组；同一互补优化小组内的自供暖智能调控器通过物联网进行相互通信，从而在交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度的基础上，生成并相互发送协调控制信息，根据所述协调控制信息对各自所在的自供暖系统的供暖状态进行调控。

优选的是，设置在每个房屋内的所述自供暖智能调控器，其与该房屋的自供暖系统的燃烧控制器、温度设定器以及温度传感器具有通信连接，获得温度设定器设定的所述目标温度以及温度传感器感知的所述实际温度，以及对自供暖系统的供暖状态进行调控，即下达调控指令来控制自供暖燃气炉的燃烧、熄灭以及火力大小。

优选的是，在同一个互补优化小组内的各个自供暖智能调控器基于热量计量生成并相互发送费用调配信息，并基于形成共识的费用调配信息对自身的供暖计费进行调整。

优选的是，每个所述自供暖智能调控器包括：供暖时段设定模块、自供暖系统接口、物联网通信模块、互补组织模块、协调控制模块以及热量计量模块；所述供暖时段设定模块用于设定自供暖智能调控器所在的自供暖系统的供暖时段；自供暖系统接口用于使所述自供暖智能调控器与自供暖系统当中的温度设定器、温度传感器以及自供暖燃气炉的燃烧控制器建立通信连接，从而获得用户设定的目标温度，以及当前房屋的实际温度；以及，还通过该接口向自供暖燃气炉的燃烧控制器下达所述调控指令；所述物联网通信模块用于接入覆盖的物联网并按照NB-IOT协议执行通信，从而通过物联网实现自供暖智能调控器与外部的无线通信，包括与其它房屋内的所述自供暖智能调控器通过物联网进行通信，从而在自供暖智能调控器之间展开关于供暖时段、目标温度、实际温度的交换，以及进行协调控制信息和费用调配信息的相互收发；所述互补组织模块用于决定本自供暖智能调控器所加入的互补优化小组；所述协调控制模块用于与同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度，以及生成和交换所述协调控制信息；热量计量模块通过自供暖系统接口，从自供暖系统的燃烧控制器获得每次燃烧供暖的时长和火力数据，进而计量燃烧供暖的产生热量；根据所述产生热量以及对应的费率可以计算供暖费用。

优选的是，所述互补组织模块根据施工方的预选判断自身的自供暖智能调控器属于源节点还是邻节点；进行软件初始化配置的过程中，源节点的互补组织模块向作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块提供物联网地址；以及批准作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块发送的加入互补优化小组的请求后，将本组其它邻节点的物联网地址回传给该发起请求的邻节点；作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块向源节点发送加入互补优化小组的请求。

优选的是，将一定数量的所述自供暖智能调控器配置为一个大组，进而大组内的自供暖智能调控器通过所述互补组织模块实施初始化自组织过程，通过分析彼此之间温度数据的同步变化率，进一步划分为若干个互补优化小组。

优选的是，所述供暖时段设定模块通过智慧家庭的自动感知技术来获取用户在房屋中的居住时段分布，进而将该居住时段列为所述供暖时段。

优选的是，所述协调控制信息对于互补优化小组内的两个或者更多相邻房屋，在用户设定的供暖时段和/或非供暖时段存在重叠的情况下，则设定这些房屋的自供暖系统分时轮换进行燃烧供暖。

优选的是，所述协调控制信息对于互补优化小组内的两个或者更多相邻房屋，在其中一个房屋或者若干个房屋处于用户设定的供暖时段，而相邻的其它一个或者若干个房屋处于非供暖时段，则通过协调控制信息设定处于供暖时段的房屋进入燃烧供暖，直至达到接近目标温度的一个过渡温度范围，然后停止供暖时段房屋的燃烧供暖并启动非供暖时段房屋的燃烧供暖，从而利用热传导实现使前者达到目标温度并且使后者保持一个基本温度值的目标。

本发明还提供了一种互补优化的自供暖智能调控节能方法，其特征在于，包括：

供暖时段获取步骤，用于获取自供暖系统的供暖时段；该供暖时段可以是用户输入设定的供暖时段或者是运用智慧家庭的自动感知技术来获取的用户在房屋中的居住时段分布；

温度参数获取步骤，用于从自供暖系统当中获得用户设定的目标温度，以及当前房屋的实际温度；

互补组织步骤，用于决定自供暖智能调控器所加入的互补优化小组；

信息交换步骤，用于使同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度；

协调控制步骤，根据同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器提供的供暖时段、目标温度和实际温度，生成并且向该小组内的自供暖智能调控器发送协调控制信息，协调控制信息规定了该小组内的每个自供暖智能调控器被分配的供暖时段和目标温度；

供暖调控步骤，根据所述协调控制信息，由自供暖智能调控器调控供暖过程；

热量计量步骤，在同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器提供自身的产生热量数据、供暖费用以及实际温度变化数据，进而以每个房屋的实际热量占用量为依据，生成费用调配信息。

(三)有益效果

可见，本发明在相邻房屋的自供暖系统之间建立协调控制机制，利用相邻房屋之间的热传导实现互补，达到温度维持和能耗节约方面优化，并且基于实际热量占用比率实现费用的公平分摊；本发明以物联网技术为依托，对现有自供暖系统经过简单的硬件改造即可以实现，符合当前重视节能环保和智能生活的发展趋势。

附图说明

图1为本发明提出的互补优化的自供暖智能调控节能系统结构图；

图2为本发明提出的自供暖智能调控器的具体结构示意图；

图3为本发明提出的互补优化的自供暖智能调控节能方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明适用于具有相邻多个房屋的单元式住宅楼，各个房屋均分户安装一套自供暖系统。自供暖系统包括一般设置在厨房或者阳台的自供暖燃气炉，以及水暖管道和散热片，形成热循环水回路。并且，为了实现对居住温度的有效监测和设定，该自供暖系统还包括:在房屋的居室房间内安装温度传感器和温度设定器，以及在所述自供暖燃气炉上设置燃烧控制器；温度设定器用于供业主设定居室房间的目标温度，温度传感器感应居室房间的实际温度；燃烧控制器根据室内目标温度和室内实际温度的差值，调节所述自供暖燃气炉的燃烧、熄灭以及火力大小。所述温度传感器和温度设定器一般通过一个集成的控制盒安装在居室房间的墙壁上，并且通过有线信号线路连接到所述燃烧控制器。随着物联网技术的普及，现在一些布设的自供暖系统当中，所述温度传感器和温度设定器也基于ZigBee等物联网无线通信协议实现与所述燃烧控制器的通信。

在此基础上，本发明提供一种互补优化的自供暖智能调控节能系统与方法，其能够在物联网通信的基础上，在相邻房屋的自供暖系统之间建立协调控制机制，利用相邻房屋之间的热传导实现互补，达到温度维持和能耗节约方面优化，例如，当相邻房屋同时开启自供暖加热时可以考虑相互影响，最大程度利用温度互补，避免叠加造成温度过热；又例如，当相邻房屋一户家中有人而一户家中无人的状态下，可以通过互补使无人房屋也保持适当的温度，从而节省回温过程的能量消耗。并且，本发明的系统基于实际热量占用比率实现费用的公平分摊。

具体地，如图1所示，是本申请实施例的互补优化的自供暖智能调控节能系统结构图。所述自供暖智能调控节能系统包括多个自供暖智能调控器，其中每个房屋的自供暖系统内设置一个所述自供暖智能调控器，并且多个自供暖智能调控器中的至少一部分加入同一个互补优化小组；同一互补优化小组内的自供暖智能调控器通过物联网进行相互通信，从而在交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度的基础上，生成并相互发送协调控制信息，根据所述协调控制信息对各自所在的自供暖系统的供暖状态进行调控。其中，对于设置在每个房屋内的所述自供暖智能调控器，其与该房屋的自供暖系统的燃烧控制器、温度设定器以及温度传感器都具有通信连接，从而获得温度设定器设定的所述目标温度以及温度传感器感知的所述实际温度，以及对自供暖系统的供暖状态进行调控，即下达调控指令来控制自供暖燃气炉的燃烧、熄灭以及火力大小。并且，在同一个互补优化小组内的各个自供暖智能调控器还基于热量计量生成并相互发送费用调配信息，并基于形成共识的费用调配信息对自身的供暖计费进行调整。

其中，如图2所示，每个所述自供暖智能调控器包括：供暖时段设定模块、自供暖系统接口、物联网通信模块、互补组织模块、协调控制模块以及热量计量模块。

所述供暖时段设定模块用于设定自供暖智能调控器所在的自供暖系统的供暖时段，也即自供暖燃气炉执行燃烧的时段。该时段的设定可以是用户主动向自供暖智能调控器输入的；例如，安装在房屋墙壁上的集成了温度设定器以及温度传感器的控制盒一般都会具有控制面板，可以在该控制面板上增加设定供暖时段的输入按键或者触摸屏；又例如，用户可以利用智能手机或者遥控器输入供暖时段，再基于红外等近距离无线通信手段发送给所述控制盒；所述供暖时段设定模块通过以上方式可以获得用户主动输入的所述供暖时段；用户可以将自身不在家的时段——比如每天7点-18点的外出工作时段——设置为非供暖时段，则全天其余的时段为供暖时段。也可以运用智慧家庭的自动感知技术来获取用户在房屋中的居住时段分布，进而将该居住时段列为所述供暖时段；例如可以将所述供暖时段设定模块与智慧家庭的智能门锁、安防摄像头等进行连接，通过对用户出入门时刻进行大数据统计，获得用户居住时段分布。当然也可以根据例如日照时长变化、气温变化来参量设定所述供暖时段，在此不再赘述。

自供暖系统接口用于使所述自供暖智能调控器与自供暖系统当中的温度设定器、温度传感器以及自供暖燃气炉的燃烧控制器建立通信连接，从而获得用户设定的目标温度，以及当前房屋的实际温度；以及，还通过该接口向自供暖燃气炉下达所述调控指令，控制自供暖燃气炉的燃烧、熄灭以及火力大小。自供暖系统接口可以是连接温度设定器、温度传感器以及自供暖燃气炉的有线接口，也可以基于ZigBee等无线物联网通信协议而实现该接口与温度设定器、温度传感器以及自供暖燃气炉的无线连接。

针对安装本系统的各个房屋，在其空间范围内覆盖物联网，考虑到信号穿墙等方面的因素，可以覆盖采用NB-IOT相关协议的所述物联网。所述物联网通信模块用于接入覆盖的物联网并按照NB-IOT协议执行通信，从而通过物联网实现自供暖智能调控器与外部的无线通信，包括与其它房屋内的所述自供暖智能调控器通过物联网进行通信，从而在自供暖智能调控器之间展开关于供暖时段、目标温度、实际温度的交换，以及进行协调控制信息和费用调配信息的相互收发。

互补组织模块用于决定本自供暖智能调控器所加入的互补优化小组。如前文所述，本发明的目的是在单元式住宅楼相邻房屋的自供暖系统之间建立协调控制机制，利用相邻房屋之间的热传导实现互补优化，故而，在每个房屋加装一个自供暖智能调控器的基础上，本自供暖智能调控器应与其位置相邻故而能够进行热传导的其它自供暖智能调控器共同组成一个互补优化小组。自供暖智能调控器通过物联网与其它自供暖智能调控器进行初始化协商从而决定加入的互补优化小组，具体过程可采用以下方式中的一种。方式之一，施工方在本系统的硬件安装完成之后，预先将每个自供暖智能调控器作为节点，在建筑施工图纸的基础上绘制节点图，节点图包括一定数量的源节点，每个源节点下面具有一定数量的邻节点。根据建筑施工图中展示的房屋的位置关系，即可以将与源节点所在房屋具有相邻关系的房屋的自供暖智能调控器作为连接至该源节点的邻节点。进而，施工方在对自供暖智能调控器进行软件初始化配置的过程中根据节点图向作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块提供其对应源节点的物联网地址，从而该自供暖智能调控器可以向该源节点发送加入互补优化小组的请求；作为源节点的自供暖智能调控器批准该请求后将本组其它邻节点的物联网地址回传给该发起请求的邻节点，从而实现互补优化小组的成立。方式之二，施工方在本系统的硬件安装完成之后，将一定数量的所述自供暖智能调控器配置为一个大组，进而大组内的自供暖智能调控器实施初始化自组织过程，通过分析彼此之间温度数据的同步变化率，进一步划分为若干个互补优化小组；本方法适用于建筑结构造成相邻关系房屋数量较多、相互热传导影响不明确的场合，例如小面积公寓房。具体来说，自供暖智能调控器如下计算本房屋与其全部相邻房屋二者的温度数据同步变化率：首先，确定一个试供暖时间区间(例如加热5小时)，在试供暖时间区间内本房屋的自供暖系统启动燃烧供热，并且在该区间内的每个采样时间点，例如，每5分钟采样一次，则试供暖时间区间共包括T个采样时间点，在每个采样时间点t某个房屋i(本房屋或者相邻房屋)对应的检测温度值表示为C_t(i)，其中t的取值范围为1,2,…T，从而，本房屋及其任一相邻房屋二者——例如房屋i与房屋j之间同步变化率表示为：

其中，α_t是与采样时间点t对应的影响权重值，该α_t的取值与试供暖开始的时间长短相关，至采样时间点t的时刻启动试供暖的时长越长，则与其对应的权重值α_t取值越小；在计算温度数据同步变化率的基础上，设定温度同步阈值，当同步变化率高于该温度同步阈值，则认定二者温度存在互补。本房屋的自供暖智能调控器可以向与其温度同步的相邻房屋的自供暖智能调控器发送加入互补优化小组的请求，收到相邻房屋的自供暖智能调控器确认后二者即进入同一个小组。对于住宅内的大量房屋来说，可以随机选取一个房屋作为起始，将与该房屋温度同步的相邻房屋都归入同一互补优化小组，进而，再分别以归入该小组中的其它房屋作为新一轮的起始房屋进行试供暖加热，将与这些新一轮的起始房屋温度同步的相邻房屋也归入该类别，反复迭代，为了避免出现数量过多的互补优化小组；故而，随时判断加入小组的房屋数目是否大于小组数量上限，若大于该上限，则停止对本小组的加入，重新组建新的互补优化小组。在自组织形成的互补优化小组中，也可以选取一个自供暖智能调控器作为源节点，而本组内的其它自供暖智能调控器则作为邻节点。当然，在以上两种方式中，在小组成立之后，源节点也可以由小组内的各个自供暖智能调控器轮流担任。

在同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器通过协调控制模块交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度，以及生成和交换所述协调控制信息。具体来说，同一小组的自供暖智能调控器将自身的供暖时段、目标温度、实际温度发送给本小组当前的源节点，源节点生成并且向各个邻节点发送协调控制信息，协调控制信息规定了每个自供暖智能调控器被分配的供暖时段和目标温度。每个自供暖智能调控器根据所述协调控制信息，对各自所在的自供暖系统的供暖状态进行调控，从而利用热传导产生的相互影响达到优化互补效果。协调控制信息对小组内的自供暖智能调控器的供暖时段和目标温度的设定分为三种模式。其一，如果对于小组内的两个或者更多相邻房屋，用户设定的供暖时段存在重叠，则设定这些房屋的自供暖系统分时轮换进行燃烧供暖，例如具有三个相邻房屋，当协调控制信息分配第一房间中的自供暖智能调控器控制其自供暖系统供暖而温度升高的过程中，则可以同时配置相邻的第二和第三房屋的自供暖智能调控器控制其自供暖系统供暖在并未达到目标温度的情况下临时处于不供暖状态，待第一房屋中的温度达到一定的预设值时，协调控制信息再依次分配第二房屋和第三房屋的自供暖智能调控器控制其自供暖系统供暖进行燃烧供暖，进一步升高温度，同时带动相邻第一房屋的温度继续升高，这样就可以避免因多个房屋的自供暖系统并行工作造成温度叠加而产生的不必要能源消耗。其二，对于小组内的两个或者更多相邻房屋，如果都处于用户设定的非供暖时段，则通过协调控制信息设定这些房屋的自供暖系统也分时轮换进行燃烧供暖，从而把各房间的温度维持在一个基本温度值，这样当到达用户设定的供暖时段能够较快回升到25摄氏度左右的适宜目标温度，提高舒适性，并且减少回温过程中的能源消耗。其三，对于小组内的两个或者更多相邻房屋，如果其中一个房屋或者若干个房屋处于用户设定的供暖时段，而相邻的其它一个或者若干个房屋处于非供暖时段，则通过协调控制信息设定处于供暖时段的房屋进入燃烧供暖，直至达到接近目标温度的一个过渡温度范围，然后停止供暖时段房屋的燃烧供暖并启动非供暖时段房屋的燃烧供暖，从而利用热传导实现使前者达到目标温度并且使后者保持一个基本温度值的目标，从而一方面满足了供暖时段房屋的温度需求且节约了能源，另一方面对非供暖房屋减少回温过程中的能源消耗，也实现了能效的优化互补。

自供暖智能调控器的热量计量模块通过自供暖系统接口，从自供暖系统的燃烧控制器获得每次燃烧供暖的时长和火力数据，进而计量燃烧供暖的产生热量；根据所述产生热量以及对应的费率可以计算供暖费用。并且，在同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器可以将自身的产生热量数据及供暖费用发送给本组的源节点；进而，每组的源节点还获得本组的自供暖智能调控器提供的实际温度数据，根据实际温度的变化可以测算每个房屋的实际热量占用情况。进而，本组源节点根据所述协调控制信息以及每个自供暖智能调控器的热量数据及供暖费用，以每个房屋的实际热量占用量为依据，生成费用调配信息，即由实际热量占用的房屋承担其相邻房屋输出热量部分的费用。源节点将每个房屋对应的费用调配信息发送给该房屋的自供暖智能调控器，再由自供暖智能调控器向该房屋用户进行显示或者输出，如果房屋用户在规定的时段内没有提交异议申请即达成共识，可以参照费用调配信息对每个房屋的供热费用进行调配。

图3示出了本发明的互补优化的自供暖智能调控节能方法。该方法在上述系统的基础上，在相邻房屋的自供暖系统之间建立协调控制机制，利用相邻房屋之间的热传导实现互补，达到温度维持和能耗节约方面优化。如图3，所述互补优化的自供暖智能调控节能方法包括：

供暖时段获取步骤，用于获取自供暖系统的供暖时段；该供暖时段可以是用户输入设定的供暖时段或者是运用智慧家庭的自动感知技术来获取的用户在房屋中的居住时段分布；

温度参数获取步骤，用于从自供暖系统当中获得用户设定的目标温度，以及当前房屋的实际温度；

互补组织步骤，用于决定自供暖智能调控器所加入的互补优化小组；

信息交换步骤，用于使同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度；

协调控制步骤，根据同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器提供的供暖时段、目标温度和实际温度，生成并且向该小组内的自供暖智能调控器发送协调控制信息，协调控制信息规定了该小组内的每个自供暖智能调控器被分配的供暖时段和目标温度；

供暖调控步骤，根据所述协调控制信息，由自供暖智能调控器调控供暖过程；

热量计量步骤，在同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器提供自身的产生热量数据、供暖费用以及实际温度变化数据，进而以每个房屋的实际热量占用量为依据，生成费用调配信息。

可见，本发明在相邻房屋的自供暖系统之间建立协调控制机制，利用相邻房屋之间的热传导实现互补，达到温度维持和能耗节约方面优化，并且基于实际热量占用比率实现费用的公平分摊；本发明以物联网技术为依托，对现有自供暖系统经过简单的硬件改造即可以实现，符合当前重视节能环保和智能生活的发展趋势。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种互补优化的自供暖智能调控节能系统，其特征在于，包括：多个自供暖智能调控器，其中每个房屋的自供暖系统内设置一个所述自供暖智能调控器，并且多个自供暖智能调控器中的至少一部分加入同一个互补优化小组；同一互补优化小组内的自供暖智能调控器通过物联网进行相互通信，从而在交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度的基础上，生成并相互发送协调控制信息，根据所述协调控制信息对各自所在的自供暖系统的供暖状态进行调控；协调控制信息规定了每个自供暖智能调控器被分配的供暖时段和目标温度；

设置在每个房屋内的所述自供暖智能调控器，其与该房屋的自供暖系统的燃烧控制器、温度设定器以及温度传感器具有通信连接，获得温度设定器设定的所述目标温度以及温度传感器感知的所述实际温度，以及对自供暖系统的供暖状态进行调控，即下达调控指令来控制自供暖燃气炉的燃烧、熄灭以及火力大小；

在同一个互补优化小组内的各个自供暖智能调控器基于热量计量生成并相互发送费用调配信息，并基于形成共识的费用调配信息对自身的供暖计费进行调整；

每个所述自供暖智能调控器包括：供暖时段设定模块、自供暖系统接口、物联网通信模块、互补组织模块、协调控制模块以及热量计量模块；所述供暖时段设定模块用于设定自供暖智能调控器所在的自供暖系统的供暖时段；自供暖系统接口用于使所述自供暖智能调控器与自供暖系统当中的温度设定器、温度传感器以及自供暖燃气炉的燃烧控制器建立通信连接，从而获得用户设定的目标温度，以及当前房屋的实际温度；以及，还通过该接口向自供暖燃气炉的燃烧控制器下达所述调控指令；所述物联网通信模块用于接入覆盖的物联网并按照NB-IOT协议执行通信，从而通过物联网实现自供暖智能调控器与外部的无线通信，包括与其它房屋内的所述自供暖智能调控器通过物联网进行通信，从而在自供暖智能调控器之间展开关于供暖时段、目标温度、实际温度的交换，以及进行协调控制信息和费用调配信息的相互收发；所述互补组织模块用于决定本自供暖智能调控器所加入的互补优化小组；所述协调控制模块用于与同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度，以及生成和交换所述协调控制信息；热量计量模块通过自供暖系统接口，从自供暖系统的燃烧控制器获得每次燃烧供暖的时长和火力数据，进而计量燃烧供暖的产生热量；根据所述产生热量以及对应的费率可以计算供暖费用；

本自供暖智能调控器与其位置相邻故而能够进行热传导的其它自供暖智能调控器共同组成一个互补优化小组；

将一定数量的所述自供暖智能调控器配置为一个大组，进而大组内的自供暖智能调控器通过所述互补组织模块实施初始化自组织过程，通过分析彼此之间温度数据的同步变化率，进一步划分为若干个互补优化小组。

2.根据权利要求1所述的自供暖智能调控节能系统，其特征在于，所述互补组织模块根据施工方的预选判断自身的自供暖智能调控器属于源节点还是邻节点；进行软件初始化配置的过程中，源节点的互补组织模块向作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块提供物联网地址；以及批准作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块发送的加入互补优化小组的请求后，将本组其它邻节点的物联网地址回传给该发起请求的邻节点；作为邻节点的自供暖智能调控器的互补组织模块向源节点发送加入互补优化小组的请求。

3.根据权利要求2或者1所述的自供暖智能调控节能系统，其特征在于，所述供暖时段设定模块通过智慧家庭的自动感知技术来获取用户在房屋中的居住时段分布，进而将该居住时段列为所述供暖时段。

4.根据权利要求2或者1所述的自供暖智能调控节能系统，其特征在于，所述协调控制信息对于互补优化小组内的两个或者更多相邻房屋，在用户设定的供暖时段和/或非供暖时段存在重叠的情况下，则设定这些房屋的自供暖系统分时轮换进行燃烧供暖。

5.根据权利要求2或者1所述的自供暖智能调控节能系统，其特征在于，所述协调控制信息对于互补优化小组内的两个或者更多相邻房屋，在其中一个房屋或者若干个房屋处于用户设定的供暖时段，而相邻的其它一个或者若干个房屋处于非供暖时段，则通过协调控制信息设定处于供暖时段的房屋进入燃烧供暖，直至达到接近目标温度的一个过渡温度范围，然后停止供暖时段房屋的燃烧供暖并启动非供暖时段房屋的燃烧供暖，从而利用热传导实现使前者达到目标温度并且使后者保持一个基本温度值的目标。

6.一种互补优化的自供暖智能调控节能方法，其特征在于，包括：

供暖时段获取步骤，用于获取自供暖系统的供暖时段；该供暖时段可以是用户输入设定的供暖时段或者是运用智慧家庭的自动感知技术来获取的用户在房屋中的居住时段分布；

温度参数获取步骤，用于从自供暖系统当中获得用户设定的目标温度，以及当前房屋的实际温度；

互补组织步骤，用于决定自供暖智能调控器所加入的互补优化小组；本自供暖智能调控器与其位置相邻故而能够进行热传导的其它自供暖智能调控器共同组成一个互补优化小组；将一定数量的所述自供暖智能调控器配置为一个大组，进而大组内的自供暖智能调控器实施初始化自组织过程，通过分析彼此之间温度数据的同步变化率，进一步划分为若干个互补优化小组；

信息交换步骤，用于使同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器交换各自设定的供暖时段、目标温度、实际温度；

协调控制步骤，根据同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器提供的供暖时段、目标温度和实际温度，生成并且向该小组内的自供暖智能调控器发送协调控制信息，协调控制信息规定了该小组内的每个自供暖智能调控器被分配的供暖时段和目标温度；

供暖调控步骤，根据所述协调控制信息，由自供暖智能调控器调控供暖过程；对自供暖系统的供暖状态进行调控，即下达调控指令来控制自供暖燃气炉的燃烧、熄灭以及火力大小；

热量计量步骤，在同一个互补优化小组内的自供暖智能调控器提供自身的产生热量数据、供暖费用以及实际温度变化数据，进而以每个房屋的实际热量占用量为依据，生成费用调配信息。

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