CN113110216A - 一种基于物联传感的智慧建筑控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网建筑控制技术领域，具体涉及一种基于物联传感的智慧建筑控制方法和系统，其中系统包括：数据采集模块，用于采集原始数据；局域控制模块，用于对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成并发送第一控制指令至动作执行模块；中央处理模块，用于接收分析结果，并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块；采样纠错模块，用于根据蓄水池抽样算法进行采样检测，根据检测结果生成并发送第二控制指令；动作执行模块，用于根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。本发明既能够提高物联控制的实时性，又可以降低控制的复杂性。

Description

一种基于物联传感的智慧建筑控制方法和系统

技术领域

本发明涉及物联网建筑控制技术领域，具体涉及一种基于物联传感的智慧建筑控制方法和系统。

背景技术

物联网也称传感网，是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。对于物联网的建筑控制来说，本地建筑物端不具备计算能力，所有数据均需发回云端控制服务器进行分析，这会加重云端控制服务器的计算压力，并产生通信延迟，严重影响控制的效率。

对此，中国专利CN109799718A公开了一种基于物联传感的智慧建筑控制方法及系统，其中系统包括：构建模块，用于在每个建筑物本地搭建本地建筑智慧系统，包括传感模块、存储模块、计算模块、执行模块；接入模块，用于将本地建筑智慧系统接入云端，由云端控制服务器进行控制；本地智慧模块，用于进行本地传感、存储、计算、执行；云端智慧模块，用于调取本地建筑控制系统数据，进行分析计算后，根据分析计算结果生成控制指令，将控制指令发回本地建筑智慧系统；采样纠错模块，用于云端控制服务器通过蓄水池抽样算法对本地建筑智慧系统设备进行采样检测；控制模块，用于根据控制指令、异常情况检测的结果、采样检测的结果，对建筑物进行智能控制。

在上述技术方案中，采用中心式的集中架构，各种传感器将检测数据上传到云端控制服务器进行控制，云端控制服务器通过分析数据产生指令，再把指令下行传递执行设备，对建筑物进行智能控制。但是，由于采用中心式架构，容易发生通信错误、通信延迟以及数据丢失；同时，由于智能建筑传感器数量多，容易造成数据泛滥，使得控制过程复杂。

发明内容

本发明提供一种基于物联传感的智慧建筑控制方法和系统，解决了现有技术控制过程复杂的技术问题。

本发明提供的基础方案为：一种基于物联传感的智慧建筑控制系统，包括：

数据采集模块，用于采集与自身类型对应类型的原始数据，并发送原始数据；

局域控制模块，用于接收原始数据，对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成第一控制指令，将第一控制指令发送至动作执行模块；

中央处理模块，用于向局域控制模块发送分析结果的上传请求，接收局域控制模块上传的分析结果；并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块；

采样纠错模块，用于接收采样检测的指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令；

动作执行模块，用于接收第一控制指令和第二控制指令，并根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。

本发明的工作原理及优点在于：

(1)其中，一部分的分析处理过程由局域控制模块进行，另一部分的分析处理过程由中央处理模块进行，这样可以减轻中央处理模块的数据处理压力，即使频繁地收发数据也不会造成传输时延，从而提高了物联控制的实时性、降低了控制的复杂性；

(2)根据分析结果生成第一控制指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令；由于第二控制指令在蓄水池抽样算法进行采样检测的检测结果的基础上生成，通过第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作，能够有效地提高控制的准确性。

本发明分析处理过程由局域控制模块和中央处理模块同时进行，可以减轻中央处理模块的数据处理压力，既能够提高物联控制的实时性，又可以降低控制的复杂性。

进一步，数据采集模块用于通过传感器采集建筑的物联数据。

有益效果在于：通过传感器采集建筑的物联数据，比如说，采集温度、湿度、光照、污染物、给排水、供暖、供气以及险情，相关技术成熟，便于实施。

进一步，局域控制模块还用于对原始数据进行清理、分类、索引和存储。

有益效果在于：对原始数据进行分析之前，对原始数据进行清理和分类，便于后续有条不紊地进行分析；对原始数据进行索引和存储，可以避免占用过多的缓存，提高处理的效率。

进一步，动作执行模块用于接收第一控制指令和第二控制指令，基于预设的通用控制模型根据第一控制指令和第二控制指令离线控制执行相应的动作。

有益效果在于：采用通用控制模型，可以实现同时对多个建筑进行控制，从而提高智慧建筑控制效率；采用离线控制的方式，可以提高控制的效率。

进一步，动作执行模块还用于将无法基于通用控制模型离线控制的情况发送至中央处理模块；中央处理模块还用于接收无法基于通用控制模型离线控制的情况，并形成新的通用控制模型。

有益效果在于：如果出现无法基于通用控制模型离线控制的情况，中央处理模块形成新的通用控制模型，从而实现对通用控制模型的更新。

基于上述一种基于物联传感的智慧建筑控制系统，本发明还提供一种基于物联传感的智慧建筑控制方法，包括：

S1、数据采集模块采集与自身类型对应类型的原始数据，并发送原始数据；

S2、局域控制模块接收原始数据，对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成第一控制指令，将第一控制指令发送至动作执行模块；

S3、中央处理模块向局域控制模块发送分析结果的上传请求，接收局域控制模块上传的分析结果；并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块；

S4、采样纠错模块接收采样检测的指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令；

S5、动作执行模块接收第一控制指令和第二控制指令，并根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。

本发明的工作原理及优点在于：部分的分析处理过程由局域控制模块进行，部分的分析处理过程由中央处理模块进行，从而减轻中央处理模块的数据处理压力，即使频繁地收发数据也不会造成传输时延，提高了物联控制的实时性、降低了控制的复杂性；与此同时，由于第二控制指令在采用蓄水池抽样算法进行采样检测的检测结果的基础上生成，故而，通过第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作，能够有效地提高控制的准确性。

进一步，S5中，动作执行模块接收第一控制指令和第二控制指令，基于预设的通用控制模型根据第一控制指令和第二控制指令离线控制执行相应的动作。

有益效果在于：可以实现同时对多个建筑以离线的方式进行控制，提高智慧建筑控制效率。

进一步，S5中，动作执行模块还将无法基于通用控制模型离线控制的情况发送至中央处理模块；中央处理模块接收无法基于通用控制模型离线控制的情况，并形成新的通用控制模型。

有益效果在于：如果出现无法基于通用控制模型离线控制的情况，中央处理模块形成新的通用控制模型，从而实现对通用控制模型的更新，以提高通用控制模型的多场景适用性。

进一步，S1中，数据采集模块通过传感器采集建筑的物联数据。

有益效果在于：通过传感器采集建筑的物联数据，相关技术成熟，便于实施。

进一步，S2中，局域控制模块对原始数据进行清理、分类、索引和存储。

有益效果在于：进行清理和分类，便于进行分析；进行索引和存储，可以避免占用过多的缓存，提高处理的效率。

附图说明

图1为本发明一种基于物联传感的智慧建筑控制系统实施例的系统结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1

实施例基本如附图1所示，包括：

数据采集模块，用于采集与自身类型对应类型的原始数据，并发送原始数据；

局域控制模块，用于接收原始数据，对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成第一控制指令，将第一控制指令发送至动作执行模块；

中央处理模块，用于向局域控制模块发送分析结果的上传请求，接收局域控制模块上传的分析结果；并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块；

采样纠错模块，用于接收采样检测的指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令；

动作执行模块，用于接收第一控制指令和第二控制指令，并根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。

具体实施过程如下：

S1、数据采集模块采集与自身类型对应类型的原始数据，并发送原始数据。比如说，通过传感器采集建筑的物联数据，采用水路状态监测传感器采集供水和排水数据，确保供水和排水正常；采用燃气状态监测传感器采集燃气使用数据，确保燃气供应正常，同时排除燃气泄漏隐患；采用有害气体浓度监测传感器采集有害气体的浓度数据；采用建筑结构稳定性监测传感器采集对应区域内的建筑结构稳定性的数据，例如通过应变力传感器检测墙体的抗压能力、是否出现裂缝或者变形。

S2、局域控制模块接收原始数据，对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成第一控制指令，将第一控制指令发送至动作执行模块。比如说，对于安全监测传感器采集到的数据，经过分析可以确定供电是否正常，供水和排水是否正常，燃气供应是否正常，是否存在燃气泄漏，有害气体的浓度是否超标，以及，建筑结构是否存在不稳定的安全隐患；如果全部正常，则上传分析结果，根据分析结果生成调小电闸、调小水闸的第一控制指令；如果存在不正常，则上传异常通知。

S3、中央处理模块向局域控制模块发送分析结果的上传请求，接收局域控制模块上传的分析结果；并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块。在本实施例中，中央处理模块判断分析结果自身是否存在异常，若分析结果自身存在异常，则需要进行复核，故而，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块。

S4、采样纠错模块接收采样检测的指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令。在本实施例中，保存前k组原始数据，从第k+1组开始，以1/i的概率选取第i组数据，i＝k+1，k+2，...，N，其中N为数据采集模块的传感器总数，并随机替换掉一组已保存的数据，遍历一次后得到k组数据作为抽样数据，根据抽样数据进行分析得到检测结果，如果检测结果为正常，生成并发送执行第一控制指令的第二控制指令，反之，则不生成执行第一控制指令的第二控制指令。

S5、动作执行模块接收第一控制指令和第二控制指令，并根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。比如说，供电控制设备、供水控制设备接收到第一控制指令和第二控制指令时调小电闸、调小水闸。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于，S5中，动作执行模块接收第一控制指令和第二控制指令，基于预设的通用控制模型根据第一控制指令和第二控制指令离线控制执行相应的动作，若出现无法基于通用控制模型离线控制的情况，动作执行模块将无法基于通用控制模型离线控制的情况发送至中央处理模块，中央处理模块接收无法基于通用控制模型离线控制的情况，形成新的通用控制模型，此处完全可以参照相比技术实施，此处不再进行赘述。这样可以实现同时对多个建筑以离线的方式进行控制，进而提高智慧建筑控制效率；如果出现无法基于通用控制模型离线控制的情况，中央处理模块可形成新的通用控制模型，实现对通用控制模型的更新，以提高通用控制模型的多场景适用性。

实施例3

与实施例2不同之处仅在于，识别建筑中是否存在重大危险源；具体过程如下：

首先，获取危险源的状态信息，状态信息包括危险源本身的特征参数和危险源所处的环境参数，比如说，特征参数包括危险源的类型、数量、体积、物理状态以及物质特性，环境参数包括温度、光照；

然后，通过预先构建的事故演化模型预测危险源对应的事故类型以及各类型事故的发生概率，比如说，将危险源的状态信息作为事故演化模型的输入，将事故类型以及各类型事故的发生概率作为事故演化模型的输出，事故演化模型在历史事故资料的基础上采用自学习的神经网络算法得到；

接着，通过预先构建的暴露性评估模型和脆弱性评估模型，根据事故演化模型的输出结果计算风险预测值，在本实施例中，暴露性评估模型反映承灾载体相对危险源的空间分布特性，脆弱性评估模型反映各类物理因素作用于承灾载体时承灾载体受损达到预设受损程度的概率，物理因素与事故类型对应；

最后，将风险预测值与预设风险阈值进行比较，根据比较结果判定危险源是否为重大危险源，这样同时考虑危险源本身的特征信息以及环境信息，能够有效识别重大危险源，防止重大危险事故发生。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于物联传感的智慧建筑控制系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集与自身类型对应类型的原始数据，并发送原始数据；

局域控制模块，用于接收原始数据，对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成第一控制指令，将第一控制指令发送至动作执行模块；

中央处理模块，用于向局域控制模块发送分析结果的上传请求，接收局域控制模块上传的分析结果；并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块；

采样纠错模块，用于接收采样检测的指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令；

动作执行模块，用于接收第一控制指令和第二控制指令，并根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。

2.如权利要求1所述的基于物联传感的智慧建筑控制系统，其特征在于，数据采集模块用于通过传感器采集建筑的物联数据。

3.如权利要求2所述的基于物联传感的智慧建筑控制系统，其特征在于，局域控制模块还用于对原始数据进行清理、分类、索引和存储。

4.如权利要求3所述的基于物联传感的智慧建筑控制系统，其特征在于，动作执行模块用于接收第一控制指令和第二控制指令，基于预设的通用控制模型根据第一控制指令和第二控制指令离线控制执行相应的动作。

5.如权利要求4所述的基于物联传感的智慧建筑控制系统，其特征在于，动作执行模块还用于将无法基于通用控制模型离线控制的情况发送至中央处理模块；中央处理模块还用于接收无法基于通用控制模型离线控制的情况，并形成新的通用控制模型。

6.一种基于物联传感的智慧建筑控制方法，其特征在于，包括：

S1、数据采集模块采集与自身类型对应类型的原始数据，并发送原始数据；

S2、局域控制模块接收原始数据，对原始数据进行分析，得到并上传分析结果和异常通知；并根据分析结果生成第一控制指令，将第一控制指令发送至动作执行模块；

S3、中央处理模块向局域控制模块发送分析结果的上传请求，接收局域控制模块上传的分析结果；并判断分析结果是否存在异常，若分析结果存在异常，接收局域控制模块上传的异常通知，生成并发送采样检测的指令到采样纠错模块；

S4、采样纠错模块接收采样检测的指令，根据蓄水池抽样算法进行采样检测，得到检测结果，根据检测结果生成并发送第二控制指令；

S5、动作执行模块接收第一控制指令和第二控制指令，并根据第一控制指令和第二控制指令执行相应的动作。

7.如权利要求6所述的基于物联传感的智慧建筑控制方法，其特征在于，S5中，动作执行模块接收第一控制指令和第二控制指令，基于预设的通用控制模型根据第一控制指令和第二控制指令离线控制执行相应的动作。

8.如权利要求7所述的基于物联传感的智慧建筑控制方法，其特征在于，S5中，动作执行模块还将无法基于通用控制模型离线控制的情况发送至中央处理模块；中央处理模块接收无法基于通用控制模型离线控制的情况，并形成新的通用控制模型。

9.如权利要求8所述的基于物联传感的智慧建筑控制方法，其特征在于，S1中，数据采集模块通过传感器采集建筑的物联数据。

10.如权利要求9所述的基于物联传感的智慧建筑控制方法，其特征在于，S2中，局域控制模块对原始数据进行清理、分类、索引和存储。

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