CN117714910A - 一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制系统领域，且公开了一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，系统包括图像导入模块、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、能源异常消耗检测模块、能源异常消耗定位模块以及优化反馈模块，通过对楼宇图像进行采集，再对楼宇内外的情况进行实时监测和数据采集，通过对楼宇信息数据进行处理、特征提取和动态分析，得到能源异常消耗评估指数对楼宇内外的能源消耗情况进行检测，并能源异常消耗位置进行定位，将位置信息向管理员进行反馈，通过对楼宇内外分区域进行数据监测和分析，准确检测出能源异常消耗结果，并更精确的定位出能源异常消耗的位置，提前预防解决因能源异常消耗而导致的安全问题。

Description

一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，更具体地涉及一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统。

背景技术

随着城市化进程的加快，楼宇数量和规模的扩大，楼宇能耗也在不断增加，其中对讲机的能源消耗占有一定比例，而现在主要采用的优势对讲机系统包括：4线别墅式视频对讲系统、IP对讲系统、数字多楼视频对讲系统、智能家居、云存储和云服务、数字录像、闭路电视摄像机等。因此，通过对楼宇对讲机进行能源优化，降低其能源消耗，提高能源利用效率，对于实现楼宇的节能减排目标具有重要意义；通过楼宇对讲机对能源进行优化的具体措施包括：引入智能控制系统，实现对设备运行状态的实时监控和调整，并建立完善的能源管理体系，实现对楼宇对讲系统设备的集中管理和监控；采用节能技术和设备，如高效节能的对讲机、LED照明等；

然而上述过程仍然具备以下缺点：

其一、现有的楼宇对讲机控制系统仅仅是通过视频监控对楼宇内外的能源消耗进行监测，缺乏对楼宇内外分区域进行数据监测和动态分析，可能导致能源异常消耗所检测出的结果不准确，同时可能导致对楼宇各设备的维护成本增加；

其二、对楼宇内外的能源异常消耗分析和检测不够智能化，无法精确的定位出能源异常消耗的位置，同时缺少对能源监控时的自动调控。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，包括：

图像导入模块：用于将带有WIFI功能的摄像头与移动设备相连接，对楼宇图像进行采集，将采集的楼宇图像导入主显示器中，并对楼宇图像按室内外空间进行区域划分，编号为1,2,3,……,n；

数据采集模块：用于室内监控器和户外站对楼宇内外的情况进行实时监测，并对楼宇信息数据进行采集，所采集的数据包括：门禁数据、视频监控数据、环境数据、声音采集以及对讲数据，再将采集的楼宇信息数据按图像所划分的区域进行分类存储至数据库中，并将采集的各子区域楼宇信息数据传输至数据处理模块；

数据处理模块：基于对采集的各子区域楼宇信息数据进行处理和特征提取，得到电力数据、燃气数据、各设备运行数据、环境数据以及人员行为数据，并将处理后的各子区域楼宇信息数据传输至数据分析模块；

数据分析模块：用于对处理后的各子区域楼宇信息数据进行动态分析，并对分析后的各子区域楼宇信息数据进行计算，得到能源利用效率系数、能源能耗系数以及环境系数；

能源异常消耗检测模块：基于对分析后的各子区域楼宇信息数据进行二次分析，推导出能源异常消耗评估指数，通过能源异常消耗评估指数对楼宇内外各区域的能源消耗情况进行检测，若检测出能源消耗异常，则将能源异常消耗结果传输至能源异常消耗定位模块；

能源异常消耗定位模块：用于接收能源异常消耗结果，并对楼宇内外各区域的能源异常消耗位置进行定位，并将能源异常消耗的位置信息传输至优化反馈模块；

优化反馈模块：用于将能源异常消耗的位置信息向管理员进行反馈，生成的能源异常监测报告，并针对能源异常消耗能的区域给出能源优化方案，同时采取能源优化措施对能源消耗进行适当优化。

优选的，所述图像导入模块是通过应用程序或浏览器上的相应功能来实时查看摄像头的画面，将采集到的楼宇图像自动上传保存到云端，并将采集的楼宇图像按楼宇室内外空间进行区域分割，同时对楼宇图像各区域中对讲机的位置进行整理和标记。

优选的，所述数据采集模块采用的室内监控器通常配备摄像头和各种传感器，采集楼宇内各种设备的状态数据；所述各种传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器以及水位传感器。

优选的，所述数据处理模块是通过对采集的各子区域楼宇信息数据按图像所划分的区域进行分类整理、汇总和处理，再进行数据特征提取，提取出有关能源消耗的数据，包括电力数据、水资源数据、设备运行数据、环境数据以及人员行为数据；

所述电力数据包括第j个区域设备的总用电量R_j、用电时间q_j以及电功率p_j；所述燃气数据包括第j个区域燃气用量o_j以及燃气的使用时长l_j；所述设备运行数据包括第j个区域设备的运行时间t_j、运行频率v_j以及负载z_j；所述环境数据包括第j个区域的温度ΔT_j、湿度d_j以及光照强度x_j；所述人员行为数据包括第j个区域人员活动时间T_j′以及设备使用时长t_j′。

优选的，所述数据分析模块是通过对各项能源消耗相关数据的变化趋势和异常进行实时分析和检测，并实时监测和理解数据的变化情况；

所述能源利用效率系数R_j表示第j个区域设备的总用电量，q_j表示第j个区域设备的用电时间，p_j表示第j个区域设备的电功率，t_j表示第j个区域设备的运行时间，v_j表示第j个区域设备的运行频率，z_j表示第j个区域设备的负载，h_j表示第j个区域设备的功率因数，η_j表示第j个区域的能源利用效率系数；

所述能源能耗系数o_j表示第j个区域燃气用量，l_j表示第j个区域燃气的使用时长，s_j表示第j个区域天然气的热值，p_j表示第j个区域设备的电功率，q_j表示第j个区域设备的用电时间，T_j′表示第j个区域人员活动时间，I_j表示第j个区域的能源能耗系数；

所述环境系数m_j＝f^σ(ΔT_j，d_j，x_j)＝(ΔT_j×a₁+d_j×a₂+x_j×a₃)^σ，ΔT_j表示第j个区域环境温度，d_j表示第j个区域环境湿度，x_j表示第j个区域光照强度，σ表示环境影响因子，m_j表示第j个区域的环境系数。

优选的，所述能源异常消耗评估指数通过能源利用效率系数η_j，能源能耗系数I_j以及环境系数m_j进行计算，得出ω_j表示第j个区域的能源异常消耗评估指数；

当能源异常消耗评估指数ω_j＜预设的标准能源消耗指数u，则继续对楼宇内外各区域的能源消耗进行监测，当能源异常消耗评估指数ω_j＞预设的标准能源消耗指数u，则表示检测到能源异常消耗情况，并将检测的能源异常消耗结果传输至能源异常消耗定位模块。

优选的，所述能源异常消耗定位模块是通过检测出的能源异常消耗结果及时发现各区域能源异常消耗，对能源异常所在的位置进行标记，并识别出导致能源异常消耗的设备，再将设备所处的位置信息传输至优化反馈模块。

优选的，所述优化反馈模块是对检出的能源异常消耗所在的位置进行报警，将生成的能源异常监测报告和能源优化方案发送至管理员手机端，管理员根据能源优化方案对能源异常消耗的位置进行远程控制，同时还通过对各区域能源消耗进行自动化的适当调控。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过设有图像导入模块将带有WIFI功能的摄像头与移动设备相连接对楼宇图像进行采集，并进行区域划分，数据采集模块对楼宇内外的情况进行实时监测，并对楼宇室信息数据进行采集，通过数据处理模块对采集的各子区域楼宇信息数据进行处理和特征提取，数据分析模块对处理后的各子区域楼宇信息数据进行动态分析，得到能源利用效率系数、能源能耗系数以及环境系数，通过能源异常消耗检测模块推导出能源异常消耗评估指数，并通过能源异常消耗评估指数对楼宇内外各区域的能源消耗情况进行检测，能源异常消耗定位模块对楼宇内外各区域的能源异常消耗位置进行定位，通过优化反馈模块将能源异常消耗的位置信息向管理员进行反馈，并针对能源异常消耗能的情况给能源优化方案，同时采取能源优化措施对能源消耗进行适当优化，有利于通过对楼宇内外分区域进行数据监测和动态分析，使能源异常消耗所检测出的结果更为准确，降低了楼宇各设备的维护成本，并对楼宇内外的能源异常消耗的智能化分析和检测，更精确的定位出能源异常消耗的位置，同时对能源监控时的自动调控，提前预防解决因能源异常消耗而导致的安全问题。

附图说明

图1为本发明的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统流程图。

图2为本发明的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统的总体框图。

图3为本发明的图像导入模块流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，包括：

图像导入模块：用于将带有WIFI功能的摄像头与移动设备相连接，对楼宇图像进行采集，将采集的楼宇图像导入主显示器中，并对楼宇图像按室内外空间进行区域划分，编号为1,2,3,……,n。

本实施例中，图像导入模块是通过应用程序或浏览器上的相应功能来实时查看摄像头的画面，将采集到的楼宇图像自动上传保存到云端，并将采集的楼宇图像按楼宇室内外空间进行区域分割，同时对楼宇图像各区域中对讲机的位置进行整理和标记。

需要具体说明的是，图像导入模块是将楼宇内的不同区域划分为特定的图像区域，可以更精确地监控不同区域内的活动，实现对楼宇内部各个区域的实时监控，将楼宇内的不同区域进行分类管理，方便监控和管理人员对特定区域内的活动进行观察和控制，管理员可以通过对讲机直接查看楼宇内部的情况，及时发现并应对安全风险。

数据采集模块：用于室内监控器和户外站对楼宇内外的情况进行实时监测，并对楼宇信息数据进行采集，所采集的数据包括：门禁数据、视频监控数据、环境数据、声音采集以及对讲数据，再将采集的楼宇信息数据按图像所划分的区域进行分类存储至数据库中，并将采集的各子区域楼宇信息数据传输至数据处理模块。

本实施例中，数据采集模块采用的室内监控器通常配备摄像头和各种传感器，采集楼宇内各种设备的状态数据；各种传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器以及水位传感器。

需要具体说明的是，数据采集模块通过室内监控器和户外站通过监控和录像功能，可以实时监测楼宇内外的安全状况，并楼宇内的设备运行状态进行监测，将采集到的数据进行分类存储，方便对数据进行管理、提取、处理和分析。

数据处理模块：基于对采集的各子区域楼宇信息数据进行处理和特征提取，得到电力数据、燃气数据、各设备运行数据、环境数据以及人员行为数据，并将处理后的各子区域楼宇信息数据传输至数据分析模块。

本实施例中，数据处理模块是通过对采集的各子区域楼宇信息数据按图像所划分的区域进行分类整理、汇总和处理，再进行数据特征提取，提取出有关能源消耗的数据，包括电力数据、水资源数据、设备运行数据、环境数据以及人员行为数据；

电力数据包括第j个区域设备的总用电量R_j、用电时间q_j以及电功率p_j；燃气数据包括第j个区域燃气用量o_j以及燃气的使用时长l_j；设备运行数据包括第j个区域设备的运行时间t_j、运行频率v_j以及负载z_j；环境数据包括第j个区域的温度ΔT_j、湿度d_j以及光照强度x_j；人员行为数据包括第j个区域人员活动时间T_j′以及设备使用时长t_j′。

需要具体说明的是，数据处理模块能实时监测楼宇内外各设备的能源消耗情况，及时发现能源浪费的问题，有利于制定合理的能源调整策略，从而实现节能效果，同时帮助楼宇管理者了解楼宇对讲机的能源使用趋势，并不断改进楼宇对讲机的能源管理策略，进一步提高能源利用效率；

各设备的负载的具体计算公式为Y_j表示各设备的额定功率，h表示各设备的功率因数，U_j表示各设备的电压，i_j表示各设备的电流。

数据分析模块：用于对处理后的各子区域楼宇信息数据进行动态分析，并对分析后的各子区域楼宇信息数据进行计算，得到能源利用效率系数、能源能耗系数以及环境系数。

本实施例中，数据分析模块是通过对各项能源消耗相关数据的变化趋势和异常进行实时分析和检测，并实时监测和理解数据的变化情况；

能源利用效率系数R_j表示第j个区域设备的总用电量，q_j表示第j个区域设备的用电时间，p_j表示第j个区域设备的电功率，t_j表示第j个区域设备的运行时间，v_j表示第j个区域设备的运行频率，z_j表示第j个区域设备的负载，h_j表示第j个区域设备的功率因数，η_j表示第j个区域的能源利用效率系数；

能源能耗系数o_j表示第j个区域燃气用量，l_j表示第j个区域燃气的使用时长，s_j表示第j个区域天然气的热值，p_j表示第j个区域设备的电功率，q_j表示第j个区域设备的用电时间，T_j′表示第j个区域人员活动时间，I_j表示第j个区域的能源能耗系数；

环境系数m_j＝f^σ(ΔT_j，d_j，x_j)＝(ΔT_j×a₁+d_j×a₂+x_j×a₃)^σ，ΔT_j表示第j个区域环境温度，d_j表示第j个区域环境湿度，x_j表示第j个区域光照强度，σ表示环境影响因子，m_j表示第j个区域的环境系数。

需要具体说明的是，数据分析模块帮助楼宇管理者实时了解楼宇的能源消耗情况，并发现能源浪费的问题，从而采取相应的措施进行优化和节约，同时，通过检测设备的异常耗能情况发现设备存在异常，及时采取措施进行维修和调整，以减少能源的浪费和安全隐患。

能源异常消耗检测模块：基于对分析后的各子区域楼宇信息数据进行二次分析，推导出能源异常消耗评估指数，通过能源异常消耗评估指数对楼宇内外各区域的能源消耗情况进行检测，若检测出能源消耗异常，则将能源异常消耗结果传输至能源异常消耗定位模块。

本实施例中，能源异常消耗评估指数通过能源利用效率系数η_j，能源能耗系数I_j以及环境系数m_j进行计算，得出ω_j表示第j个区域的能源异常消耗评估指数；

当能源异常消耗评估指数ω_j＜预设的标准能源消耗指数u，则继续对楼宇内外各区域的能源消耗进行监测，当能源异常消耗评估指数ω_j＞预设的标准能源消耗指数u，则表示检测到能源异常消耗情况，并将检测的能源异常消耗结果传输至能源异常消耗定位模块。

需要具体说明的是，能源异常消耗检测模块通过分析和评估楼宇内外的能源使用效率，引导管理者进行优化，提高能源使用效率，并能及时发现和处理各设备潜在的故障和事故隐患，可以防止因能源异常消耗引发的系统故障和事故，保障楼宇对讲机控制系统的正常运行。

能源异常消耗定位模块：用于接收能源异常消耗结果，并对楼宇内外各区域的能源异常消耗位置进行定位，并将能源异常消耗的位置信息传输至优化反馈模块。

本实施例中，能源异常消耗定位模块是通过检测出的能源异常消耗结果及时发现各区域能源异常消耗，对能源异常所在的位置进行标记，并识别出导致能源异常消耗的设备，再将设备所处的位置信息传输至优化反馈模块。

需要具体说明的是，能源异常消耗定位模块可以定位楼宇内外能源异常消耗情况，及时发现能源异常消耗的设备或区域，并针对性地进行调整和优化从而实现节能减排的效果，减少能源浪费，降低楼宇对讲机控制系统的能源成本。

优化反馈模块：用于将能源异常消耗的位置信息向管理员进行反馈，生成的能源异常监测报告，并针对能源异常消耗能的区域给出能源优化方案，同时采取能源优化措施对能源消耗进行适当优化。

本实施例中，优化反馈模块是对检出的能源异常消耗所在的位置进行报警，将生成的能源异常监测报告和能源优化方案发送至管理员手机端，管理员根据能源优化方案对能源异常消耗的位置进行远程控制，同时还通过对各区域能源消耗进行自动化的适当调控。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：包括：

图像导入模块：用于将带有WIFI功能的摄像头与移动设备相连接，对楼宇图像进行采集，将采集的楼宇图像导入主显示器中，并对楼宇图像按室内外空间进行区域划分，编号为1,2,3,……,n；

数据采集模块：用于室内监控器和户外站对楼宇内外的情况进行实时监测，并对楼宇信息数据进行采集，所采集的数据包括：门禁数据、视频监控数据、环境数据、声音采集以及对讲数据，再将采集的楼宇信息数据按图像所划分的区域进行分类存储至数据库中，并将采集的各子区域楼宇信息数据传输至数据处理模块；

数据处理模块：基于对采集的各子区域楼宇信息数据进行处理和特征提取，得到电力数据、燃气数据、各设备运行数据、环境数据以及人员行为数据，并将处理后的各子区域楼宇信息数据传输至数据分析模块；

数据分析模块：用于对处理后的各子区域楼宇信息数据进行动态分析，并对分析后的各子区域楼宇信息数据进行计算，得到能源利用效率系数、能源能耗系数以及环境系数；

能源异常消耗检测模块：基于对分析后的各子区域楼宇信息数据进行二次分析，推导出能源异常消耗评估指数，通过能源异常消耗评估指数对楼宇内外各区域的能源消耗情况进行检测，若检测出能源消耗异常，则将能源异常消耗结果传输至能源异常消耗定位模块；

能源异常消耗定位模块：用于接收能源异常消耗结果，并对楼宇内外各区域的能源异常消耗位置进行定位，并将能源异常消耗的位置信息传输至优化反馈模块；

优化反馈模块：用于将能源异常消耗的位置信息向管理员进行反馈，生成的能源异常监测报告，并针对能源异常消耗能的区域给出能源优化方案，同时采取能源优化措施对能源消耗进行适当优化。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述图像导入模块是通过应用程序或浏览器上的相应功能来实时查看摄像头的画面，将采集到的楼宇图像自动上传保存到云端，并将采集的楼宇图像按楼宇室内外空间进行区域分割，同时对楼宇图像各区域中对讲机的位置进行整理和标记。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述数据采集模块采用的室内监控器通常配备摄像头和各种传感器，采集楼宇内各种设备的状态数据；所述各种传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器以及水位传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述数据处理模块是通过对采集的各子区域楼宇信息数据按图像所划分的区域进行分类整理、汇总和处理，再进行数据特征提取，提取出有关能源消耗的数据，包括电力数据、水资源数据、设备运行数据、环境数据以及人员行为数据；

所述电力数据包括第j个区域设备的总用电量R_j、用电时间q_j以及电功率p_j；所述燃气数据包括第j个区域燃气用量o_j以及燃气的使用时长l_j；所述设备运行数据包括第j个区域设备的运行时间t_j、运行频率v_j以及负载z_j；所述环境数据包括第j个区域的温度ΔT_j、湿度d_j以及光照强度x_j；所述人员行为数据包括第j个区域人员活动时间T_j′以及设备使用时长t_j′。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述数据分析模块是通过对各项能源消耗相关数据的变化趋势和异常进行实时分析和检测，并实时监测和理解数据的变化情况；

所述能源利用效率系数R_j表示第j个区域设备的总用电量，q_j表示第j个区域设备的用电时间，p_j表示第j个区域设备的电功率，t_j表示第j个区域设备的运行时间，v_j表示第j个区域设备的运行频率，z_j表示第j个区域设备的负载，h_j表示第j个区域设备的功率因数，η_j表示第j个区域的能源利用效率系数；

所述能源能耗系数o_j表示第j个区域燃气用量，l_j表示第j个区域燃气的使用时长，s_j表示第j个区域天然气的热值，p_j表示第j个区域设备的电功率，q_j表示第j个区域设备的用电时间，T_j′表示第j个区域人员活动时间，I_j表示第j个区域的能源能耗系数；

所述环境系数m_j＝f^σ(ΔT_j，d_j，x_j)＝(ΔT_j×a₁+d_j×a₂+x_j×a₃)^σ，ΔT_j表示第j个区域环境温度，d_j表示第j个区域环境湿度，x_j表示第j个区域光照强度，σ表示环境影响因子，m_j表示第j个区域的环境系数。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述能源异常消耗评估指数通过能源利用效率系数η_j，能源能耗系数I_j以及环境系数m_j进行计算，得出ω_j表示第j个区域的能源异常消耗评估指数；

当能源异常消耗评估指数ω_j＜预设的标准能源消耗指数u，则继续对楼宇内外各区域的能源消耗进行监测，当能源异常消耗评估指数ω_j＞预设的标准能源消耗指数u，则表示检测到能源异常消耗情况，并将检测的能源异常消耗结果传输至能源异常消耗定位模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述能源异常消耗定位模块是通过检测出的能源异常消耗结果及时发现各区域能源异常消耗，对能源异常所在的位置进行标记，并识别出导致能源异常消耗的设备，再将设备所处的位置信息传输至优化反馈模块。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇对讲机控制系统，其特征在于：所述优化反馈模块是对检出的能源异常消耗所在的位置进行报警，将生成的能源异常监测报告和能源优化方案发送至管理员手机端，管理员根据能源优化方案对能源异常消耗的位置进行远程控制，同时还通过对各区域能源消耗进行自动化的适当调控。