一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统技术方案

一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统，通过智能穿戴设备实时监测人体手腕处皮肤温度以及心率，通过在线分析得到人体的实时热感觉状态，智能穿戴设备通过通讯传输系统将数据采集分析系统所分析后的实时热感觉值传输到智能温度控制器中，进而修正室内温度设定值。本实用新型专利技术通过实时监测穿戴者手腕处皮肤温度以及心跳速率等信息，同时通过少量的热感觉投票可以在线分析得到穿戴者热感觉预估模型，该预估模型能够准确预测穿戴者实时热感觉。该系统将穿戴者实时热感觉加入到智能温度控制器中，对室内温度设定值进行实时修正，在保证室内环境温度一直处于人体舒适范围的同时，进一步实现建筑设备的节能高效运行。

An intelligent indoor temperature control system based on smart wearable device

An intelligent indoor temperature control system based on Intelligent wearable equipment is used to monitor the skin temperature and heart rate at the wrist in real time through intelligent wearable equipment. The real-time thermal feeling state of the human body is obtained by on-line analysis. The intelligent wearer will use the communication transmission system to make the analysis of the data acquisition and analysis system in real time. The heat sensation value is transferred to the intelligent temperature controller, and then the indoor temperature setting value is corrected. By real-time monitoring of the skin temperature and heartbeat rate at the wearer's wrist, the utility model can be used to analyze the wearer's thermal perception prediction model online by a small amount of thermal sensation voting. The prediction model can accurately predict the wearer's real-time thermal sensation. The system adds the wearer's real time thermal sensation to the intelligent temperature controller and corrects the indoor temperature setting value in real time. In order to ensure the indoor environment temperature is always in the comfort range of the human body, the energy saving and efficient operation of the building equipment is further realized.

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统
本技术属于智能设备
，具体涉及一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制器。
技术介绍
建筑热环境不仅关系到人体的舒适和健康，而且关系到建筑能耗和污染物排放，关系到人与城市、资源、环境的可持续和谐发展。建筑热环境的自动控制应该以保证人体热舒适性为前提，进而实现建筑设备安全节能运行。现有的建筑热环境的自动控制逻辑通常是按照相关规范来确定室内环境设定值，通过控制建筑设备的运行来维持建筑环境在相应的设定值范围内。而在实际过程中，由于室内人员衣着情况及人员活动状态等因素的影响，可能出现在舒适的设计温度范围内人体的不舒适性，进而导致设备系统的高能耗。因此，将人体的实时热感觉反映到建筑室内智能温度控制器中，控制室内温度维持在人体的热舒适范围内，对进一步保证热体热舒适性以及建筑设备的节能高效运行具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术存在的问题，提出了一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统及其控制方法，通过智能穿戴设备实时监测人体手腕处皮肤温度以及心率等信息，通过在线分析得到人体的实时热感觉状态，将人体实时热感觉反映到智能温度控制器中，修正室内温度设定值，保证室内环境温度处于人体舒适范围内。本技术的技术方案：一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统包括数据采集分析系统、通讯传输系统和温度控制系统；所述的数据采集分析系统为智能穿戴设备，包含皮肤温度传感器、心率传感器和人机交互界面；所述的智能穿戴设备可穿戴于人体手腕处，实时监测手腕皮肤温度和心跳速率，人机交互界面实时观察当前时刻皮肤温度和心跳速率值，进行实时热感觉投票；所述的智能穿戴设备具有数据分析功能，在线建立所监测到的皮肤温度及心跳速率与人体热感觉之间的数学模型，并对所获得的数学模型进行实时修正；所述的通讯传输系统通过无线通讯传输，实现智能穿戴设备与智能温度控制器间的通讯，将数据采集分析系统分析后的数据传输到智能温度控制器中；所述的温度控制系统包含温度传感器及智能温度控制器，温度传感器实时监测室内温度值，智能温度控制器对各智能穿戴设备传输的数据进行综合评判，实时修正室内温度设定值。一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制方法，步骤如下：步骤1：智能穿戴设备数据采集分析系统实时监测皮肤温度T及心跳速率H，当皮肤温度分别达到T1、T2、T3、T4、T5以及心跳速率达到H1、H2、H3、H4、H5时，智能穿戴设备发出震动，要求穿戴者选择实时热感觉，热感觉值分为+3(热)、+2(暖)、+1(微暖)、0(适中)、+1(微凉)-2(凉)、-3(冷)七个选项，穿戴者在智能穿戴设备的人机交互界面上进行投票；步骤2：智能穿戴设备数据采集分析系统对所采集的皮肤温度、心跳速率及热感觉值进行分析，在线建立穿戴者在不同活动状态下的热感觉预估模型；步骤3：当穿戴者在室内正常活动时，智能穿戴设备数据采集分析系统采集皮肤温度及心跳数据，分析系统利用步骤2建立的热感觉预估模型在线计算穿戴者实时热感觉；步骤4：智能穿戴设备通过通讯传输系统，将数据采集分析系统分析后的实时热感觉值传输到智能温度控制器中；步骤5：智能温度控制器对收集到的热感觉值进行分析，同时结合实际室内温度值，确定智能温度控制器的温度设定值；步骤6：间隔一段时间后，重复步骤3～步骤5；所述的热感觉预估模型采用T-S模糊模型，其表达式为：Ri:ifTisTi,HisHithenTSVi＝p0i+p1i×T+p2i×H其中，TSV为人体热感觉投票，后件变量；T为皮肤温度，前件变量；H为心跳速率，后件变量；p0i、p1i、p2i为后件参数，TSV为皮肤温度T和心跳速率H的模糊函数；或采用考虑更多因素的表达式如下：Ri:ifTisTi,ΔTisΔTi,HisHi,thenTSVi＝p0i+p1i×T+p2i×H+p3i×ΔT其中，ΔT表示在同一控制周期内，最终时刻的皮肤温度值与初始时刻的皮肤温度值之间的差值。智能穿戴设备在线生成热感觉预估模型之后，若穿戴者在某一时刻主动输入此时热感觉，则该组数据将作为模型修正数据进入数据分析系统，用于对热感觉预估模型进行修正。若温度控制器没有收集到智能穿戴设备传送的热感觉值，则房间内温度设定按照现有规范要求中最节能温度设计值来确定。若温度控制器只收集到智能穿戴设备传送的一个热感觉值，则房间内温度设定值按照当前热感觉值来确定。若温度控制器同时收集多个智能穿戴设备传送的热感觉值，则采用加权平均方法来确定当前时刻温度设定值。本技术的有益效果：一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统通过智能穿戴设备实时监测穿戴者手腕处皮肤温度以及心跳速率等信息，同时通过少量的热感觉投票可以在线分析得到穿戴者热感觉预估模型，该预估模型能够准确预测穿戴者实时热感觉。该系统将穿戴者实时热感觉加入到智能温度控制器中，对室内温度设定值进行实时修正，在保证室内环境温度一直处于人体舒适范围内的同时，可以进一步实现建筑设备的节能高效运行。附图说明图1是一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统结构示意图。图2是一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统流程图。图3是温度控制器送风温度控制逻辑图。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本技术的具体实施方式。图1是一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统结构示意图，如图1所示，该系统结构中包括皮肤温度传感器1、心率传感器2、人机交互界面3、数据分析系统4、无线通讯传输5、智能温度控制器6及温度传感器7。其中，皮肤温度传感器1、心率传感器2和人机交互界面3集成在智能穿戴设备上，智能穿戴设备可穿戴于人体手腕处，皮肤温度传感器1能够实时监测手腕表面皮肤温度，心率传感器2能够实时监测人体心跳速率，人机交互界面可以观察当前时刻皮肤温度和心跳速率值，可以进行实时热感觉投票。需要说明的是，该智能穿戴设备不仅仅只包含温度传感器和心率传感器等本技术所必须的传感器，还可以拥有智能手环所具备的其他功能，如时间、行走步数、睡眠时长等。本技术所述的智能穿戴设备具有数据分析系统4，能够在线建立所监测到的皮肤温度及心跳速率与人体热感觉之间的数学模型，并对所获得的模型进行实时修正。智能穿戴设备与智能温度控制器6可以通过无线通讯传输5进行通讯，将数据采集分析系统4所分析后的穿戴者实时热感觉传输到智能温度控制器6中，无线通讯方式可以为WiFi、蓝牙或Zigbee等方式。本技术中温度控制系统包含智能温度控制器6及温度传感器7，温度传感器7可以实时监测室内温度值，智能温度控制器6能够对各个智能传戴设备传输的数据进行综合评判，实时修正室内环境温度设定值。在对本技术系统结构进行介绍之后，下面将结合附图2对本技术实施步骤进行详细的解释说明。图2是一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统流程图，该流程包括以下步骤：步骤201：智能穿戴设备数据采集系统实时监测人体皮肤温度T及心跳速率H，当皮肤温度分别达到T1、T2、T3、T4、T5以及心跳速率达到H1、H2、H3、H4、H5时，智能穿戴设备会发出震动，要求穿戴者选择实时热感觉，热感觉分为+3(热)、+2(暖)、+1(微暖)、0(适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统，其特征在于，所述的建筑室内智能温度控制系统包括数据采集分析系统、通讯传输系统和温度控制系统；所述的数据采集分析系统为智能穿戴设备，包含皮肤温度传感器、心率传感器和人机交互界面；所述的智能穿戴设备可穿戴于人体手腕处，实时监测手腕皮肤温度和心跳速率，人机交互界面实时观察当前时刻皮肤温度和心跳速率值，进行实时热感觉投票；所述的智能穿戴设备具有数据分析功能，在线建立所监测到的皮肤温度及心跳速率与人体热感觉之间的数学模型，并对所获得的数学模型进行实时修正；所述的通讯传输系统通过无线通讯传输，实现智能穿戴设备与智能温度控制器间的通讯，将数据采集分析系统分析后的数据传输到智能温度控制器中；所述的温度控制系统包含温度传感器及智能温度控制器，温度传感器实时监测室内温度值，智能温度控制器对各智能穿戴设备传输的数据进行综合评判，实时修正室内温度设定值。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能穿戴设备的建筑室内智能温度控制系统，其特征在于，所述的建筑室内智能温度控制系统包括数据采集分析系统、通讯传输系统和温度控制系统；所述的数据采集分析系统为智能穿戴设备，包含皮肤温度传感器、心率传感器和人机交互界面；所述的智能穿戴设备可穿戴于人体手腕处，实时监测手腕皮肤温度和心跳速率，人机交互界面实时观察当前时刻皮肤温度和心跳速率值，进行实时热感觉投票；所述的智能穿戴设备具有数据分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉礼，李威，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21