CN110306865B - 一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法和系统，其中方法包括：将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元；对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息；根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别；确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数；根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。本申请实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制方法和系统，通过将空间块单元设为智慧建筑的状态监测和控制的对象，提高了智慧建筑的状态监测和控制的精细度。
Description
技术领域
本申请涉及智慧建筑技术领域，尤其涉及一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法及其系统。
背景技术
智慧建筑是以物联网为信息传输媒介，并且以各类型传感器和各种类型的自动化功能系统作为硬件基础，在建筑物的供暖、空调、照明、通风净化等方面实现智能化的远程状态监测和自动控制，满足人们的个性化、舒适化的需求，并且符合绿色节能的大趋势，同时减少面向建筑设施的繁琐的人机交互和手动操作过程，降低建筑维护的成本。
目前智慧建筑的状态监测和控制策略，基本是以建筑物的每个建筑结构单位(例如每个房间)为对象，针对该结构单位执行状态监测和自动控制。例如传感器将房间的温度、湿度、光照度、空气颗粒度、有害气体浓度等类型的状态监测信息上传控制中心，控制中心向该房间下达控制指令，控制该房间对应的供暖、空调、照明、通风净化等类型的功能系统的工作。
但是，在很多情况下，将状态监测和控制的对象设为智慧建筑当中的房间等建筑结构单位，仍然存在精细度不足的问题，比如一个较大的室内广场或者容纳数百人的多功能厅，作为单一的控制对象没有能够顾及到该建筑结构内部不同空间区域存在不同的特点和需求，比如该建筑结构内部不同空间区域的光照条件、温度条件、空气质量条件都存在明显的差异。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法及其系统，来解决现有技术中智慧建筑的状态监测和控制存在的精细度不足的技术问题。
基于上述目的，在本申请的第一个方面，提出了一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法，包括：
将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元；
对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息；
根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别；
确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数；
根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
在一些实施例中，所述将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元，包括：
在水平面上将所述目标建筑的室内空间的面积划分为多个平面单元，将每个平面单元对应的竖直空间作为一个空间单元。
在一些实施例中，所述将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元，包括：
预定确定空间块单元的三维尺寸，根据空间块单元的三维尺寸将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元。
在一些实施例中，所述对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息，包括：
对于多个空间块单元中的一个，根据该空间块单元周围预设范围内的传感器采集到的监测数据和传感器距离该空间块单元的实际距离，利用公式ID＝Is1*β(ds1)+Is2*β(ds2)...+Isn*β(dsn)测算该空间块单元的状态监测信息；
其中，ID是空间块单元D的状态监测信息，Is1至Isn是该空间块单元周围预设范围内的传感器s1-sn的监测数据，β(ds1)至β(dsn)是监测数据的转换系数，其中β(ds1)至β(dsn)分别与ds1至dsn呈反比例，ds1至dsn表示传感器s1-sn与空间块单元D的距离值。
在一些实施例中，所述传感器的类型包括：
温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、空气颗粒度传感器和有害气体浓度传感器。
在一些实施例中，所述根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别，包括：
对于所述多个空间块单元中的两个，在预设时间段内根据两个空间块单元的空间距离和状态监测信息的同步变化率，判断两个空间块单元是否为同一类别。
在一些实施例中，所述对于所述多个空间块单元中的两个，在预设时间段内根据两个空间块单元的空间距离和状态监测信息的同步变化率，判断两个空间块单元是否为同一类别，具体包括：
对于所述多个空间块单元中的两个，在预设时间段内判断两个空间块单元的状态监测信息的同步变化率是否大于预设阈值，并将同步变化率大于所述预设阈值的两个空间块单元划分为同一类别，其中，所述预设阈值与两个空间块单元的空间距离呈反比。
在一些实施例中，所述确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数，包括：
确定智慧建筑的功能系统的工作时长和工作功率对每个所述类别的空间块单元的状态监测信息的影响量的平均值。
基于上述目的，在本申请的第二个方面，还提出了一种基于空间块单元的智慧建筑控制系统，包括：
空间块单元划分模块，用于将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元；
状态监测信息测算模块，用于对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息；
类别划分模块，用于根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别；
效用因数确定模块，用于确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数；
控制模块，用于根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
在一些实施例中，所述状态监测信息测算模块，具体用于：
对于多个空间块单元中的一个，根据该空间块单元周围预设范围内的传感器采集到的监测数据和传感器距离该空间块单元的实际距离，利用公式ID＝Is1*β(ds1)+Is2*β(ds2)...+lsn*β(dsn)测算该空间块单元的状态监测信息；
其中，ID是空间块单元D的状态监测信息，Is1至Isn是该空间块单元周围预设范围内的传感器s1-sn的监测数据，β(ds1)至β(dsn)是监测数据的转换系数，其中β(ds1)至β(dsn)分别与ds1至dsn呈反比例，ds1至dsn表示传感器s1-sn与空间块单元D的距离值。
本申请实施例提供一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法和系统，其中方法包括：将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元；对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息；根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别；确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数；根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。本申请实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制方法和系统，通过将空间块单元设为智慧建筑的状态监测和控制的对象，提高了智慧建筑的状态监测和控制的精细度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本申请实施例一的基于空间块单元的智慧建筑控制方法的流程图：
图2是本申请实施例二的基于空间块单元的智慧建筑控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，是本申请实施例一的基于空间块单元的智慧建筑控制方法的流程图。从图1中可以看出，本实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制方法，可以包括以下步骤：
S101：将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元。
本申请实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制方法，可以用于对智慧建筑内的功能系统进行控制，该功能系统可以包括光照调节系统(例如照明灯)、温度调节系统(例如空调或者空气净化器)、空气质量调节系统(例如空调或者空气加器)等，通过将智慧建筑的室内空间划分为多个空间块单元，并根据空间块单元的状态监测信息对智慧建筑内的功能系统进行控制。
具体地，先将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元。在本实施例中，在将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元的过程中，可以先在水平面上将所述目标建筑的室内空间的面积划分为多个平面单元，将每个平面单元对应的竖直空间作为一个空间单元。即在水平面上，将目标建筑的室内空间划分为多个平面区域，例如划分为长和宽各3米的正方形区域，然后将每个正方形区域对应的竖直方向上的空间作为一个空间单元，即每一个空间单元的高度即为室内空间的层高。当然，也可以将目标建筑的室内空间划分为多个其他形状的平面区域，例如三角形等。此外，还可以预定确定空间块单元的三维尺寸，根据空间块单元的三维尺寸将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元。例如，可以设定空间块单元的长、宽、高分别为2米、2米、3米，然后将目标建筑的室内空间按照空间块单元的三维尺寸划分多个空间块单元。
S102：对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息。
当将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元后，可以对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，进而得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息。具体地，对于多个空间块单元中的一个，根据该空间块单元周围预设范围内(例如距离该空间块单元的中心10米的范围内)的传感器采集到的监测数据和传感器距离该空间块单元的实际距离，利用公式ID＝Is1*β(ds1)+Is2*β(ds2)...Isn*β(dsn)测算该空间块单元的状态监测信息。其中，ID是空间块单元D的状态监测信息，Is1至Isn是该空间块单元周围预设范围内的传感器s1-sn的监测数据，β(ds1)至β(dsn)是监测数据的转换系数，其中β(ds1)至β(dsn)分别与ds1至dsn呈反比例，ds1至dsn表示传感器s1-sn与空间块单元D的距离值。
在本实施例中，传感器的类型可以包括：温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、空气颗粒度传感器和有害气体浓度传感器。在对每个空间块单元的状态监测信息进行测算时，可以按照上述方法根据每一类传感器计算得到该空间块单元的状态监测信息，对于上述五类传感器，分别得到的该空间块单元的对应的状态监测信息，可以记为ID1、ID2、ID3、ID4和ID5，则该空间块单元的状态监测信息ID可以表示为一个五维向量，即ID＝(ID1，ID2，ID3，ID4，ID5)。按照同样的方法，可以得到其他全部空间块单元的状态监测信息。
S103：根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别。
在得到全部空间块单元的状态监测信息后，可以根据测算得到的状态监测信息对全部空间单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别。具体地，对于全部空间单元中的任意两个，可以在预设时间段内根据这两个空间块单元的空间距离和状态监测信息的同步变化率，判断两个空间块单元是否为同一类别。例如，可以每5分钟进行一次传感器的监测数据的采集以及空间块单元的状态监测信息的测算，然后每隔一小时(即预设时间段)，根据两个空间块单元的空间距离大小和状态监测信息的同步变化率，确定二者是否聚类为同一个类别的空间块单元。具体地，可以在该预设时间段内判断两个空间块单元的状态监测信息的同步变化率是否大于预设阈值，并将同步变化率大于所述预设阈值的两个空间块单元划分为同一类别，其中，所述预设阈值与两个空间块单元的空间距离呈反比。
按照上述方法，根据任意两个空间块单元的状态监测信息的同步变化率将全部空间块单元划分为多个类别。
S104：确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数。
在将全部空间块单元划分为多个类别后，可以进一步确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数。具体地，确定智慧建筑的功能系统的工作时长和工作功率对每个所述类别的空间块单元的状态监测信息的影响量的平均值。以智慧建筑的温度调节系统为例，可以确定在2小时内温度调节系统在额定功率下对每个类别的空间块单元的状态监测信息的影响量的平均值，即温度调节系统在2小时内在额定功率下对每个类别的空间块单元的温度值的影响量的平均值。同理，可以确定其他功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数。
S105：根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
在确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数后，可以根据根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
本申请实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制方法，通过将空间块单元设为智慧建筑的状态监测和控制的对象，提高了智慧建筑的状态监测和控制的精细度。
如图2所示，是本申请实施例二的基于空间块单元的智慧建筑控制系统的结构示意图。本实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制系统的，包括：
空间块单元划分模块201，用于将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元。
具体地，可以先在水平面上将所述目标建筑的室内空间的面积划分为多个平面单元，将每个平面单元对应的竖直空间作为一个空间单元。即在水平面上，将目标建筑的室内空间划分为多个平面区域，例如划分为长和宽各3米的正方形区域，然后将每个正方形区域对应的竖直方向上的空间作为一个空间单元，即每一个空间单元的高度即为室内空间的层高。当然，也可以将目标建筑的室内空间划分为多个其他形状的平面区域，例如三角形等。此外，还可以预定确定空间块单元的三维尺寸，根据空间块单元的三维尺寸将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元。例如，可以设定空间块单元的长、宽、高分别为2米、2米、3米，然后将目标建筑的室内空间按照空间块单元的三维尺寸划分多个空间块单元。
状态监测信息测算模块202，用于对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息。
具体地，对于多个空间块单元中的一个，根据该空间块单元周围预设范围内(例如距离该空间块单元的中心10米的范围内)的传感器采集到的监测数据和传感器距离该空间块单元的实际距离，利用公式ID＝Is1*β(ds1)+Is2*β(ds2)...+Isn*β(dsn)测算该空间块单元的状态监测信息。其中，ID是空间块单元D的状态监测信息，Is1至Isn是该空间块单元周围预设范围内的传感器s1-sn的监测数据，β(ds1)至β(dsn)是监测数据的转换系数，其中β(ds1)至β(dsn)分别与ds1至dsn呈反比例，ds1至dsn表示传感器s1-sn与空间块单元D的距离值。
在本实施例中，传感器的类型可以包括：温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、空气颗粒度传感器和有害气体浓度传感器。在对每个空间块单元的状态监测信息进行测算时，可以按照上述方法根据每一类传感器计算得到该空间块单元的状态监测信息，对于上述五类传感器，分别得到的该空间块单元的对应的状态监测信息，可以记为ID1、ID2、ID3、ID4和ID5，则该空间块单元的状态监测信息ID可以表示为一个五维向量，即ID＝(ID1，ID2，ID3，ID4，ID5)。按照同样的方法，可以得到其他全部空间块单元的状态监测信息。
类别划分模块203，用于根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别。
具体地，对于全部空间单元中的任意两个，可以在预设时间段内根据这两个空间块单元的空间距离和状态监测信息的同步变化率，判断两个空间块单元是否为同一类别。例如，可以每5分钟进行一次传感器的监测数据的采集以及空间块单元的状态监测信息的测算，然后每隔一小时(即预设时间段)，根据两个空间块单元的空间距离大小和状态监测信息的同步变化率，确定二者是否聚类为同一个类别的空间块单元。具体地，可以在该预设时间段内判断两个空间块单元的状态监测信息的同步变化率是否大于预设阈值，并将同步变化率大于所述预设阈值的两个空间块单元划分为同一类别，其中，所述预设阈值与两个空间块单元的空间距离呈反比。
按照上述方法，根据任意两个空间块单元的状态监测信息的同步变化率将全部空间块单元划分为多个类别。
效用因数确定模块204，用于确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数。
具体地，确定智慧建筑的功能系统的工作时长和工作功率对每个所述类别的空间块单元的状态监测信息的影响量的平均值。以智慧建筑的温度调节系统为例，可以确定在2小时内温度调节系统在额定功率下对每个类别的空间块单元的状态监测信息的影响量的平均值，即温度调节系统在2小时内在额定功率下对每个类别的空间块单元的温度值的影响量的平均值。同理，可以确定其他功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数。
控制模块205，用于根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
在确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数后，可以根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
本申请实施例的基于空间块单元的智慧建筑控制系统，通过将空间块单元设为智慧建筑的状态监测和控制的对象，提高了智慧建筑的状态监测和控制的精细度。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (6)
1.一种基于空间块单元的智慧建筑控制方法，其特征在于，包括：
将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元，划分方式包括：在水平面上将所述目标建筑的室内空间的面积划分为多个平面单元，将每个平面单元对应的竖直空间作为一个空间单元；预定确定空间块单元的三维尺寸，根据空间块单元的三维尺寸将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元；
对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息；测算具体方式为：对于多个空间块单元中的一个，根据该空间块单元周围预设范围内的传感器采集到的监测数据和传感器距离该空间块单元的实际距离，利用公式ID＝Is1*β(ds1)+Is2*β(ds2)...+Isn*β(dsn)测算该空间块单元的状态监测信息；
其中，ID是空间块单元D的状态监测信息，Is1至Isn是该空间块单元周围预设范围内的传感器s1-sn的监测数据，β(ds1)至β(dsn)是监测数据的转换系数，其中β(ds1)至β(dsn)分别与ds1至dsn呈反比例，ds1至dsn表示传感器s1-sn与空间块单元D的距离值；另外，所述传感器的类型包括：温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、空气颗粒度传感器和有害气体浓度传感器；根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别；
确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数；
根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别，包括：
对于所述多个空间块单元中的两个，在预设时间段内根据两个空间块单元的空间距离和状态监测信息的同步变化率，判断两个空间块单元是否为同一类别。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于所述多个空间块单元中的两个，在预设时间段内根据两个空间块单元的空间距离和状态监测信息的同步变化率，判断两个空间块单元是否为同一类别，具体包括：
对于所述多个空间块单元中的两个，在预设时间段内判断两个空间块单元的状态监测信息的同步变化率是否大于预设阈值，并将同步变化率大于所述预设阈值的两个空间块单元划分为同一类别，其中，所述预设阈值与两个空间块单元的空间距离呈反比。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数，包括：
确定智慧建筑的功能系统的工作时长和工作功率对每个所述类别的空间块单元的状态监测信息的影响量的平均值。
5.一种基于空间块单元的智慧建筑控制系统，其特征在于，包括：
空间块单元划分模块，用于将目标建筑的室内空间划分为多个空间块单元；
状态监测信息测算模块，用于对每个空间块单元的状态监测信息进行测算，得到每个所述的空间块单元对应的状态监测信息；
类别划分模块，用于根据所述状态监测信息对所述多个空间块单元进行聚类，将所述多个空间块单元划分为多个类别；
效用因数确定模块，用于确定智慧建筑的功能系统对每个所述类别的空间块单元的效用因数；
控制模块，用于根据所述效用因数，对所述功能系统进行控制。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述状态监测信息测算模块，具体用于：
对于多个空间块单元中的一个，根据该空间块单元周围预设范围内的传感器采集到的监测数据和传感器距离该空间块单元的实际距离，利用公式ID＝Is1*β(ds1)+Is2*β(ds2)...+Isn*β(dsn)测算该空间块单元的状态监测信息；其中，ID是空间块单元D的状态监测信息，Is1至Isn是该空间块单元周围预设范围内的传感器s1-sn的监测数据，β(ds1)至β(dsn)是监测数据的转换系数，其中β(ds1)至β(dsn)分别与ds1至d-sn呈反比例，ds1至dsn表示传感器s1-sn与空间块单元D的距离值。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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