CN113390166A - 一种室内环境控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种室内环境控制方法，包括以下步骤：生成或者更新当前场景下的环境基准值集，所述环境基准值集用于存储包括多项室内环境基准值和多项室外环境基准值；结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型，并计算得到室内空气质量类型，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式，实时采集室内环境信息和室外环境信息，采用第一通讯模块导入集成控制模型，由集成控制模型生成对应调节设备的控制信号，采用第二通讯模块发送至对应的调节设备。本发明整合实时室内环境信息和实时室外信息，根据最新的环境基准值集调节室内环境，无需额外的软件平台进行数据采集和集中控制，同时可以实现对室内空气进行精细控制调节。

Description

一种室内环境控制方法及控制系统

技术领域

本发明属于环境分析技术领域，具体涉及一种室内环境控制方法及控制系统。

背景技术

对于大多数工作者来说，平均每天在室内度过的时间超过了80％，并且室内新鲜空气的交换率低下，相较于室外空气的污染，室内空气质量的好坏对人们的生命健康和生存质量的影响更为密切。室内环境控制通常利用传感器感知室内环境，通过被动式方法(控制太阳辐射、自然通风)和主动式方法(供暖、通风、空气调节)控制，目前市场上传感器和不同品牌的设备控制手段都是分开的，通常需要额外的软件平台进行数据采集和集中控制，并缺乏精细控制策略。因此，现有的室内环境控制方法仍存在有不便与缺陷，易用、便捷、准确的室内环境控制方法与系统是本发明的技术目标。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供的一种室内环境控制方法及控制系统，解决了现有技术中，无法对室内空气进行精细控制调节，通常需要额外的软件平台进行数据采集和集中控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种室内环境控制方法及控制系统，所述室内环境控制方法用于采用被动调节设备和主动调节设备对室内环境参数进行自动调节，该控制方法包括以下步骤：

生成或者更新当前场景下的环境基准值集，所述环境基准值集用于存储包括室内温度、室内湿度、CO₂浓度、VOC浓度在内的多项室内环境基准值和包括室外温度、室外湿度、PM2.5浓度和室外焓值在内的多项室外环境基准值；其中，当被动调控设备可控时，室外环境基准值或者其组合构成被动调节判定条件；

结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型，该集成控制模型用于根据导入的室内环境信息和室内环境基准值，计算得到室内空气质量类型，结合室内环境信息、室外环境信息和室内环境基准值集，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式，调控方式包括被动调节设备单独运作、其中一个主动调节设备单独运作和多种主动调节设备组合运作三种；

实时采集室内环境信息和室外环境信息，采用第一通讯模块导入集成控制模型，由集成控制模型生成对应调节设备的控制信号，采用第二通讯模块发送至对应的调节设备

有益效果：本方案采用该集成控制模型对当前情况下的室内环境信息和室外环境信息进行分析判断，选择不同的调控方式进行室内环境的调节，相比现有技术通常需要额外的软件平台进行数据采集和集中控制，且无法对室内空气进行精细控制调节而言，本方案整合实时室内环境信息和实时室外信息，根据最新的环境基准值集调节室内环境，无需额外的软件平台进行数据采集和集中控制，同时可以实现对室内空气进行精细控制调节。

进一步地，所述方法还包括：

根据被控房间不同时段的不同环境要求，更新被控房间的环境基准值集，利用更新后的环境基准值集调节室内环境信息。

进一步地，主动设备组合运作的方法还包括：

根据不同房间，以及不同房间不同时段的不同环境要求，更新环境基准值集，结合实时更新的室内环境信息，并计算得到新的室内空气质量类型，根据新的室内空气质量类型，开启关闭不同的主动调节设备。

进一步地，所述室内空气质量类型包括温度质量、湿度质量和污染质量三类环境评估结果的组合：其中，温度质量包括高温、适温和低温，湿度质量包括高湿、适湿和低湿，污染质量包括高污染和低污染；

每种环境评估结果取决于一种或者多种室内环境参数与相应的室内环境基准值的比对结果。

进一步地，所述被动调节设备包括电动窗户和/或电动窗帘。

进一步地，所述主动调节设备包括空调、新风机、净化器和加湿器中的多种或者全部。

进一步地，所述第一通讯模块为WIFI通讯模块，第二通讯模块为红外通讯模块。

进一步地，所述室外环境信息包括安装在室外的传感器直接采集得到的室外环境数据和第三方提供的气象数据两种。

进一步地，当温度质量为低温或者湿度质量为高湿时，调控方式不包括被动调节设备单独运作。

进一步地，根据所述室内空气质量类型，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式具体为：

将室内环境信息和室内环境基准值集进行对比，筛选出室内环境信息中不符合室内环境基准值的参数，根据筛选出的参数判断得到对应的室内空气质量类型；

选择与室内空气质量类型相适配的调控方式，生成备选调控方式集合；

根据室外环境信息和室外环境基准值判断当前室外环境是否满足被动调控条件，如满足，采用被动调节设备单独运作的调控方式，如不满足，根据室内空气质量类型选用其中一个主动调节设备单独运作或者多种主动调节设备组合运作的调控方式；

所述被动调控条件包括室外环境是否满足室外环境基准值，以及室外环境信息与室内环境基准值的差值是否满足预设差值阈值。。

一种室内环境控制系统，包括：

采集模块，用于采集室外环境信息，发送给集成控制模块并存储；

存储模块，用于存储设定的环境基准值集；

第一通讯模块，用于将实时采集室内环境信息和室外环境信息导入集成控制模型；

集成控制模块，用于采集室内环境信息并存储，还用于存储由采集模块和存储模块发送的室外环境信息和环境基准值集；并根据集成控制模块内部对应的室内环境信息、室外环境信息和环境基准值集，生成相应的调节指令；

第二通讯模块，用于将生成的相应调节指令发送给现场调节模块；

现场调节模块，用于根据判断模块发送的室内环境信息的调节方式进行室内环境的调节。

更新模块，用于根据室内不同时间段环境要求的不同，对环境基准值集进行调整，并将新的环境基准值集输入集成控制模块。

进一步地，存储模块采用云服务器，所述集成控制模块包括空气监测传感器和微控制单元，所述第一通讯模块采用WIFI通讯模块，所述WiFi通讯模块与云服务器连接，所述微控制单元用于根据集成控制模块内部对应的室内环境信息、室外环境信息和环境基准值集，生成相应的调节指令，所述第二通讯模块采用红外通讯模块，所述红外通讯模块与现场调节模块连接，所述现场调节模块包括空气调节设备。

有益效果

本方案根据环境基准值集，构建集成控制模型对当前情况下的室内环境信息和室外环境信息进行分析判断，选择不同的调节方式进行室内环境的调节。相比现有技术通常需要额外的软件平台进行数据采集和集中控制，且无法对室内空气进行精细控制调节而言，本方案整合实时室内环境信息和实时室外信息，根据最新的环境基准值集调节室内环境，无需额外的软件平台进行数据采集和集中控制，同时可以实现对室内空气进行精细控制调节。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。

图1是根据本发明第一实施方式提供的一种室内环境控制方法的流程图；

图2是根据本发明第一实施方式提供的一种室内环境控制原理图；

图3是根据本发明第一实施方式提供的另一种室内环境控制原理图；

图4是根据本发明第二实施方式提供的一种室内环境控制系统的模块示意图；

图5是根据本发明第三实施方式提供的一种网络侧服务端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

第一实施方式：

本发明涉及一种室内环境控制方法，包括：S1，生成或者更新当前场景下的环境基准值集；S2，结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型并计算室内空气质量类型，结合室内环境信息、室外环境信息和室内环境基准值集，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式；S3，实时采集室内环境信息和室外环境信息，采用第一通讯模块导入集成控制模型，由集成控制模型生成对应调节设备的控制信号，采用第二通讯模块发送至对应的调节设备。

S1中，所述环境基准值集包括多项室内环境基准值和多项室外环境基准值，室内环境基准值包括室内温度、室内湿度、CO₂浓度、VOC浓度中的多项或全部，室外环境基准值包括室外温度、室外湿度、PM2.5浓度和室外焓值。S2中室内空气质量类型根据导入的室内环境信息和室内环境基准值计算得到。

本方案根据环境基准值集，构建集成控制模型对当前情况下的室内环境信息和室外环境信息进行分析判断，选择不同的调节方式进行室内环境的调节。相比现有技术通常需要额外的软件平台进行数据采集和集中控制，且无法对室内空气进行精细控制调节而言，本方案整合实时室内环境信息和实时室外信息，根据最新的环境基准值集调节室内环境，无需额外的软件平台进行数据采集和集中控制，同时可以实现对室内空气进行精细控制调节。

下面对本实施方式的一种室内环境控制方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须，本实施方式的具体流程如图1所示，本实施方式应用于网络侧的服务端。

S1，生成或者更新当前场景下的环境基准值集。

具体而言，在生成或者更新环境基准值集时，需要根据当前场景的要求进行设置，不同场景下对于室内环境要求也不同，同时同一个室内环境在不同时间段内的要求也不尽相同，因此，在设定环境基准值集只需要设定本场景下需求的参数，从而满足使用要求。

环境基准值集包括多项室内环境基准值和多项室外环境基准值，室内环境基准值包括室内温度、室内湿度、CO₂浓度、VOC浓度中多项或者全部，室外环境基准值包括室外温度、室外湿度、PM2.5浓度和室外焓值中多项或者全部。其中，当被动调控设备可控时，室外环境基准值或者其组合构成被动调节判定条件。

S2，结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型并计算室内空气质量类型，结合室内环境信息、室外环境信息和室内环境基准值集，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式。

具体而言，具体调控方式有多种，在选择某一个调控方式时，需要分析室内环境信息相对室内环境基准值的差值，即需要调节的对应参数，同时与室外环境基准值进行对比，优先判断是否采用被动调节方式进行调节，若需要调节的对应参数无法通过被动调节方式进行调节，则采用主动调节方式调节，并选择可以调节相关参数的主动调节设备，与此同时，还需要进一步监测室内环境信息的变化，与设定的室内环境基准值是否出现新的差值变化，若出现新的差值变化，则需要开启新的主动调节设备进行调节。

S2-1，将室内空气质量划分为三个类型，分别包括温度质量、湿度质量和污染质量，其中：温度质量包括高温、适温和低温，湿度质量包括高湿、适湿和低湿，污染质量包括高污染和低污染。

S2-2，结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型。

S2-3，将实时室内空气与室内空气质量的一个或多个类型进行评估分析，得到室内空气质量类型。

具体而言，在进行评估过程中，根据不同室内环境的不同要求进行评估分析，例如：对于室内仓储区域，其存放的物品要求是低温，故而其对比分析的参数为温度，无需对比其他环境信息，从而达到根据需求的精准调控。

S2-4，结合室内环境信息、室外环境信息和室内环境基准值集，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式。

具体而言，将室内环境信息和室内环境基准值集进行对比，筛选出室内环境信息中不符合室内环境基准值的参数，根据筛选出的参数判断得到对应的室内空气质量类型；

选择与室内空气质量类型相适配的调控方式，生成备选调控方式集合；

根据室外环境信息和室外环境基准值判断当前室外环境是否满足被动调控条件，如满足，采用被动调节设备单独运作的调控方式，如不满足，根据室内空气质量类型选用其中一个主动调节设备单独运作或者多种主动调节设备组合运作的调控方式；

所述被动调控条件包括室外环境是否满足室外环境基准值，以及室外环境信息与室内环境基准值的差值是否满足预设差值阈值。

所述调控方式包括包括被动调节设备单独运作、其中一个主动调节设备单独运作和多种主动调节设备组合运作三种。

其中，当温度质量为低温或者湿度质量为高湿时，调控方式不包括被动调节设备单独运作。

所述被动调节设备包括电动窗户和/或电动窗帘，所述主动调节设备包括空调、新风机、净化器和加湿器中的多种或者全部。

同时，在选择主动调节设备时，根据需要调节的具体要求，对应开启同一种类型的主动调节设备多台或全部，以此达到快速调节的目的。

以下为常规室内空气具体调节过程：

首先实时监测室内环境信息，并与室内环境基准值集进行比较，当室内环境信息与室内环境基准值集相比出现偏差时，对室内环境信息进行分类，结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型，根据室内环境信息、室外环境信息和室内环境基准值集，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式，例如：室内温度较高，室外温度较低，则判断窗户是否可控，若窗户可控，且仅仅通过窗户通风，即可达到调节室内环境信息的目的，则执行开窗动作；若窗户不可控，则采用主动调节设备进行调节，例如打开空调，进行快速调节。

当室内环境信息比较复杂，且调节需求较高时，即室内空气为高温、高湿、高污染状态时，其具体的调节方式如下：

例如：首先判断室外的PM2.5是否在预设范围内，若在预设范围内，则再次判断室外空气的焓值是否满足预设范围，若满足则进行调节方式的判断和选择，首先进行被动调节设备是否可控，若可控，即门窗进行空气循环流通；若不满足室外PM2.5在预设范围内，或室外空气的焓值不在预设范围内，则无法采用被动调节设备进行调节，此时采用主动调节设备进行调节，其调节时，根据需要调节的空气质量类型选择对应的主动调节设备，例如：打开空调、除湿机等主动调节设备分别调节温度质量和湿度质量，同时监测室内的其他环境信息是否出现变化并且与室内环境基准值集内其他的参数产生偏差，例如CO₂、VOC浓度，当CO₂、VOC浓度与室内环境基准值相关的参数产生偏差时，则需要打开新风机等对应调节污染质量的主动设备进行空气循环调节。

S3，实时采集室内环境信息和室外环境信息，采用第一通讯模块导入集成控制模型，由集成控制模型生成对应调节设备的控制信号，采用第二通讯模块发送至对应的调节设备。

所述室外环境信息包括安装在室外的传感器直接采集得到的室外环境数据和第三方提供的气象数据两种，所述室内环境信息通过空气监测传感器采集。所述第一通讯模块为WIFI通讯模块，所述第二通讯模块为红外通讯模块。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明的第二实施方式提供了一种室内环境控制系统，包括：

采集模块201，用于采集室内环境信息，发送给集成控制模块并存储；

存储模块202，用于存储设定的环境基准值集；

第一通讯模块203，用于将实时采集室内环境信息和室外环境信息导入集成控制模型；

集成控制模块204，用于采集室内环境信息并存储，还用于存储由采集模块和存储模块发送的室外环境信息和环境基准值集；并根据集成控制模块内部对应的室内环境信息、室外环境信息和环境基准值集，生成相应的调节指令；

第二通讯模块205，用于将生成的相应调节指令发送给现场调节模块；

现场调节模块206，用于根据判断模块发送的室内环境信息的调节方式进行室内环境的调节；

更新模块207，用于根据室内不同时间段环境要求的不同，对环境基准值集进行调整，并将新的环境基准值集输入集成控制模块。

其中，存储模块202采用云服务器，所述第一通讯模块203采用WIFI通讯模块，所述集成控制模块204包括空气监测传感器和微控制单元，所述WiFi通讯模块与云服务器连接，所述微控制单元用于根据集成控制模块内部对应的室内环境信息、室外环境信息和环境基准值集，生成相应的调节指令，所述第二通讯模块205采用红外通讯模块，所述红外通讯模块与现场调节模块205连接，所述现场调节模块20包括空气调节设备。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

第三实施方式：

本发明的第三实施方式提供一种网络侧服务端，包括：至少一个处理器301；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器302；其中，所述存储器302存储有可被所述至少一个处理器301执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器301执行，以使所述至少一个处理器301能够执行上述一种室内环境控制方法及控制系统。

其中，存储器301和处理器301采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器301和存储器301的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器301处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器301。

处理器301负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器301可以被用于存储处理器301在执行操作时所使用的数据。

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)

1.一种室内环境控制方法，其特征在于，所述室内环境控制方法用于采用被动调节设备和主动调节设备对室内环境参数进行自动调节，该控制方法包括以下步骤：

生成或者更新当前场景下的环境基准值集，所述环境基准值集用于存储包括室内温度、室内湿度、CO₂浓度、VOC浓度在内的多项室内环境基准值和包括室外温度、室外湿度、PM2.5浓度和室外焓值在内的多项室外环境基准值；其中，当被动调控设备可控时，室外环境基准值或者其组合构成被动调节判定条件；

结合室内环境信息类型和室内所有空气调节设备的功能，构建集成控制模型，该集成控制模型用于根据导入的室内环境信息和室内环境基准值，计算得到室内空气质量类型，结合室内环境信息、室外环境信息和室内环境基准值集，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式，调控方式包括被动调节设备单独运作、其中一个主动调节设备单独运作和多种主动调节设备组合运作三种；

实时采集室内环境信息和室外环境信息，采用第一通讯模块导入集成控制模型，由集成控制模型生成对应调节设备的控制信号，采用第二通讯模块发送至对应的调节设备。

2.根据权利要求1所述的一种室内环境控制方法，其特征在于，所述主动设备组合运作的方法还包括：

根据不同房间，以及不同房间不同时段的不同环境要求，更新环境基准值集，结合实时更新的室内环境信息，并计算得到新的室内空气质量类型，根据新的室内空气质量类型，开启关闭不同的主动调节设备。

3.根据权利要求1所述的室内环境控制方法，其特征在于，所述室内空气质量类型包括温度质量、湿度质量和污染质量三类环境评估结果的组合：其中，温度质量包括高温、适温和低温，湿度质量包括高湿、适湿和低湿，污染质量包括高污染和低污染；

每种环境评估结果取决于一种或者多种室内环境参数与相应的室内环境基准值的比对结果。

4.根据权利要求1所述的室内环境控制方法，其特征在于，所述被动调节设备包括电动窗户和/或电动窗帘。

5.根据权利要求1或者2所述的室内环境控制方法，其特征在于，所述主动调节设备包括空调、新风机、净化器和加湿器中的多种或者全部。

6.根据权利要求1所述的室内环境控制方法，其特征在于，所述第一通讯模块为WIFI通讯模块，第二通讯模块为红外通讯模块。

7.根据权利要求1所述的室内环境控制方法，其特征在于，所述室外环境信息包括安装在室外的传感器直接采集得到的室外环境数据和第三方提供的气象数据两种。

8.根据权利要求2所述的室内环境控制方法，其特征在于，当温度质量为低温或者湿度质量为高湿时，调控方式不包括被动调节设备单独运作。

9.根据权利要求1所述的室内环境控制方法，其特征在于，根据所述室内空气质量类型，选择与该室内空气质量类型相匹配的调控方式具体为：

将室内环境信息和室内环境基准值集进行对比，筛选出室内环境信息中不符合室内环境基准值的参数，根据筛选出的参数判断得到对应的室内空气质量类型；

选择与室内空气质量类型相适配的调控方式，生成备选调控方式集合；

根据室外环境信息和室外环境基准值判断当前室外环境是否满足被动调控条件，如满足，采用被动调节设备单独运作的调控方式，如不满足，根据室内空气质量类型选用其中一个主动调节设备单独运作或者多种主动调节设备组合运作的调控方式；

所述被动调控条件包括室外环境是否满足室外环境基准值，以及室外环境信息与室内环境基准值的差值是否满足预设差值阈值。

10.一种室内环境控制系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集室外环境信息，发送给集成控制模块并存储；

存储模块，用于存储设定的环境基准值集；

第一通讯模块，用于将实时采集室内环境信息和室外环境信息导入集成控制模型；

集成控制模块，用于采集室内环境信息并存储，还用于存储由采集模块和存储模块发送的室外环境信息和环境基准值集；并根据集成控制模块内部对应的室内环境信息、室外环境信息和环境基准值集，生成相应的调节指令；

第二通讯模块，用于将生成的相应调节指令发送给现场调节模块；

现场调节模块，用于根据判断模块发送的室内环境信息的调节方式进行室内环境的调节。

更新模块，用于根据室内不同时间段环境要求的不同，对环境基准值集进行调整，并将新的环境基准值集输入集成控制模块。

Images