CN112000153A - 一种基于物联网的自适应环境调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的自适应环境调节系统。本发明中：光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数据传输至微处理器进行处理；控制器根据微处理器的处理结果控制照明灯、温度调节设备和湿度调节设备的开关运行；时钟模块向控制器提供时钟信号；控制面板向控制器提供控制信号；控制器通过通信模块与手机进行信息交互；显示单元用于微处理器接收的数据以及照明灯、温度调节设备和湿度调节设备的开关状态以及运行功率档位。本发明通过设置控制器控制房间的灯光以及温湿度环境，实现了房间环境的自动调节和智能化控制，提高用户的舒适度，并且在满足用户需求的同时，通过优化控制方法，降低了能耗。

Description

一种基于物联网的自适应环境调节系统

技术领域

本发明属于物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的自适应环 境调节系统。

背景技术

物联网IoT(Internet of Things)是指在物理世界的实体中部署具有一 定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实 施信息传输、协同和处理，从而实现广域或更大范围的人与物、物与物之 间的信息交换和互换。其目的是实现物与物、物与人、所有的物品与网络 的连接，方便识别、管理和控制。物联网技术在国防、工业、城市管理、 公共安全、远程医疗、智能交通、智能家居、智能电网、环境监测和绿色 农业等领域拥有广阔的应用前景。在当前大力提倡节能减排、延缓全球气 候变暖的新形势下。

室内生态环境系统是指通过一整套基于仿生学原理设计的建筑内环境 改善智能设备，让建筑空间内的环境如温度、相对湿度、空气品质等，更 加有益于人类，并能根据人类的感知需求不断地自动调整，在一定时期内 处于相对稳定的动态平衡状态，保持建筑室内的高舒适度。

随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，室内环境 调节设备设备正越来越广泛地应用于各种行业和部门。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的自适应环境调节系统，通过 设置控制器控制房间的灯光以及温湿度环境，实现了房间环境的自动调节 和智能化控制，提高用户的舒适度，并且在满足用户需求的同时，通过优 化控制方法，降低了能耗，并且用户通过手机APP远程查看并控制房间设 备。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于物联网的自适应环境调节系统，包括：控制器、灯 光控制电路、温度调节设备和湿度调节设备；所述控制器分别与灯光控制 电路、温度调节设备和湿度调节设备电性连接；所述灯光控制电路与照明 灯电性连接；所述控制器包括一微处理器；所述控制器分别与一光敏传感 器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器电性连接；所述光敏传感器、 温度传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数据传输至微处理器 进行处理；所述控制器根据微处理器的处理结果控制照明灯、温度调节设 备和湿度调节设备的开关运行；所述控制器还分别与一时钟模块和一控制 面板电性连接；所述时钟模块向控制器提供时钟信号；所述控制面板向控 制器提供控制信号；所述控制器还与一通信模块电性连接；所述控制器通 过通信模块与手机进行信息交互；所述控制器还与一显示单元电性连接， 所述显示单元用于微处理器接收的数据以及照明灯、温度调节设备和湿度 调节设备的开关状态以及运行功率档位。

优选地，所述光敏传感器用于感应室内光线强度数据并传输至微处理 器，所述控制器根据微处理器的处理结果通过灯光控制电路控制照明灯开 关以及运行功率。

优选地，所述温度传感器用于感应室内温度数据并传输至微处理器， 所述控制器根据微处理器的处理结果控制温度调节设备的开关以及运行功 率，所述温度调节设备为空调。

优选地，所述湿度传感器用于感应室内湿度湿度数据并传输至微处理 器，所述控制器根据微处理器的处理结果控制湿度调节设备的开关以及运 行功率；

所述湿度调节设备为加湿器；所述加湿器内安装有一液位传感器；所 述液位传感器感应加湿器内储水仓的液位数据，并传输至微处理器。

优选地，所述红外传感器用于感应室内人体信号并传输至微处理器。

优选地，所述手机内安装有一APP；所述APP用于查看控制器传输的 数据以及向控制器传输控制数据。

一种基于物联网的自适应环境调节方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集以及处理

光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数 据传输至控制器；所述控制器中的微处理器对接收的数据进行处理；

步骤二：灯光控制

所述微处理器接收光敏传感器感应的室内光照强度数据并进行处理； 所述控制器根据微处理器根据微处理器处理的结果控制照明灯的开关以及 运行功率；

其中，设定室内光照强度阈值为300lx，当室内自然光照强度高于300lx 时，不做动作；

当室内自然光照强度低于300lx时，所述控制器控制照明灯打开，并且 室内自然光照强度每降低100lx，所述控制器控制照明灯的亮度档位增高一 档直至最高档；

步骤三：温度调节

用户通过控制面板或者手机APP向控制器传输室内设定温度Tx,所述 微处理器接收温度传感器感应室内温度Ts并进行处理，所述控制器控制根 据微处理器处理的结果控制温度调节设备的开关以及运行档位；

其中，当红外传感器感应到室内无人时间超过30分钟，控制器控制温 度调节设备关闭；

设设定温度Tx与室内温度Ts的差值为T，当T>0且Ts>30℃时，控制 器控制温度调节设备制冷，且温度差T每高2℃温度调节设备的制冷档位调 高一档直至最高档；当T<0时且Ts<5℃时，控制器控制温度调节设备制热， 且温度差T每低2℃温度调节设备的制热档位调高一档直至最高档，

步骤四：湿度调节

用户通过控制面板或者手机APP向控制器传输室内设定湿度数据；所 述微处理器接收湿度传感器感应室内湿度数据并进行处理，所述控制器控 制根据微处理器处理的结果控制湿度调节设备的开关以及运行档位；

其中，当红外传感器感应到室内无人时间超过30分钟，控制器控制湿 度调节设备关闭；

当设定湿度低于室内湿度数据时，湿度调节设备不做动作，当设定湿 度高于室内湿度数据时，控制器控制湿度调节设备开始工作；

步骤五：远程控制

用户通过手机中APP查看房间内的灯光开关状态、湿度数据和温度数 据，并通过APP向控制器传输控制指令，所述控制器根据APP传输的控制 指令控制照明灯、湿度调节设备和温度调节设备的开关以及运行功率。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置控制器控制房间的灯光以及温湿度环境，实现了房间 环境的自动调节和智能化控制，提高用户的舒适度，并且在满足用户需求 的同时，通过优化控制方法，降低了能耗，并且用户通过手机APP远程查 看并控制房间设备。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有 优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动 的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于物联网的自适应环境调节系统的系统框图。

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 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的 范围。

请参阅图1所示，本发明为一种基于物联网的自适应环境调节系统， 包括：控制器、灯光控制电路、温度调节设备和湿度调节设备；控制器分 别与灯光控制电路、温度调节设备和湿度调节设备电性连接；灯光控制电 路与照明灯电性连接；控制器包括一微处理器；控制器分别与一光敏传感 器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器电性连接；光敏传感器、温度 传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数据传输至微处理器进行 处理；光敏传感器用于感应室内光线强度数据并传输至微处理器，控制器 根据微处理器的处理结果通过灯光控制电路控制照明灯开关以及运行功 率；温度传感器用于感应室内温度数据并传输至微处理器，控制器根据微 处理器的处理结果控制温度调节设备的开关以及运行功率，温度调节设备 为空调；湿度传感器用于感应室内湿度湿度数据并传输至微处理器，控制 器根据微处理器的处理结果控制湿度调节设备的开关以及运行功率；湿度 调节设备为加湿器；加湿器内安装有一液位传感器；液位传感器感应加湿 器内储水仓的液位数据，并传输至微处理器；红外传感器用于感应室内人 体信号并传输至微处理器；控制器根据微处理器的处理结果控制照明灯、 温度调节设备和湿度调节设备的开关运行；控制器还分别与一时钟模块和 一控制面板电性连接；时钟模块向控制器提供时钟信号；控制面板向控制 器提供控制信号；控制器还与一通信模块电性连接；控制器通过通信模块 与手机进行信息交互；控制器还与一显示单元电性连接，显示单元用于微 处理器接收的数据以及照明灯、温度调节设备和湿度调节设备的开关状态 以及运行功率档位；

手机内安装有一APP；APP用于查看控制器传输的数据以及向控制器 传输控制数据。

一种基于物联网的自适应环境调节方法，包括以下步骤：

步骤一：数据采集以及处理

光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数 据传输至控制器；控制器中的微处理器对接收的数据进行处理；

步骤二：灯光控制

微处理器接收光敏传感器感应的室内光照强度数据并进行处理；控制 器根据微处理器根据微处理器处理的结果控制照明灯的开关以及运行功 率；

其中，设定室内光照强度阈值为300lx，当室内自然光照强度高于300lx 时，不做动作；

当室内自然光照强度低于300lx时，控制器控制照明灯打开，并且室内 自然光照强度每降低100lx，控制器控制照明灯的亮度档位增高一档直至最 高档；

步骤三：温度调节

用户通过控制面板或者手机APP向控制器传输室内设定温度Tx,微处 理器接收温度传感器感应室内温度Ts并进行处理，控制器控制根据微处理 器处理的结果控制温度调节设备的开关以及运行档位；

其中，当红外传感器感应到室内无人时间超过30分钟，控制器控制温 度调节设备关闭；

设设定温度Tx与室内温度Ts的差值为T，当T>0且Ts>30℃时，控制 器控制温度调节设备制冷，且温度差T每高2℃温度调节设备的制冷档位调 高一档直至最高档；当T<0时且Ts<5℃时，控制器控制温度调节设备制热， 且温度差T每低2℃温度调节设备的制热档位调高一档直至最高档，

步骤四：湿度调节

用户通过控制面板或者手机APP向控制器传输室内设定湿度数据；微 处理器接收湿度传感器感应室内湿度数据并进行处理，控制器控制根据微 处理器处理的结果控制湿度调节设备的开关以及运行档位；

其中，当红外传感器感应到室内无人时间超过30分钟，控制器控制湿 度调节设备关闭；

当设定湿度低于室内湿度数据时，湿度调节设备不做动作，当设定湿 度高于室内湿度数据时，控制器控制湿度调节设备开始工作；

步骤五：远程控制

用户通过手机中APP查看房间内的灯光开关状态、湿度数据和温度数 据，并通过APP向控制器传输控制指令，控制器根据APP传输的控制指令 控制照明灯、湿度调节设备和温度调节设备的开关以及运行功率。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能 逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即 可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限 制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部 或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存 储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光 盘等。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例 并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。 显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具 体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使 所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求 书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种基于物联网的自适应环境调节系统，其特征在于，包括：控制器、灯光控制电路、温度调节设备和湿度调节设备；所述控制器分别与灯光控制电路、温度调节设备和湿度调节设备电性连接；所述灯光控制电路与照明灯电性连接；所述控制器包括一微处理器；

所述控制器分别与一光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器电性连接；所述光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数据传输至微处理器进行处理；所述控制器根据微处理器的处理结果控制照明灯、温度调节设备和湿度调节设备的开关运行；

所述控制器还分别与一时钟模块和一控制面板电性连接；所述时钟模块向控制器提供时钟信号；所述控制面板向控制器提供控制信号；

所述控制器还与一通信模块电性连接；所述控制器通过通信模块与手机进行信息交互；

所述控制器还与一显示单元电性连接，所述显示单元用于微处理器接收的数据以及照明灯、温度调节设备和湿度调节设备的开关状态以及运行功率档位。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的自适应环境调节系统，其特征在于，所述光敏传感器用于感应室内光线强度数据并传输至微处理器，所述控制器根据微处理器的处理结果通过灯光控制电路控制照明灯开关以及运行功率。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的自适应环境调节系统，其特征在于，所述温度传感器用于感应室内温度数据并传输至微处理器，所述控制器根据微处理器的处理结果控制温度调节设备的开关以及运行功率，所述温度调节设备为空调。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的自适应环境调节系统，其特征在于，所述湿度传感器用于感应室内湿度湿度数据并传输至微处理器，所述控制器根据微处理器的处理结果控制湿度调节设备的开关以及运行功率；

所述湿度调节设备为加湿器；所述加湿器内安装有一液位传感器；所述液位传感器感应加湿器内储水仓的液位数据，并传输至微处理器。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的自适应环境调节系统，其特征在于，所述红外传感器用于感应室内人体信号并传输至微处理器。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的自适应环境调节系统，其特征在于，所述手机内安装有一APP；所述APP用于查看控制器传输的数据以及向控制器传输控制数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的自适应环境调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：数据采集以及处理

光敏传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器分别将感应的数据传输至控制器；所述控制器中的微处理器对接收的数据进行处理；

步骤二：灯光控制

所述微处理器接收光敏传感器感应的室内光照强度数据并进行处理；所述控制器根据微处理器根据微处理器处理的结果控制照明灯的开关以及运行功率；

其中，设定室内光照强度阈值为300lx，当室内自然光照强度高于300lx时，不做动作；

当室内自然光照强度低于300lx时，所述控制器控制照明灯打开，并且室内自然光照强度每降低100lx，所述控制器控制照明灯的亮度档位增高一档直至最高档；

步骤三：温度调节

用户通过控制面板或者手机APP向控制器传输室内设定温度Tx,所述微处理器接收温度传感器感应室内温度Ts并进行处理，所述控制器控制根据微处理器处理的结果控制温度调节设备的开关以及运行档位；

其中，当红外传感器感应到室内无人时间超过30分钟，控制器控制温度调节设备关闭；

设设定温度Tx与室内温度Ts的差值为T，当T>0且Ts>30℃时，控制器控制温度调节设备制冷，且温度差T每高2℃温度调节设备的制冷档位调高一档直至最高档；当T<0时且Ts<5℃时，控制器控制温度调节设备制热，且温度差T每低2℃温度调节设备的制热档位调高一档直至最高档，

步骤四：湿度调节

用户通过控制面板或者手机APP向控制器传输室内设定湿度数据；所述微处理器接收湿度传感器感应室内湿度数据并进行处理，所述控制器控制根据微处理器处理的结果控制湿度调节设备的开关以及运行档位；

其中，当红外传感器感应到室内无人时间超过30分钟，控制器控制湿度调节设备关闭；

当设定湿度低于室内湿度数据时，湿度调节设备不做动作，当设定湿度高于室内湿度数据时，控制器控制湿度调节设备开始工作；

步骤五：远程控制

用户通过手机中APP查看房间内的灯光开关状态、湿度数据和温度数据，并通过APP向控制器传输控制指令，所述控制器根据APP传输的控制指令控制照明灯、湿度调节设备和温度调节设备的开关以及运行功率。

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