一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法技术方案

本发明专利技术涉及一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法，包括采集夯土建筑室内外的温湿度以及粉尘浓度、室外的光强、室内的气压，利用室内湿度均值计算湿度激活函数，通过湿度激活函数控制加湿器及除湿器的开关；利用室内的气压均值以及湿度激活函数计算加湿器及除湿器的档位调节函数，实现档位的自动调节；通过监测室外湿度及光强，控制外墙体上雨蓬设备模块的关闭及开启；通过监测室内外墙体表面的粉尘浓度及变化率来判断是否存在墙体脱落现象。本发明专利技术设计了适用于夯土建筑的智能监测维护系统，并给出了该监测系统监测参数的训练方法，为夯土建筑的智能维护奠定了基础。

A Training Method of Monitoring Parameters for Intelligent Monitoring System of Rammed Earth Buildings

The invention relates to a monitoring parameter training method of an intelligent monitoring system for rammed earth buildings, which includes collecting temperature and humidity inside and outside rammed earth buildings, dust concentration, outdoor light intensity and indoor air pressure, calculating humidity activation function by means of indoor humidity mean, controlling the switch of humidifier and dehumidifier by means of humidity activation function, and utilizing indoor air pressure mean and humidity activation function. Calculate the gear adjustment function of humidifier and dehumidifier to realize automatic gear adjustment; control the closing and opening of the awning equipment module on the outer wall by monitoring the outdoor humidity and light intensity; and judge whether there is wall falling off by monitoring the dust concentration and change rate on the surface of indoor and outdoor walls. The invention designs an intelligent monitoring and maintenance system suitable for rammed earth buildings, and provides a training method for monitoring parameters of the monitoring system, which lays a foundation for intelligent maintenance of rammed earth buildings.

【技术实现步骤摘要】
一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法
：本专利技术涉及建筑维护领域，具体涉及一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法。
技术介绍
：夯土建筑，指的是利用未经焙烧的土壤(如粘土、砂土等)通过夯筑方式建成的建筑。相较于当前诸多高技术高成本的绿色建筑，夯土建筑作为传统民居常见的建筑形式，本身具有就地取材、可降解再生、造价低廉、热工性能好等优势，蕴含着巨大的生态应用潜力。然而，夯土建筑也存在一定的局限性，需要定期的监测和维护。以潮湿多雨地区的夯土建筑为例，夯土建筑若长期不维护，夯土墙体落灰将加重，影响室内空气质量；夯土砌块之间易出现风化开裂等问题，严重时会存在结构安全问题；此外，潮湿多雨地区雨水较多，随着时间的推移，夯土外墙容易受潮产生发霉、雨水碱蚀等现象。现有夯土建筑的监测大多依赖住户肉眼判断较为耗时耗力，且准确度也不够高，发现建筑问题往往不及时。近几年，也有一部分人设计了建筑健康监测系统，通过在建筑物上安装一些监测参数的传感器，通过网络将传感器的监测数据传输给服务器以及工作站，进而能够实时掌握建筑物的监测指标是否正常，以便及时提醒进行维护处理。为了实现智能化的监测维护，往往需要事先对监测参数进行训练或更新，使得实时采集的传感器数据能够根据训练参数而启动智能维护。特别是针对夯土建筑，易受温湿度影响发生墙体脱落现象，因此，监测参数设置的合理性以及训练参数设置的合理性就显得非常关键，否则起不到很好的监测维护效果。目前在现有技术中尚未有针对夯土建筑的智能监测维护系统，也没有适合于夯土建筑监测维护系统所监测参数的训练方法，有鉴于此，本案由此而生。
技术实现思路
：本专利技术在现有建筑监测系统的基础上设计了夯土建筑专用的智能监测维护系统，并给出了所监测的参数以及监测参数的训练方法，可以实时对夯土建筑的健康状态进行监测，能实现智能化的维护。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法，包括夯土建筑房屋节点、无线网络、云服务器和管理终端，房屋节点的室内安装有空调、加湿器和除湿器，房屋节点的外墙体上安装有雨蓬设备模块；房屋节点还包括汇聚节点A、安装在外墙体表面的三个传感器节点B、安装在内墙体表面的三个传感器节点C、同时安装在内墙体和外墙体表面的n个传感器节点D；传感器节点B、C、D分别与汇聚节点A双向通信并上传采集数据给汇聚节点A，汇聚节点A接收到反馈数据后进行数据处理，处理后的数据连同原始数据一并上传给云服务器，云服务器连接控制空调、加湿器、除湿器以及雨蓬设备模块的开启或关闭；(1)管理终端通知汇聚节点A进行房屋节点室内外各项监测参数的训练或更新，并标记具体参数；(2)传感器节点的数据采集：三个传感器节点B分别采集房屋节点室外的湿度数据RHout1～RHout3、温度数据TEMPout1～TEMPout3、以及光强度数据LGT1～LGT3并发送给汇聚节点A；三个传感器节点C分别采集房屋节点室内的湿度数据RHin1～RHin3、温度数据TEMPin1～TEMPin3以及气压数据Pt1～Pt3并发送给汇聚节点A；n个传感器节点D分别采集房屋节点室内及室外的粉尘浓度数据Dust1～Dustn并发送给汇聚节点A；(3)汇聚节点A数据预处理：(3-1)计算夯土建筑房屋节点室内湿度均值RHinAVG、室外湿度均值RHoutAVG、室内温度均值TEMPinAVG以及室外光强度均值LGTAVG；(3-2)计算夯土建筑房屋节点墙体内表面的湿度激活函数f(RHin)，该湿度激活函数用于判断加湿器和除湿器工作状态函数，计算公式如下：上述公式5和6中的ε(RHinAVG)为阶跃函数；(3-3)计算当前室温下夯土建筑房屋节点室内的气体压强Pt0，计算公式如下：Pt0＝P0(1+TEMPinAVG/273)(公式7)公式7中，P0为0℃时的气体压强，TEMPinAVG为当前室内平均温度；(3-4)计算夯土建筑房屋节点墙体内表面的气压均值PtAVG；(3-5)计算当前夯土建筑房屋节点室内温湿度条件下的加湿器和除湿器的档位控制函数G，计算公式如下：上述公式中，Pst为当前房屋节点室温下饱和水蒸气压强，RHinD为开启加湿器的室内湿度下限值，RHinP为开启除湿器的室内湿度上限值；函数G1用于自动调节加湿器的档位控制，G2用于自动调节除湿器的档位控制；(3-6)计算夯土建筑房屋节点室内外的粉尘浓度变化率f′(Dust)；(4)云服务器中控制参数阈值设定：设定开启加湿器的室内湿度下限值RHinD，设定开启除湿器的室内湿度上限值RHinP；设定控制雨蓬设备模块开启或关闭的参数阈值，包括室外湿度上限值δ2，室外湿度下限值δ1，室外光强的上限值μ2，室外光强的下限值μ1；设定判断墙体脱落情况的粉尘浓度上限值ω1以及粉尘浓度变化率上限值上述各控制参数阈值设定完毕，云服务器将各项参数阈值返回至汇聚节点A。进一步设置，步骤(3-1)中计算均值的公式如下：进一步设置，步骤(3-4)中计算气压均值的公式如下：进一步设置，步骤(3-6)中计算粉尘浓度变化率的公式如下：本专利技术利用传感器技术及物联网技术，设计了一种夯土建筑的智能监测维护系统，通过监测夯土建筑室内外的温湿度、光强度、气压、粉尘浓度等特征参数，对夯土建筑的室内外环境进行了分析及控制，给出了适合该监测系统监测参数的训练方法，为夯土建筑的智能维护奠定了基础。以下通过附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述。附图说明：图1为实施例中监测系统的结构示意图；图2为汇聚节点A以及传感器节点B、C、D的组成结构图；图3为实施例中监测系统的监测维护方法流程图。具体实施方式：本专利技术针对夯土建筑设计了一套智能监测系统，充分考虑了夯土建筑容易受外部环境影响(潮湿和干裂)的特点，有针对性的选择了适合监测的参数以及用于维护的装置。该智能监测系统如图1和图2所示，主要包括夯土建筑的房屋节点4、无线网络3、云服务器2以及管理终端1。房屋节点4的室内安装有空调7、加湿器5以及除湿器6，房屋节点4的外墙上安装有雨蓬设备模块8。房屋节点4还包括汇聚节点A41、传感器节点B42、传感器节点C43以及传感器节点D44。其中，汇聚节点A41主要由单片机A411、Wi-Fi模块414、2.4G模块A412以及电源模块A413构成。Wi-Fi模块414通过无线网络3与云服务器2通信，Wi-Fi模块414、2.4G模块A412均与单片机A413连接，电源模块A412用来给汇聚节点A供电。传感器节点B42主要由单片机B421、2.4G模块B422、电源模块B423、温湿度传感器O424以及光强传感器425构成。传感器节点B42设置多个，本实施例中仅以设置3个为例加以说明，分别是传感器节点B1、B2、B3。这三个传感器节点B42均设置在夯土建筑房屋节点4的墙体外表面上，并且水平均匀分布在外墙体距离地面二分之一垂直高度的位置处。每个传感器节点B42中的2.4G模块B422、温湿度传感器M424以及光强传感器425均各自与其单片机B421连接，电源模块B423用于给传感器节点B42供电。传感器节点C43主要由单片机C431、2.4G模块C432、电源模块C433、温湿度传感器N434和气压传感器435构成。传感器节点C4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法，其特征在于：包括夯土建筑房屋节点、无线网络、云服务器和管理终端，房屋节点的室内安装有空调、加湿器和除湿器，房屋节点的外墙体上安装有雨蓬设备模块；房屋节点还包括汇聚节点A、安装在外墙体表面的三个传感器节点B、安装在内墙体表面的三个传感器节点C、同时安装在内墙体和外墙体表面的n个传感器节点D；传感器节点B、C、D分别与汇聚节点A双向通信并上传采集数据给汇聚节点A，汇聚节点A接收到反馈数据后进行数据处理，处理后的数据连同原始数据一并上传给云服务器，云服务器连接控制空调、加湿器、除湿器以及雨蓬设备模块的开启或关闭；(1)管理终端通知汇聚节点A进行房屋节点室内外各项监测参数的训练或更新，并标记具体参数；(2)传感器节点的数据采集：三个传感器节点B分别采集房屋节点室外的湿度数据RHout1～RHout3、温度数据TEMPout1～TEMPout3、以及光强度数据LGT1～LGT3并发送给汇聚节点A；三个传感器节点C分别采集房屋节点室内的湿度数据RHin1～RHin3、温度数据TEMPin1～TEMPin3以及气压数据Pt1～Pt3并发送给汇聚节点A；n个传感器节点D分别采集房屋节点室内及室外的粉尘浓度数据Dust1～Dustn并发送给汇聚节点A；(3)汇聚节点A数据预处理：(3‑1)计算夯土建筑房屋节点室内湿度均值RHinAVG、室外湿度均值RHoutAVG、室内温度均值TEMPinAVG以及室外光强度均值LGTAVG；(3‑2)计算夯土建筑房屋节点墙体内表面的湿度激活函数f(RHin)，该湿度激活函数用于判断加湿器和除湿器工作状态函数，计算公式如下：...

【技术特征摘要】
1.一种夯土建筑智能监测系统的监测参数训练方法，其特征在于：包括夯土建筑房屋节点、无线网络、云服务器和管理终端，房屋节点的室内安装有空调、加湿器和除湿器，房屋节点的外墙体上安装有雨蓬设备模块；房屋节点还包括汇聚节点A、安装在外墙体表面的三个传感器节点B、安装在内墙体表面的三个传感器节点C、同时安装在内墙体和外墙体表面的n个传感器节点D；传感器节点B、C、D分别与汇聚节点A双向通信并上传采集数据给汇聚节点A，汇聚节点A接收到反馈数据后进行数据处理，处理后的数据连同原始数据一并上传给云服务器，云服务器连接控制空调、加湿器、除湿器以及雨蓬设备模块的开启或关闭；(1)管理终端通知汇聚节点A进行房屋节点室内外各项监测参数的训练或更新，并标记具体参数；(2)传感器节点的数据采集：三个传感器节点B分别采集房屋节点室外的湿度数据RHout1～RHout3、温度数据TEMPout1～TEMPout3、以及光强度数据LGT1～LGT3并发送给汇聚节点A；三个传感器节点C分别采集房屋节点室内的湿度数据RHin1～RHin3、温度数据TEMPin1～TEMPin3以及气压数据Pt1～Pt3并发送给汇聚节点A；n个传感器节点D分别采集房屋节点室内及室外的粉尘浓度数据Dust1～Dustn并发送给汇聚节点A；(3)汇聚节点A数据预处理：(3-1)计算夯土建筑房屋节点室内湿度均值RHinAVG、室外湿度均值RHoutAVG、室内温度均值TEMPinAVG以及室外光强度均值LGTAVG；(3-2)计算夯土建筑房屋节点墙体内表面的湿度激活函数f(RHin)，该湿度激活函数用于判断加湿器和除湿器工作状态函数，计算公式如下：上述公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪榛，叶蕾，汪凝，
申请(专利权)人：浙江理工大学，浙江财经大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33