智能家居通风调节系统技术方案

本发明专利技术提供了智能家居通风调节系统，该系统包括：开启度可调节的电动外窗，其设置于建筑物的外立面；通风监测装置，被配置为采集实时环境参数，所述实时环境参数包括所监测位置的自然风的风速及风向信号；通风调节装置，与通风监测装置通信连接，被配置为对通风监测装置采集的风速及风向信号进行分析处理，并根据分析处理结果产生控制信号输出到电动外窗的控制端，以控制电动外窗的开启度，进而使进入室内的自然通风风量可受调节与控制。

【技术实现步骤摘要】
智能家居通风调节系统
本专利技术涉及环境调节
，具体涉及智能家居通风调节系统。
技术介绍
现有技术中，由于大多建筑物都采用不可控的自然通风结构，自然通风条件下，室内通风状态无规则、不受控制，造成室内利用自然风的效果较差。为此，需要设计一种智能家居通风调节系统，以对室内的通风状态进行控制，从而智能控制自然风通风量，营造良好的家居环境。无线传感器网络是近年来信息科学研究的一个热点，在军事、环境监测、农业、医疗、城市安全方面有着广泛的应用，引起了各国学术界和工业界的广泛重视。无线传感器网络节点作为一种微型化的嵌入式系统，构成了无线传感器网络的基础层支撑平台。无线传感器网络节点的体系结构设计一般应包括电源及电源管理模块、传感器、微处理器和无线收发器四个部分。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供智能家居通风调节系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了智能家居通风调节系统，该系统包括：开启度可调节的电动外窗，其设置于建筑物的外立面；通风监测装置，被配置为采集实时环境参数，所述实时环境参数包括所监测位置的自然风的风速及风向信号；通风调节装置，与通风监测装置通信连接，被配置为对通风监测装置采集的风速及风向信号进行分析处理，并根据分析处理结果产生控制信号输出到电动外窗的控制端，以控制电动外窗的开启度，进而使进入室内的自然通风风量可受调节与控制。进一步地，所述的实时环境参数还包括室外温度信号、湿度信号、太阳辐射强度信号。进一步地，所述系统还包括与通风监测装置连接的显示设备，所述显示设备被配置为显示通风监测装置采集的各种实时环境参数。优选地，所述通风调节装置包括存储模块、分析控制模块；所述的存储模块存储有自然风风向、风速与各个电动外窗的开启度的数量关系数据；所述分析控制模块根据所述数量关系数据对所述通风监测装置采集的风速及风向信号进行分析处理，得到相应的电动外窗的开启度，并生成相应的控制信号。其中，所述的通风监测装置包括汇聚节点和多个用于采集所述实时环境参数的传感器节点，多个传感器节点被分为至少一个簇，每个簇选取一个簇首，簇首收集所在簇内传感器节点采集实时环境参数后，将收集的实时环境参数发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将实时环境参数发送至通风调节装置。本专利技术的有益效果为：实现了实时环境参数的实时采集，并根据实时环境参数自动调节电动外窗的开启度，能够解决现有技术存在的室内通风状态无规则、不受控制、造成室内利用自然风的效果较差的问题，具有控制方便、结构简单、保证室内自然通风的合理，使自然通风可控，节能、保证自然通风的有效性等突出的有益效果。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个示例性实施例的智能家居通风调节系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个示例性实施例的通风调节装置的结构示意框图。附图标记：电动外窗1、通风监测装置2、通风调节装置3、显示设备4、存储模块10、分析控制模块20。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。图1示出了本专利技术一个示例性实施例的智能家居通风调节系统的结构示意框图。如图1所示，本专利技术实施例提供了智能家居通风调节系统，该系统包括：开启度可调节的电动外窗1，其设置于建筑物的外立面；通风监测装置2，被配置为采集实时环境参数，所述实时环境参数包括所监测位置的自然风的风速及风向信号；通风调节装置3，与通风监测装置2通信连接，被配置为对通风监测装置2采集的风速及风向信号进行分析处理，并根据分析处理结果产生控制信号输出到电动外窗1的控制端，以控制电动外窗1的开启度，进而使进入室内的自然通风风量可受调节与控制。进一步地，所述的实时环境参数还包括室外温度信号、湿度信号、太阳辐射强度信号。进一步地，所述系统还包括与通风监测装置2连接的显示设备4，所述显示设备4被配置为显示通风监测装置2采集的各种实时环境参数。在一种能够实施的方式中，如图2所示，所述通风调节装置3包括存储模块10、分析控制模块20；所述的存储模块10存储有自然风风向、风速与各个电动外窗1的开启度的数量关系数据；所述分析控制模块20根据所述数量关系数据对所述通风监测装置2采集的风速及风向信号进行分析处理，得到相应的电动外窗1的开启度，并生成相应的控制信号。本专利技术上述实施例的智能家居通风调节系统实现了实时环境参数的实时采集，并根据实时环境参数自动调节电动外窗的开启度，能够解决现有技术存在的室内通风状态无规则、不受控制、造成室内利用自然风的效果较差的问题，具有控制方便、结构简单、保证室内自然通风的合理，使自然通风可控，节能、保证自然通风的有效性等突出的有益效果。在一种能够实施的方式中，所述的通风监测装置1包括汇聚节点和多个用于采集所述实时环境参数的传感器节点，多个传感器节点被分为至少一个簇，每个簇选取一个簇首，簇首收集其簇内传感器节点采集实时环境参数后，将收集的实时环境参数发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将实时环境参数发送至通风调节装置3。本实施例基于无线传感器网络技术进行数据采集，避免了布线，智能便捷，节省人力物力，可拓展性好。在一种能够实施的方式中，簇首选择簇内的一个传感器节点作为辅助节点；在数据传输阶段，簇内的其余传感器节点根据距离最近原则选择所述辅助节点或者簇首作为发送实时环境参数的目的节点；当所述辅助节点接收到的实时环境参数量达到其最大缓存时，辅助节点将接收的实时环境参数转发至簇首。其中，所述的距离最近原则为：当与所述辅助节点之间的距离更近时，传感器节点将采集的实时环境参数发送至辅助节点，当与簇首的距离更近时，传感器节点将采集的实时环境参数发送至该簇首。本实施例避免了簇内的所有传感器节点直接将实时环境参数发送至簇首，通过辅助节点的设置，一方面能够降低通信开销和拥塞，另一方面能够有效提高簇首汇总实时环境参数的效率，并且能够分担簇首的负载，从而降低簇首的能耗。在一个实施例中，簇首选择簇内的一个传感器节点作为辅助节点，包括：(1)簇首获取簇内各传感器节点的节点度，并根据各节点度确定节点度中值，其中传感器节点的节点度为位于该传感器节点通信范围内的邻居节点数目；簇首选择节点度大于所述节点度中值的簇内传感器节点作为候选节点，构建候选节点列表；(2)簇首向各候选节点发送节点竞选消息，并记录各候选节点响应于该节点竞选消息的反馈时间；(3)设任意候选节点j到簇首i的链路为Dji，簇首按照下列公式进一步确定受到各链路Dji干扰的传感器节点集合E(Dji)，j＝1,…,ni，ni为簇首i的候选节点列表具有的候选节点数目：式中，Qj为候选节点j的传输功率，αjv为候选节点j到传感器节点v的功率损耗，Qv为传感器节点v的噪音功率，Lmin为预设的信噪比阈值；(4)簇首按照下列公式计算各候选节点的竞选概率，将得到的竞选概率信息存入候选节点列表，并将竞选概率最大的候选节点作为初始的辅助节点：式中，Qij为簇首i的候选节点j的竞选概率，zij为候选节点j响应于簇首i的节点竞选消息的反馈时间，为所有候选节点响应于簇首i的节点竞选消息的反馈时间的平均值，为所述集合E(Dji)具有的传感器节点数目；Dxi为簇首i的候选节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能家居通风调节系统，其特征是，包括：开启度可调节的电动外窗，其设置于建筑物的外立面；通风监测装置，被配置为采集实时环境参数，所述实时环境参数包括所监测位置的自然风的风速及风向信号；通风调节装置，与通风监测装置通信连接，被配置为对通风监测装置采集的风速及风向信号进行分析处理，并根据分析处理结果产生控制信号输出到电动外窗的控制端，以控制电动外窗的开启度，进而使进入室内的自然通风风量可受调节与控制。

【技术特征摘要】
1.智能家居通风调节系统，其特征是，包括：开启度可调节的电动外窗，其设置于建筑物的外立面；通风监测装置，被配置为采集实时环境参数，所述实时环境参数包括所监测位置的自然风的风速及风向信号；通风调节装置，与通风监测装置通信连接，被配置为对通风监测装置采集的风速及风向信号进行分析处理，并根据分析处理结果产生控制信号输出到电动外窗的控制端，以控制电动外窗的开启度，进而使进入室内的自然通风风量可受调节与控制。2.根据权利要求1所述的智能家居通风调节系统，其特征是，所述的实时环境参数还包括室外温度信号、湿度信号、太阳辐射强度信号。3.根据权利要求1所述的智能家居通风调节系统，其特征是，还包括与通风监测装置连接的显示设备，所述显示设备被配置为显示通风监测装置采集的各种实时环境参数。4.根据权利要求1-3任一项所述的智能家居通风调节系统，其特征是，所述通风调节装置包括存储模块、分析控制模块；所述的存储模块存储有自然风风向、风速与各个电动外窗的开启度的数量关系数据；所述分析控制模块根据所述数量关系数据对所述通风监测装置采集的风速及风向信号进行分析处理，得到相应的电动外窗的开启度，并生成相应的控制信号。5.根据权利要求1所述的智能家居通风调节系统，其特征是，所述的通风监测装置包括汇聚节点和多个用于采集所述实时环境参数的传感器节点，多个传感器节点被分为至少一个簇，每个簇选取一个簇首，簇首收集簇内传感器节点采集的实时环境参数后，将收集的实时环境参数发送至汇聚节点，进而由汇聚节点将实时环境参数发送至通风调节装置；簇首选择簇内的一个传感器节点作为辅助节点；在数据传输阶段，簇内的其余传感器节点根据距离最近...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱炎新，
申请(专利权)人：深圳汇创联合自动化控制有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44