一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)及方法，包括云計(jì)算平臺(tái)、中央控制系統(tǒng)、室內(nèi)可控設(shè)備、燈光控制模塊、室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊、室外環(huán)境信息采集模塊，各模塊之間協(xié)同運(yùn)作，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)教室環(huán)境的智能控制。本發(fā)明所述的基于云計(jì)算技術(shù)的教室智能控制系統(tǒng)是通過(guò)收集室內(nèi)、室外環(huán)境采集模塊的信息，經(jīng)由云計(jì)算平臺(tái)和中央控制系統(tǒng)的分析計(jì)算之后對(duì)教室環(huán)境實(shí)施智能化的改善和調(diào)整，使教室保持良好的空氣質(zhì)量，為學(xué)生提供健康舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)，系統(tǒng)自適應(yīng)地對(duì)燈光和室內(nèi)可控設(shè)備的控制達(dá)到了有效節(jié)能的目的。
【專利說(shuō)明】
-種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)及方法，具體設(shè)及云計(jì) 算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 當(dāng)今社會(huì)正在大力推行建設(shè)節(jié)約型、生態(tài)型、綠色環(huán)保型校園，政府和社會(huì)在運(yùn)方 面都加大了投資力度。
[0003] -方面，由于學(xué)校的特殊性質(zhì)，學(xué)生在教學(xué)期間絕大多數(shù)時(shí)間都是在教室里度過(guò) 且教室人員集中密集等問(wèn)題，容易造成教室內(nèi)二氧化碳濃度過(guò)高、在夏季溫度高、室內(nèi)悶 熱，冬天溫度過(guò)低、外界空氣污染等現(xiàn)象。運(yùn)些都可能成為影響老師同學(xué)上課效果、身體健 康的因素，因此，如何為學(xué)生提供一個(gè)舒適良好的學(xué)習(xí)環(huán)境并且減少外界的干擾和傷害是 非常關(guān)鍵和重要的。
[0004] 另一方面，每所學(xué)校都有大量的教學(xué)區(qū)域和辦公區(qū)域，在很多時(shí)候都存在著忘記 關(guān)燈，只有少數(shù)人卻燈火通明的現(xiàn)象。除此之外，光線的強(qiáng)弱也無(wú)法調(diào)控，容易對(duì)同學(xué)造成 近視等不良后果。所W，如何有效調(diào)節(jié)照明，節(jié)約能源，減少浪費(fèi)也是當(dāng)今關(guān)注的重點(diǎn)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，解決教學(xué)環(huán)境存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于 云計(jì)算技術(shù)的教室智能控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，包括云計(jì)算平臺(tái)、中央控制系統(tǒng)、 室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊、室外環(huán)境信息采集模塊、室內(nèi)可控設(shè)備模塊、燈光控制模塊；
[0007] 所述的云計(jì)算平臺(tái)是計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理兼顧的綜合云計(jì)算平臺(tái)，能夠通過(guò)對(duì)收 集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)記錄等操作，對(duì)當(dāng)前教室的環(huán)境狀況提出合理有效的處理方案， 并將操作指示發(fā)送給中央控制系統(tǒng)。
[000引所述的中央控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集匯總各模塊采集的信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給云計(jì)算平 臺(tái)，之后再?gòu)脑朴?jì)算平臺(tái)接收操作指示，對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備發(fā)出命令W調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。同時(shí)， 也負(fù)責(zé)對(duì)室內(nèi)燈光的調(diào)控W達(dá)到節(jié)能的目的。
[0009] 所述的室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊包括室內(nèi)PM2.5傳感器，室內(nèi)化、0)2濃度傳感器，室 內(nèi)溫濕度傳感器。室內(nèi)PM2.5傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)的PM2.5含量，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái);室內(nèi) 化、0)2濃度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)化、0)2的濃度，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái);室內(nèi)溫濕度傳感器負(fù) 責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)的溫度及濕度，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。此模塊將Ξ個(gè)傳感器所記錄的數(shù)據(jù)傳送 至中央控制系統(tǒng)。
[0010] 所述的室外環(huán)境信息采集模塊需要考慮更多的因素，包括室外PM2.5傳感器，光照 傳感器，聲音傳感器，室外溫濕度傳感器，風(fēng)雨傳感器，室外化、〔化濃度傳感器六個(gè)部分。室 外PM2.5傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外空氣中PM2.5的含量，記錄數(shù)據(jù);光照傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外光 線的強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù);聲音傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外噪音的強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù);室外溫濕度傳感器 負(fù)責(zé)檢測(cè)室外的溫度及濕度，記錄數(shù)據(jù);風(fēng)雨傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外的風(fēng)力和降雨量，記錄數(shù) 據(jù);室外化、0)2濃度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外的化及C〇2的濃度，記錄數(shù)據(jù)。此模塊將六個(gè)傳感器 所記錄的數(shù)據(jù)傳送至中央控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。
[0011] 所述的室內(nèi)可控設(shè)備模塊用于對(duì)口窗、空氣凈化器、加濕器、空調(diào)的控制。本模塊 需要接收中央控制系統(tǒng)的命令指示來(lái)進(jìn)行調(diào)控，W達(dá)到最佳的環(huán)境指標(biāo)。
[0012] 所述的燈光控制模塊包括人體傳感器、光照傳感器和照明燈光組。人體傳感器負(fù) 責(zé)檢測(cè)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)是否有人;光照傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)；照明燈光組有提供光照 及補(bǔ)充照明的作用。
[0013] 上述的云計(jì)算平臺(tái)利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，能夠有效節(jié)約時(shí)間 和資源并迅速得出處理方案。
[0014] 上述的中央控制系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的核屯、，從室內(nèi)外環(huán)境信息采集模塊W及燈光控 制模塊中獲取信息，傳送至云計(jì)算平臺(tái)，又從云計(jì)算平臺(tái)中獲得處理結(jié)果，對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備 及燈光進(jìn)行調(diào)控。
[0015] 上述的室內(nèi)、室外環(huán)境信息采集模塊利用傳感器進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的檢測(cè)和收集工 作。傳感器能被較靈活地放置在室內(nèi)外環(huán)境中；傳感器具有一定的傳輸可靠性和抗干擾能 力;傳感器采用低功耗的設(shè)計(jì)方法，無(wú)需頻繁更換。
[0016] 上述的燈光控制模塊能通過(guò)人體傳感器和光照傳感器反饋的數(shù)據(jù)，為使用者提供 足夠且舒適的光強(qiáng)，同時(shí)在無(wú)人或不需要的區(qū)域能夠保持節(jié)能狀態(tài)。
[0017] 本發(fā)明還提供一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制方法，基于W上所述的教 室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，其步驟如下：
[0018] 整個(gè)系統(tǒng)會(huì)在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)之后分兩條路徑進(jìn)行工作。
[0019] (1 )、第一路徑:對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控：
[0020] (la)、云計(jì)算平臺(tái)綜合季節(jié)信息和數(shù)據(jù)庫(kù)信息發(fā)布今日環(huán)境達(dá)標(biāo)參數(shù)值和惡劣參 數(shù)值，并將其發(fā)送給中央控制系統(tǒng)。
[0021] (化）、中央控制系統(tǒng)綜合室內(nèi)外信息采集模塊所傳送的各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)并計(jì)算當(dāng)前 的環(huán)境質(zhì)量參數(shù)值，與云計(jì)算平臺(tái)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)是否 達(dá)標(biāo):若達(dá)標(biāo)，對(duì)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行更新，并再次進(jìn)行判斷;若未達(dá)標(biāo)，中央控制系統(tǒng)綜 合各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行改善操作。
[0022] (1C)、室內(nèi)環(huán)境改善措施如下：首先判斷當(dāng)前室外環(huán)境是否惡劣，若惡劣，啟動(dòng)室 內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)，使當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)趨于達(dá)標(biāo);若室外環(huán)境良好，中央控制系統(tǒng)則通過(guò)環(huán)境質(zhì) 量調(diào)節(jié)算法對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備進(jìn)行有效控制使當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)趨于達(dá)標(biāo)，在一定的時(shí)間段 后再次檢測(cè)，若未達(dá)標(biāo)，執(zhí)行相同的操作。
[0023] (Id)、室內(nèi)電子屏顯示當(dāng)前室內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)和信息。
[0024] (2)、第二路徑:對(duì)室內(nèi)的光照系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控
[0025] 人體傳感器檢測(cè)相關(guān)區(qū)域是否有人，若有人，則判斷室內(nèi)投影設(shè)備是否啟動(dòng)，在投 影設(shè)備啟動(dòng)的情況下光照傳感器檢測(cè)當(dāng)前光照是否合適，若不合適則由中央控制系統(tǒng)通過(guò) 燈光調(diào)節(jié)算法綜合自然光照調(diào)節(jié)室內(nèi)照明燈光組至適宜狀態(tài);在無(wú)人或當(dāng)前光照合適的情 況下，自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式。
[0026] 上述步驟(Ic)中，在室外環(huán)境惡劣的情況下，啟動(dòng)室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)是一種 新型室內(nèi)通風(fēng)排氣設(shè)備，屬于開放式的循環(huán)系統(tǒng)，讓學(xué)生在封閉的室內(nèi)也可w呼吸到新鮮、 局品質(zhì)的至氣。
[0027]上述步驟(la)中引入環(huán)境質(zhì)量調(diào)節(jié)算法。參數(shù)P來(lái)表示當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)值，參數(shù) λ和δ表示當(dāng)日環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)值和惡劣值，參數(shù)K表示當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)，貝化的表達(dá)式為：
[002引
（1)
[0029] 同時(shí)，參數(shù)Ρ的計(jì)算公式為：
[0030]
(2)
[0031] 其中參數(shù)η表示相應(yīng)室內(nèi)或室外信息采集模塊的傳感器數(shù)量，參數(shù)Cl表示模塊內(nèi) 第i個(gè)傳感器采集的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)，Di為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)公式（1)和公式(2)，云計(jì) 算平臺(tái)可W對(duì)當(dāng)前的環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行有效的判定，從而發(fā)出正確的操作指令。
[0032] 上述步驟(2)中的燈光調(diào)節(jié)算法為：
[0033] 參數(shù)u(t)表示照明燈光組的光照強(qiáng)度，e(t)表示當(dāng)前室內(nèi)光照強(qiáng)度與適宜的光照 強(qiáng)度之差，貝U
[0034]
(3)
[00對(duì)其中，Κρ表示比例系數(shù)，Τι為積分時(shí)間，Td為積分時(shí)間，U0為控制常量。根據(jù)燈光調(diào) 節(jié)算法，可W有效控制照明燈光組的光照強(qiáng)度，迅速提供一個(gè)適宜光照的教室環(huán)境。
[0036] 有益效果:本發(fā)明提供的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)中央控制系統(tǒng)的調(diào)控， 將室內(nèi)外環(huán)境信息采集模塊、燈光控制模塊所收集的數(shù)據(jù)信息與云計(jì)算平臺(tái)所分析的參數(shù) 指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，從而對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備及照明燈光組進(jìn)行控制，最終達(dá)到一個(gè)舒適的環(huán)境標(biāo) 準(zhǔn)。同時(shí)，能夠有效利用資源，節(jié)約能源。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0038] 圖2是一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。W下實(shí)例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的 技術(shù)方案，而不能W此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0040] 如圖1所示一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，包括云計(jì)算平臺(tái)、中央 控制系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊、室外環(huán)境信息采集模塊、室內(nèi)可控設(shè)備模塊、燈光控制 模塊；
[0041] 所述的云計(jì)算平臺(tái)是計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理兼顧的綜合云計(jì)算平臺(tái)，能夠通過(guò)對(duì)收 集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)記錄等操作，對(duì)當(dāng)前教室的環(huán)境狀況提出合理有效的處理方案， 并將操作指示發(fā)送給中央控制系統(tǒng)。
[0042] 所述的中央控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集匯總各模塊采集的信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給云計(jì)算平 臺(tái)，之后再?gòu)脑朴?jì)算平臺(tái)接收操作指示，對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備發(fā)出命令W調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。同時(shí)， 也負(fù)責(zé)對(duì)室內(nèi)燈光的調(diào)控W達(dá)到節(jié)能的目的。
[0043] 所述的室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊包括室內(nèi)PM2.5傳感器，室內(nèi)化、0)2濃度傳感器，室 內(nèi)溫濕度傳感器。室內(nèi)PM2.5傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)的PM2.5含量，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái);室內(nèi) 化、0)2濃度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)化、0)2的濃度，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái);室內(nèi)溫濕度傳感器負(fù) 責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)的溫度及濕度，并將數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。此模塊將Ξ個(gè)傳感器所記錄的數(shù)據(jù)傳送 至中央控制系統(tǒng)。
[0044] 所述的室外環(huán)境信息采集模塊需要考慮更多的因素，包括室外PM2.5傳感器，光照 傳感器，聲音傳感器，室外溫濕度傳感器，風(fēng)雨傳感器，室外化、C〇2濃度傳感器。室外PM2.5傳 感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外空氣中PM2.5的含量，記錄數(shù)據(jù);光照傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外光線的強(qiáng)度， 記錄數(shù)據(jù);聲音傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外噪音的強(qiáng)度，記錄數(shù)據(jù);室外溫濕度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室 外的溫度及濕度，記錄數(shù)據(jù);風(fēng)雨傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外的風(fēng)力和降雨量，記錄數(shù)據(jù);室外化、 C〇2濃度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外的化及C〇2的濃度，記錄數(shù)據(jù)。此模塊將六個(gè)傳感器所記錄的數(shù) 據(jù)傳送至中央控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。
[0045] 所述的室內(nèi)可控設(shè)備模塊用于包括對(duì)口窗、空氣凈化器、加濕器、空調(diào)的控制。本 模塊需要接收中央控制系統(tǒng)的命令指示來(lái)進(jìn)行調(diào)控，W達(dá)到最佳的環(huán)境指標(biāo)。
[0046] 所述的燈光控制模塊包括人體傳感器、光照傳感器和照明燈光組。人體傳感器負(fù) 責(zé)檢測(cè)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)是否有人;光照傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng)；照明燈光組有提供光照 及補(bǔ)充照明的作用。
[0047] 上述的云計(jì)算平臺(tái)利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，能夠有效節(jié)約時(shí)間 和資源并迅速得出處理方案。
[0048] 上述的中央控制系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的核屯、，從室內(nèi)外環(huán)境信息采集模塊W及燈光控 制模塊中獲取信息，傳送至云計(jì)算平臺(tái)，又從云計(jì)算平臺(tái)中獲得處理結(jié)果，對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備 及燈光進(jìn)行調(diào)控。
[0049] 上述的室內(nèi)、室外環(huán)境信息采集模塊利用傳感器進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的檢測(cè)和收集工 作。傳感器能被較靈活地放置在室內(nèi)外環(huán)境中；傳感器具有一定的傳輸可靠性和抗干擾能 力;傳感器采用低功耗的設(shè)計(jì)方法，無(wú)需頻繁更換。
[0050] 上述的燈光控制模塊能通過(guò)人體傳感器和光照傳感器反饋的數(shù)據(jù)，為使用者提供 足夠且舒適的光強(qiáng)，同時(shí)在無(wú)人或不需要的區(qū)域能夠保持節(jié)能狀態(tài)。
[0051] 如圖2所示，一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制方法，基于W上教室環(huán)境智 能控制方法，其步驟如下:整個(gè)系統(tǒng)會(huì)在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)之后分兩條路徑進(jìn)行工 作。
[0052] (1)、第一路徑:對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控：
[0053] (a)、云計(jì)算平臺(tái)綜合季節(jié)信息和數(shù)據(jù)庫(kù)信息發(fā)布今日環(huán)境達(dá)標(biāo)參數(shù)值和惡劣參 數(shù)值，并將其發(fā)送給中央控制系統(tǒng)。
[0054] (b)、中央控制系統(tǒng)綜合室內(nèi)外信息采集模塊所傳送的各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)并計(jì)算當(dāng)前 的環(huán)境質(zhì)量參數(shù)值，與云計(jì)算平臺(tái)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)是否 達(dá)標(biāo):若達(dá)標(biāo)，15分鐘后對(duì)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行更新，并再次進(jìn)行判斷;若未達(dá)標(biāo)，中央控 制系統(tǒng)綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行改善操作。
[0055] (C)、室內(nèi)環(huán)境改善措施如下:首先判斷當(dāng)前室外環(huán)境是否惡劣，若惡劣，啟動(dòng)室內(nèi) 新風(fēng)系統(tǒng)，使當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)趨于達(dá)標(biāo);若室外環(huán)境良好，中央控制系統(tǒng)則通過(guò)環(huán)境質(zhì)量 調(diào)節(jié)算法對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備進(jìn)行有效控制使當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)趨于達(dá)標(biāo)。在一定的時(shí)間段后 再次檢測(cè)，若未達(dá)標(biāo)，執(zhí)行相同的操作。
[0056] (d)、室內(nèi)電子屏顯示當(dāng)前室內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)和信息。
[0057] (2)、第二路徑:對(duì)室內(nèi)的光照系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控：
[0058] 人體傳感器檢測(cè)相關(guān)區(qū)域是否有人，若有人，則判斷室內(nèi)投影設(shè)備是否啟動(dòng)，在投 影設(shè)備啟動(dòng)的情況下光照傳感器檢測(cè)當(dāng)前光照是否合適，若不合適則由中央控制系統(tǒng)通過(guò) 燈光調(diào)節(jié)算法綜合自然光照調(diào)節(jié)室內(nèi)照明燈光組至適宜狀態(tài);在無(wú)人或當(dāng)前光照合適的情 況下，自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式。
[0059] 上述步驟(C)中，在室外環(huán)境惡劣的情況下，啟動(dòng)室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)是一種 新型室內(nèi)通風(fēng)排氣設(shè)備，屬于開放式的循環(huán)系統(tǒng)，讓學(xué)生在封閉的室內(nèi)也可W呼吸到新鮮、 局品質(zhì)的至氣。
[0060] 上述步驟(a)中引入環(huán)境質(zhì)量調(diào)節(jié)算法。參數(shù)P來(lái)表示當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)值，參數(shù)λ 和δ表示當(dāng)日環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)值和惡劣值，參數(shù)Κ表示當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)，貝化的表達(dá)式為：
[0064] 其中參數(shù)η表示相應(yīng)室內(nèi)或室外信息采集模塊的傳感器數(shù)量，參數(shù)Cl表示模塊內(nèi) 第i個(gè)傳感器采集的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)，Di為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)公式（1)和公式(2)，云計(jì) 算平臺(tái)可W對(duì)當(dāng)前的環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行有效的判定，從而發(fā)出正確的操作指令。
[0065] 上述步驟(2)中引入燈光調(diào)節(jié)算法，參數(shù)u(t)表示照明燈光組的光照強(qiáng)度，e(t)表 示當(dāng)前室內(nèi)光照強(qiáng)度與適宜的光照強(qiáng)度之差，貝U
[0066]
(3)
[0067] 其中，Κρ表示比例系數(shù)，Τι為積分時(shí)間，Td為積分時(shí)間，U0為控制常量。根據(jù)燈光調(diào) 節(jié)算法，可W有效控制照明燈光組的光照強(qiáng)度，迅速提供一個(gè)適宜光照的教室環(huán)境。
[0068] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和變形，運(yùn)些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，其特征在于:包括云計(jì)算平臺(tái)、中央 控制系統(tǒng)、室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊、室外環(huán)境信息采集模塊、室內(nèi)可控設(shè)備模塊、燈光控制 模塊； 所述的中央控制系統(tǒng)用于收集匯總室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊和室外環(huán)境信息采集模塊 采集的信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給云計(jì)算平臺(tái)，之后再?gòu)脑朴?jì)算平臺(tái)接收操作指示，分別將控制 命令發(fā)送至室內(nèi)可控設(shè)備模塊和燈光控制模塊，用于調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境和對(duì)室內(nèi)燈光進(jìn)行調(diào) 控。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述的室內(nèi)環(huán)境信息采集模塊包括室內(nèi)PM2.5傳感器，室內(nèi)〇2、C〇2濃度傳感器，室內(nèi)溫濕度 傳感器;所述室內(nèi)PM2.5傳感器用于檢測(cè)教室內(nèi)的PM2.5含量并記錄數(shù)據(jù);所述室內(nèi)化、C〇2濃 度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)教室內(nèi)化、0)2的濃度并記錄數(shù)據(jù);所述室內(nèi)溫濕度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)教室 內(nèi)的溫度及濕度并記錄數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述的室外環(huán)境信息采集模塊包括室外PM2.5傳感器，光照傳感器，聲音傳感器，室外溫濕 度傳感器，風(fēng)雨傳感器，室外化、0)2濃度傳感器;所述室外PM2.5傳感器用于檢測(cè)教室外的 PM2.5含量并記錄數(shù)據(jù);所述光照傳感器用于檢測(cè)室外光線的強(qiáng)度并記錄數(shù)據(jù);聲音傳感器 用于檢測(cè)室外噪音的強(qiáng)度并記錄數(shù)據(jù);所述室外溫濕度傳感器用于檢測(cè)室外的溫度及濕度 并記錄數(shù)據(jù);所述風(fēng)雨傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)室外的風(fēng)力和降雨量并記錄數(shù)據(jù);所述室外化、C〇2濃 度傳感器用于檢測(cè)室外的化及C〇2的濃度并記錄數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述的室內(nèi)可控設(shè)備模塊用于包括對(duì)口窗、空氣凈化器、加濕器、空調(diào)的控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述的燈光控制模塊包括人體傳感器、光照傳感器和照明燈光組;所述人體傳感器用于檢 測(cè)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)是否有人;所述光照傳感器用于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的光強(qiáng);所述照明燈光組用于提 供光照及補(bǔ)充照明的作用。6. -種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制方法，其特征在于利用權(quán)利要求1所述的 系統(tǒng)，其步驟如下:整個(gè)系統(tǒng)會(huì)在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)之后分兩條路徑進(jìn)行工作； (1 )、第一路徑:對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控 (la)、云計(jì)算平臺(tái)綜合季節(jié)信息和數(shù)據(jù)庫(kù)信息發(fā)布今日環(huán)境達(dá)標(biāo)參數(shù)值和惡劣參數(shù) 值，并將其發(fā)送給中央控制系統(tǒng)； (化）、中央控制系統(tǒng)綜合室內(nèi)外信息采集模塊所傳送的各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)并計(jì)算當(dāng)前的環(huán) 境質(zhì)量參數(shù)值，與云計(jì)算平臺(tái)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)是否達(dá)標(biāo)： 若達(dá)標(biāo)，對(duì)當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行更新，并再次進(jìn)行判斷;若未達(dá)標(biāo)，中央控制系統(tǒng)綜合各 項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行改善操作； (1C)、室內(nèi)環(huán)境改善措施如下： 首先判斷當(dāng)前室外環(huán)境是否惡劣，若惡劣，啟動(dòng)室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)，使當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)趨 于達(dá)標(biāo);若室外環(huán)境良好，中央控制系統(tǒng)則通過(guò)環(huán)境質(zhì)量調(diào)節(jié)算法對(duì)室內(nèi)可控設(shè)備進(jìn)行有 效控制使當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)趨于達(dá)標(biāo)，在一定的時(shí)間段后再次檢測(cè)，若未達(dá)標(biāo)，執(zhí)行相同的 操作； (Id)、室內(nèi)電子屏顯示當(dāng)前室內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)和信息； (2 )、第二路徑:對(duì)室內(nèi)的光照系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控 人體傳感器檢測(cè)相關(guān)區(qū)域是否有人，若有人，則判斷室內(nèi)投影設(shè)備是否啟動(dòng)，在投影設(shè) 備啟動(dòng)的情況下光照傳感器檢測(cè)當(dāng)前光照是否合適，若不合適則由中央控制系統(tǒng)通過(guò)燈光 調(diào)節(jié)算法綜合自然光照調(diào)節(jié)室內(nèi)照明燈光組至適宜狀態(tài)；在無(wú)人或當(dāng)前光照合適的情況 下，自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制方法，其特征在于 所述步驟(la)中的環(huán)境達(dá)標(biāo)參數(shù)值和惡劣參數(shù)值引入環(huán)境質(zhì)量調(diào)節(jié)算法； 參數(shù)P來(lái)表示當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量參數(shù)值，參數(shù)λ和δ表示當(dāng)日環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)值和惡劣值，參數(shù) Κ表示當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)，貝化的表達(dá)式為：(1) 同時(shí)，參數(shù)Ρ的計(jì)算公式為：(2) 其中參數(shù)η表示相應(yīng)室內(nèi)或室外信息采集模塊的傳感器數(shù)量，參數(shù)Cl表示模塊內(nèi)第i個(gè) 傳感器采集的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)，Di為對(duì)應(yīng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)公式（1)和公式(2)，云計(jì)算平臺(tái) 對(duì)當(dāng)前的環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行有效的判定，從而發(fā)出正確的操作指令。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于云計(jì)算技術(shù)的教室環(huán)境智能控制方法，其特征在于 所述步驟(2)中的燈光調(diào)節(jié)算法如下： 參數(shù)u(t)表示照明燈光組的光照強(qiáng)度，e(t)表示當(dāng)前室內(nèi)光照強(qiáng)度與適宜的光照強(qiáng)度 之差，則(3) 其中，Κρ表示比例系數(shù)，Τι為積分時(shí)間，Td為積分時(shí)間，U0為控制常量，根據(jù)燈光調(diào)節(jié)算 法，可W有效控制照明燈光組的光照強(qiáng)度，迅速提供一個(gè)適宜光照的教室環(huán)境。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK105972782SQ201610435842
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】韓光潔, 唐正凱, 林晨, 李知繁
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)