CN111520884B - 一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法，其装置包括温度传感器模块、通风口开关通信模块、通风口开关控制模块；当温度传感器检测到某处温度与所设定温度的温差为s摄氏度，通风口开关通信模块接收到此消息，并获得与该温度传感器的距离d_i，通信距离内的通风口开关共享这些信息；各通风口开关控制模块基于温差s和距离d_i，通过算法确定自身是否是距离发出消息的温度传感器最近的前n个通风口之一；若是，则通风口开关控制模块调节通风口工作挡位，当温度传感器检测到温度到达设定温度范围内，温度传感器停止发送信号，通风口调回原来的通风挡位。此开关通过温度变化调节通风口通风量，使商场各区域温度保持稳定，提高顾客的消费体验。

Description

一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法。

背景技术

大型商场为满足顾客的各种需求，设置了不同的功能区，如购物区，餐饮区，娱乐区等，不同功能区域因需求不同带来空间规划上的区别，使得商场内的各区域间温度也互有差异。即使同一区域，人流的聚集也会带来区域温度的上升，影响顾客的消费体验。如何面向不同的区域，在不同的时间段，根据不同的温度需求，实施不同的空调使用管理策略，对商场空调运行管理提出了差异化要求。

针对大型商场的空调控制问题，本发明提出一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法，此开关可以根据温度变化调节通风口通风级别，使商场各区域温度保持稳定，提升顾客的消费体验。

发明内容

本发明提出一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法，能够根据商场内各区域的温度变化，调节区域内空调通风口的通风量，从而改变商场某区域内温度，提升商场内顾客的消费体验的同时，降低商场管理成本。

为了实现上述发明目的，提供一种商场通风口自适应调节开关装置，包括：

温度传感器模块：监测所在位置温度变化，当温度变化超过预设的阈值时，发出信息并被周围通信距离内的通风口开关通信模块接收，所传输信息包括此时所测定的温度与预设温度的温差信息及发送温差信息时的时间信息；

通风口开关通信模块：接收温度传感器模块的温差信息和时间信息，与通信距离内的通风口开关通信模块共享温差信息和自身与温度传感器模块间的距离信息；

通风口开关控制模块：储存相关算法程序及参数，根据温差信息发送时间和接收时间的时间差确定与发出信息的温度传感器模块之间的距离；并利用距离信息计算确定该通风口是否需要调整工作挡位。

具体为：某区域内有m个空调通风口，每个通风口自适应调节开关通过通风口开关通信模块可以和通信距离内的其它通风口开关共享信息；温度传感器模块监测到某处温度超过设定阈值时，温度传感器模块发出此时测定的温差信息s和时间信息t₀被周围通风口开关通信模块接收到，并记录接收信息时间t₁，通风口开关控制模块利用接收与发出温差信息s的时间差t₁-t₀计算得到与温度传感器模块间的距离d_i，通风口开关通信模块将距离d_i与温差信息s共享至通信距离的其它通风口开关；各通风口开关控制模块基于距离信息利用既定算法确定自身是否是距离发出信息的温度传感器最近的n(n＜m)个通风口之一，若是，则控制通风口调节工作挡位，而其它通风口维持当前工作状态不变。

所述温度传感器模块包括通信单元，发送温差信息和时间信息；

所述温度传感器模块放置在各商铺内或其他人流易聚集从而导致温度波动性高的区域。

所述算法包括通风口通信连接矩阵和迭代公式，定义一个m×m矩阵A，m为区域内通风口总数，A_ij是矩阵A中第i行第j列的元素，表示第i个通风口开关通信模块和第j个通风口开关通信模块的连接权值，若两个通风口距离在最大通信距离l以内，则A_ij＝1，否则A_ij＝0。调用以下迭代公式确定自身是否是距离发出信息的温度传感器最近的n(n＜m)个通风口之一：

其中，v_i、μ_i、σ_i为辅助变量，初始值随机给定，j∈N(i)表示与第i个通风口连接权值为1的通风口的编号；

为采样间隔，

表示实数集，

为一设计参数，b＝0.01；γ、c₀、c₁均为大于0的正参数；上标k表示迭代次数；P_Ω[u]为空间

到集合Ω＝{u|0≤u≤1}的分段线性投影算子，当u＞1时，P_Ω[u]＝1，u＜0时，P_Ω[u]＝0，0≤u≤1时，P_Ω[u]＝u；ρ_i表征通风口工作挡位的调节控制信息，经过一定迭代次数，ρ_i的值为1或0，当ρ_i＝1时表示需要调节风量，当ρ_i＝0时表示不需要调节风量，ρ_i的初始值随机给定。

本发明还提出一种商场空调通风口自适应调节方法，具体步骤包括：

S1：当温度传感器检测到所在区域温度与预设温度的温差为s摄氏度时，通信距离内的通风口开关通信模块接收此信息，并获得自身与该温度传感器的距离信息d_i，与通信距离内的多个通风口开关通信模块共享这些信息；具体表现为第i个通风口开关通信模块获得温度传感器模块发送的信息后，在以自身为圆心、最大通信距离l为半径的范围内分享温差信息s与距离信息d_i；

S2：各个通风口开关控制模块基于温差信息s和距离信息d_i，通过算法确定自身是否是距离发出消息的温度传感器最近的前n个通风口，其中

表示向下取整；

S3：距离发出信息的温度传感器最近的前n个通风口开关控制模块调节通风口工作挡位，加大或降低一个挡位的风量；当温度传感器检测到温度到达所设定的温度范围内，温度传感器停止发送信号，距离发出信息的温度传感器最近的前n个通风口自动还原至初始通风挡位。

步骤S2所述的算法为：

若某楼层共有m(m＞n)个通风口，定义一个m×m矩阵A，A_ij是矩阵A中第i行第j列的元素，表示第i个通风口开关通信模块和第j个通风口开关通信模块的连接权值，若两个通风口距离在最大通信距离l以内，则A_ij＝1，否则A_ij＝0。定义P_Ω[u]为空间

到集合Ω＝{u|0≤u≤1}的分段线性投影算子，当u＞1时，P_Ω[u]＝1，u＜0时，P_Ω[u]＝0，0≤u≤1时，P_Ω[u]＝u。经过下式确定通风口是否需要调节风量：

其中，v_i、μ_i、σ_i为辅助变量，初始值随机给定，j∈N(i)表示与第i个通风口连接权值为1的通风口的编号；

为采样间隔，

表示实数集，

为一设计参数，b＝0.01；γ、c₀、c₁均为大于0的正参数；上标k表示迭代次数；ρ_i表征通风口工作挡位的调节控制信息，，经过一定迭代次数，ρ_i的值为1或0，当ρ_i＝1时表示需要调节风量，当ρ_i＝0时表示不需要调节风量，ρ_i的初始值随机给定。

附图说明

图1为本发明流程图

图2为商场空调通风口自适应调节开关工作示意图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明为解决商场内各区域温度不稳定情况，提供一种商场空调通风口自适应调节开关装置和调节方法。

所述一种商场空调通风口自适应调节开关装置包括：

温度传感器模块0：监测所在位置温度变化，当温度变化超过预设的阈值时，发出信息并被周围通信距离内的通风口开关通信模块接收，所传输信息包括此时所测定的温度与预设温度的温差信息及发送此信息时的时间信息；

通风口开关通信模块101：接收温度传感器模块的温差信息和时间信息，与通信距离内的通风口开关通信模块共享温差信息和自身与温度传感器模块间的距离信息；

通风口开关控制模块102：储存相关算法程序及参数，根据温差信息发送时间和接收时间的时间差确定与温度传感器模块的距离；并利用距离信息计算确定该通风口是否需要调整工作挡位；

所述温度传感器模块包括通信单元，发送温差信息和时间信息；

所述温度传感器模块放置在各商铺内或其他人流易聚集从而导致温度波动性高的区域。

所述温度传感器模块0采用DS18B20模块；

所述通风口开关通信模块101采用ESP8266模块，ESP8266设置工作在AP+STA模式下，其他无线设备可以连接到该设备，该设备也可以连接到其他网络。这样可以做到通风口开关互联交换数据。

所述通风口开关控制模块102采用STMF103C8T6处理器。

图1为一种商场空调通风口自适应调节开关的工作流程图。

S1：当温度传感器检测到所在区域温度与预设温度的温差为s摄氏度时，通信距离内的通风口开关通信模块接收此信息，并获得自身与该温度传感器的距离信息d_i，与通信距离内的多个通风口开关通信模块共享这些信息；具体表现为第i个通风口开关通信模块获得温度传感器模块发送的信息后，在以自身为圆心、最大通信距离l为半径的范围内分享温差信息s与距离信息d_i；

S2：各个通风口开关控制模块基于温差信息s和距离信息d_i，通过算法确定自身是否是距离发出消息的温度传感器最近的前n个通风口，其中

表示向下取整；

S3：距离发出信息的温度传感器最近的前n个通风口开关控制模块调节通风口工作挡位，加大或降低一个挡位的风量；当温度传感器检测到温度到达所设定的温度范围内，温度传感器停止发送信号，距离发出信息的温度传感器最近的前n个通风口自动还原至初始通风挡位。

所述步骤S2的算法为：

若某楼层共有m(m＞n)个通风口，定义一个m×m矩阵A，A_ij是A矩阵中第i行第j列的元素，表示第i个通风口开关通信模块和第j个通风口开关通信模块的连接权值，若两个通风口距离在最大通信距离l以内，则A_ij＝1，否则A_ij＝0。定义P_Ω[u]为空间

到集合Ω＝{u|0≤u≤1}的分段线性投影算子，当u＞1时，P_Ω[u]＝1，u＜0时，P_Ω[u]＝0，0≤u≤1时，R_Ω[u]＝u。经过下式确定通风口是否需要调节风量：

其中，ν_i、μ_i、σ_i为辅助变量，初始值随即给定，j∈N(i)表示与第i个通风口连接权值为1的通风口的编号；λ＝0.02，b＝0.01；γ＝20000、c₀＝10、c₁＝10；上标k表示迭代次数；ρ_i表征通风口工作挡位的调节控制信息，ρ_i的初始值随机给定，经过一定迭代次数，ρ_i的值为1或0，当ρ_i＝1时表示需要调节风量，当ρ_i＝0时表示不需要调节风量。

图2为商场通风口自适应调节开关工作示意图。商场内某层空调工作在制冷状态下，共有20个通风口(m＝20)，通风口通风等级分为强、中、弱三个挡位，正常工作挡位为中挡位。当温度传感器0监测到此处温度24.5℃，超过所设定室温25℃，温度传感器模块发出此时测定的温差信息s＝1.5和时间信息t₀被周围通风口开关通信模块接收到，并记录到接收消息的时间为t₁，通过时间差t₁-t₀计算得到与温度传感器模块间的距离d_i，通风口开关通信模块将距离d_i与温差信息s共享至通信距离的其它通风口开关，随即取

通过上述算法确定通风口5和通风口6被选定进行工作挡位调节，并拟将通风口工作挡位调整为强。温度传感器模块0实时检测温度信息，当温度回落至22±0.5℃范围内时，通风口5和通风口6恢复初始工作挡位。此商场空调通风口自适应调节开关装置通过温度变化调节通风口通风量，使商场各区域温度保持稳定，提升了顾客的消费体验。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (6)

1.一种商场空调通风口自适应调节开关装置，其特征在于，包括：

温度传感器模块：监测所在位置温度变化，当温度变化超过预设的阈值时，发出信息并被周围通信距离内的通风口开关通信模块接收，所接收信息包括此时所测定的温度与预设温度的温差信息及发送温差信息时的时间信息；通风口开关通信模块：接收温度传感器模块的温差信息和时间信息，与通信距离内的通风口开关通信模块共享温差信息和自身与温度传感器模块间的距离信息；通风口开关控制模块：储存相关算法程序及参数；根据温差信息发送时间和接收时间的时间差确定通风口开关与温度传感器模块间的距离，并利用距离信息计算确定该通风口是否需要调整工作挡位；

具体为：某区域内有m个空调通风口，每个通风口自适应调节开关通过通风口开关通信模块可以和通信距离内的其它通风口开关共享信息；温度传感器模块监测到某处温度超过设定阈值时，温度传感器模块发出此时测定的温差信息s和时间信息t₀被周围通风口开关通信模块接收到，并记录接收信息时间t₁，通风口开关控制模块利用接收与发出温差信息s的时间差t₁-t₀计算得到与温度传感器模块间的距离d_i，通风口开关通信模块将距离d_i与温差信息s共享至通信距离的其它通风口开关；各通风口开关控制模块基于距离信息利用既定算法确定自身是否是距离发出信息的温度传感器最近的n(n＜m)个通风口之一，若是，则控制通风口调节工作挡位，而其它通风口维持当前工作状态不变；

所述温度传感器模块包括通信单元，发送温差信息和时间信息；

所述温度传感器模块放置在各商铺内或其他人流易聚集从而导致温度波动性高的区域。

2.根据权利要求1所述的一种商场空调通风口自适应调节开关装置，其特征在于，所述既定算法包括通风口通信连接矩阵和分段线性投影算子；定义一个m×m矩阵A，m为区域内通风口总数，A_ij为矩阵A中第i行第j列的元素，表示第i个通风口开关通信模块和第j个通风口开关通信模块的连接权值，若两个通风口距离在最大通信距离l以内，则A_ij＝1，否则A_ij＝0；{P_Ω[u]为空间

到集合Ω＝{u|0≤u≤1}的分段线性投影算子，具体体现为：当u＞1时，P_Ω[u]＝1，当u＜0时，P_Ω[u]＝0，当0≤u≤1时，P_Ω[u]＝u。

3.根据权利要求1所述的一种商场空调通风口自适应调节开关装置，其特征在于，调用以下迭代公式确定自身是否是距离发出信息的温度传感器最近的n(n＜m)个通风口之一：

其中，v_i、μ_i、σ_i为辅助变量，初始值随机给定，j∈N(i)表示与第i个通风口连接权值为1的通风口的编号；

为采样间隔，

表示实数集，

为一设计参数，b＝0.01；γ、c₀、c₁均为大于0的参数；上标k表示迭代次数；ρ_i的值为1或0，表征通风口工作挡位的调节控制信息，当ρ_i＝1时表示需要调节风量，当ρ_i＝0时表示不需要调节风量，ρ_i的初始值随机给定。

4.一种商场空调通风口自适应调节方法，其特征在于，包括如下工作步骤：

S1：当温度传感器检测到所在区域温度与预设温度的温差为s摄氏度时，通信距离内的通风口开关通信模块接收此信息，并获得自身与该温度传感器的距离信息d_i，与通信距离内的多个通风口开关通信模块共享这些信息；具体表现为温度传感器模块监测到某处温度超过设定阈值时，温度传感器模块发出此时测定的温差信息s和时间信息t₀被周围通风口开关通信模块接收到，并记录接收信息时间t₁，通风口开关控制模块利用接收与发出温差信息s的时间差t₁-t₀计算得到与温度传感器模块间的距离d_i；第i个通风口开关通信模块获得温度传感器模块发送的信息后，在以自身为圆心、最大通信距离l为半径的范围内分享温差信息s与距离信息d_i；

S2：各个通风口开关控制模块基于温差信息s和距离信息d_i，通过算法确定自身是否是距离发出消息的温度传感器最近的前n个通风口，其中

表示向下取整；

S3：距离发出信息的温度传感器最近的前n个通风口开关控制模块调节通风口工作挡位，加大或降低一个挡位的风量；当温度传感器检测到温度到达所设定的温度范围内，温度传感器停止发送信号，距离发出信息的温度传感器最近的前n个通风口自动还原至初始通风挡位。

5.根据权利要求4所述的一种商场空调通风口自适应调节方法，其特征在于，所述判断自身是否是距离发出消息的温度传感器最近的前n个通风口的算法包括通风口通信连接矩阵和分段线性投影算子；定义一个m×m矩阵A，m为区域内通风口总数，A_ij为矩阵A中第i行第j列的元素，表示第i个通风口开关通信模块和第j个通风口开关通信模块的连接权值，若两个通风口距离在最大通信距离l以内，则A_ij＝1，否则A_ij＝0；{P_Ω[u]为空间

到集合Ω＝{u|0≤u≤1}的分段线性投影算子，具体体现为：当u＞1时，{P_Ω[u]＝1，当u＜0时，{P_Ω[u]＝0，当0≤u≤1时，{P_Ω[u]＝u。

6.根据权利要求4所述的一种商场空调通风口自适应调节方法，其特征在于调用以下迭代公式确定自身是否是距离发出信息的温度传感器最近的n(n＜m)个通风口之一，

其中，v_i、μ_i、σ_i为辅助变量，初始值随机给定，j∈N(i)表示与第i个通风口连接权值为1的通风口的编号；

为采样间隔，

表示实数集，

为一设计参数，b＝0.01；γ、c₀、c₁均为大于0的参数；上标k表示迭代次数；ρ_i的值为1或0，表征通风口工作挡位的调节控制信息，当ρ_i＝1时表示需要调节风量，当ρ_i＝0时表示不需要调节风量，ρ_i的初始值随机给定。

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