利用红外测温的自动追踪加热系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用红外测温的自动追踪加热系统，包括定位装置、温度测量装置、协调控制系统和加热装置，定位装置用于对人体进行定位，并将定位信息发送给协调控制系统；温度测量装置测量人体周围环境温度，将温度信息传给协调控制系统；协调控制系统接收到人的位置信息与温度信息，协调控制系统根据人的位置信息控制需要工作的一个或者几个加热装置运动到指定位置；温度测量装置实时测量人周围环境温度，将温度信息发送给协调控制系统，协调控制系统根据当前温度调整加热装置的工作功率；本发明专利技术可以对区域内人员定位并测量出人周围环境温度，加热装置移动到人员附近，直接对人周围的区域加热，实现自动追踪加热的功能。

【技术实现步骤摘要】
利用红外测温的自动追踪加热系统及方法
本专利技术涉及制热领域，更具体的说，尤其涉及一种利用红外测温的自动追踪加热系统及方法。
技术介绍
制热系统是指通过人工手段，对建筑或构筑物内环境的空气的温度进行调节和控制的过程，随着社会的进步和科技的发展，在绝大部分大型场合，例如学校、工厂或者写字楼内，制热系统都得到了非常广泛的应用。随着能源问题的日益突出，对能源的节约使用就显得尤为必要，而现有的制热系统如空调系统是对整个区域进行加热，例如工厂内的空调或者大型商场内的空调，升温或者降温是对整个工厂区域或者商场区域进行升温或者降温，该升温过程速度慢，加热时间长，耗能高，即便是区域内仅有较少人数也会对整个区域进行加热，甚至在无人时也需要很久才能将制热系统完全关闭，很容易造成资源大量浪费。现有的制热系统的并不存在针对大区域内的单体或少量目标进行针对性局部温度控制的功能，因此对该方向的研究将能够极大降低大型区域内制热系统的能源消耗，对能源的持续发展具有极为重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有的制热系统例如空调系统是对整个区域加热导致的升温速度慢、加热时间长了、能耗大的问题，提出了一种利用红外测温的自动追踪加热系统及方法，可以对该区域内人员定位并测量出人周围环境温度，根据区域内人员的位置及周围温度调整加热装置的位置和方向、加热温度、加热装置工作的数量从而实现自动追踪加热的功能。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种利用红外测温的自动追踪加热系统，包括定位装置、温度测量装置、协调控制系统和加热装置，所述定位装置用于对人体进行定位，并将定位信息发送给协调控制系统；所述温度测量装置测量人体周围环境温度，将温度信息传给协调控制系统；所述协调控制系统接收到人的位置信息与温度信息，协调控制系统根据人的位置信息控制需要工作的一个或者几个加热装置运动到指定位置；温度测量装置实时测量人周围环境温度，将温度信息发送给协调控制系统，协调控制系统根据当前温度调整加热装置的工作功率；所述定位装置采用蓝牙通讯进行定位，定位装置在室内安装若干蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，即配置成局域网模式，蓝牙局域网接入点为该局域网的主设备，任何进入室内的人员都持有集成蓝牙功能的终端设备，在进入室内时保持终端设备的蓝牙功能处于开启状态，室内的蓝牙局域网接入点通过检测蓝牙信号强度既可获得用户的位置信息；所述温度测量装置采用红外辐射测温法的非接触测量法对目标环境温度进行测量，将红外温度传感器装在既能在水平面上旋转又能在铅垂面上旋转的全方位的云台上，使用电机控制云台转动并在能旋转的两个方向上装上编码器，水平面上的编码器能够获得红外传感器在水平面上的方向与正北的夹角，铅垂面上的编码器能够获得红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角，当需要调整红外传感器方向使其正对某个位置时，需要调整红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角和在水平面上的方向与正北的夹角，即控制电机使水平面和铅垂面上的两个编码器的输出达到一定值；接触式测量法对目标环境温度进行测量，将热电阻温度传感器或热电偶传感器装在工作服上，目标需要穿上工作服才可以测量其周边的环境温度，在工作服的前部、后部和两个衣袖上各装有一个热电阻温度传感器或热电偶传感器，当需要检测目标周边的环境温度时，工作服上的4个传感器同时工作检测环境温度，将得到的结果取平均即为环境温度；所述加热装置为红外灯或热风口，加热装置位置保持不变，根据需要，将n个加热装置布置在一定高度处，需要工作的加热装置执行加热策略。进一步的，将整个区域分隔若干个子区域，多个加热装置负责加热一个子区域，当子区域内人数多于加热装置时，系统控制系统按照人均所获热量相等，总能量最大的原则计算加热装置的位置；当子区域内人数少于或等于加热装置时，每人配置一个或多个加热装置，加热装置随着人员的位置移动而移动。一种利用红外测温的自动追踪加热方法，包括如下步骤：定位装置实时对目标进行定位，将位置信息发送给协调控制系统；协调控制系统根据目标的位置信息控制需要工作的一个或者几个加热装置运动到指定位置；温度测量装置实时测量目标周围环境温度，将温度信息发送给协调控制系统；协调控制系统根据当前温度调整加热装置的工作功率；所述定位装置采用蓝牙通讯进行定位，定位装置在室内安装若干蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，即配置成局域网模式，蓝牙局域网接入点为该局域网的主设备，任何进入室内的人员都持有集成蓝牙功能的终端设备，在进入室内时保持终端设备的蓝牙功能处于开启状态，室内的蓝牙局域网接入点通过检测蓝牙信号强度既可获得用户的位置信息；所述温度测量装置采用红外辐射测温法的非接触测量法对目标环境温度进行测量，将红外温度传感器装在既能在水平面上旋转又能在铅垂面上旋转的全方位的云台上，使用电机控制云台转动并在能旋转的两个方向上装上编码器，水平面上的编码器能够获得红外传感器在水平面上的方向与正北的夹角，铅垂面上的编码器能够获得红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角，当需要调整红外传感器方向使其正对某个位置时，需要调整红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角和在水平面上的方向与正北的夹角，即控制电机使水平面和铅垂面上的两个编码器的输出达到一定值；所述加热装置为红外灯或热风口，加热装置位置保持不变，根据需要，将n个加热装置布置在一定高度处，需要工作的加热装置执行加热策略；当加热装置为红外灯时，某点接收到的红外灯辐射照度值q与该点到红外灯轴线距离r和加热电流I有关，某点处接收到的红外灯辐射照度值：q＝f(r,I)；当加热装置为热风口时，某点接收到的单位面积加热功率P与该点到热风口的距离l，出风速度v和出风温度t有关，某点处接收的单位面积加热功率：p＝f(l,v,t)；协调控制系统的作用是接收位置信息和温度信息，制定控制策略控制相应的加热装置给目标供热；当一个或多个目标处于加热区域中时，需要使各个目标处的辐射照度值或单位面积加热功率达到一定值；当有区域中有m个目标时，为了达到供热要求，协调控制系统制定控制策略，并将控制策略传给需要工作的加热装置；控制策略包括控制哪几个加热装置工作和加热装置以多大的功率进行加热；具体的控制策略如下：在存在多个加热装置时，具体加热装置的供热数量及每个加热装置的供热热量的决策方法如下：假设有n个加热装置，编号为：1,L,n；每个加热装置的功率为Oi，其中Oi>0：共有m个需要供热的位置，编号为：1,L,m，第j个受热源单位时间内需要提供的热量为Qj以维持或达到其需要的温度tj，其中j＝1,L,m且Qj>0，加热装置i对受热源j单位时间内可提供的热量为Pij；Step1：对每个加热装置i计算根据的值从小到大重新排列对应决策变量xi其中，的值最小的xi变为x1，值最大的xi变为xn，决策方案用一个二进制数X＝(x1x2Lxn)2表示，如X＝(00L01)2表示重新排列后的第n个加热装置打开，其余的关闭；Step2：设Y＝∞，当前采取的方案为X＝(x1x2Lxn)2＝(00L1)2；根据Qj的值从大到小对其约束条件进行排序，即Qj值最大的设为第一个约束，次大的设为第二个约束，…，最小的设为最后一个约束；Step3：计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用红外测温的自动追踪加热系统，其特征在于：包括定位装置、温度测量装置、协调控制系统和加热装置，所述定位装置用于对人体进行定位，并将定位信息发送给协调控制系统；所述温度测量装置测量人体周围环境温度，将温度信息传给协调控制系统；所述协调控制系统接收到人的位置信息与温度信息，协调控制系统根据人的位置信息控制需要工作的一个或者几个加热装置运动到指定位置；温度测量装置实时测量人周围环境温度，将温度信息发送给协调控制系统，协调控制系统根据当前温度调整加热装置的工作功率；所述定位装置采用蓝牙通讯进行定位，定位装置在室内安装若干蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，即配置成局域网模式，蓝牙局域网接入点为该局域网的主设备，任何进入室内的人员都持有集成蓝牙功能的终端设备，在进入室内时保持终端设备的蓝牙功能处于开启状态，室内的蓝牙局域网接入点通过检测蓝牙信号强度既可获得用户的位置信息；所述温度测量装置采用红外辐射测温法的非接触测量法对目标环境温度进行测量，将红外温度传感器装在既能在水平面上旋转又能在铅垂面上旋转的全方位的云台上，使用电机控制云台转动并在能旋转的两个方向上装上编码器，水平面上的编码器能够获得红外传感器在水平面上的方向与正北的夹角，铅垂面上的编码器能够获得红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角，当需要调整红外传感器方向使其正对某个位置时，需要调整红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角和在水平面上的方向与正北的夹角，即控制电机使水平面和铅垂面上的两个编码器的输出达到一定值；所述加热装置为红外灯或热风口，加热装置位置保持不变，根据需要，将n个加热装置布置在一定高度处，需要工作的加热装置执行加热策略。...

【技术特征摘要】
1.一种利用红外测温的自动追踪加热系统，其特征在于：包括定位装置、温度测量装置、协调控制系统和加热装置，所述定位装置用于对人体进行定位，并将定位信息发送给协调控制系统；所述温度测量装置测量人体周围环境温度，将温度信息传给协调控制系统；所述协调控制系统接收到人的位置信息与温度信息，协调控制系统根据人的位置信息控制需要工作的一个或者几个加热装置运动到指定位置；温度测量装置实时测量人周围环境温度，将温度信息发送给协调控制系统，协调控制系统根据当前温度调整加热装置的工作功率；所述定位装置采用蓝牙通讯进行定位，定位装置在室内安装若干蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，即配置成局域网模式，蓝牙局域网接入点为该局域网的主设备，任何进入室内的人员都持有集成蓝牙功能的终端设备，在进入室内时保持终端设备的蓝牙功能处于开启状态，室内的蓝牙局域网接入点通过检测蓝牙信号强度既可获得用户的位置信息；所述温度测量装置采用红外辐射测温法的非接触测量法对目标环境温度进行测量，将红外温度传感器装在既能在水平面上旋转又能在铅垂面上旋转的全方位的云台上，使用电机控制云台转动并在能旋转的两个方向上装上编码器，水平面上的编码器能够获得红外传感器在水平面上的方向与正北的夹角，铅垂面上的编码器能够获得红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角，当需要调整红外传感器方向使其正对某个位置时，需要调整红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角和在水平面上的方向与正北的夹角，即控制电机使水平面和铅垂面上的两个编码器的输出达到一定值；所述加热装置为红外灯或热风口，加热装置位置保持不变，根据需要，将n个加热装置布置在一定高度处，需要工作的加热装置执行加热策略。2.根据权利要求1所述的利用红外测温的自动追踪加热系统，其特征在于：将整个区域分隔若干个子区域，多个加热装置负责加热一个子区域，当子区域内人数多于加热装置时，系统控制系统按照人均所获热量相等，总能量最大的原则计算加热装置的位置；当子区域内人数少于或等于加热装置时，每人配置一个或多个加热装置，加热装置随着人员的位置移动而移动。3.一种利用红外测温的自动追踪加热方法，其特征在于：包括如下步骤：定位装置实时对目标进行定位，将位置信息发送给协调控制系统；协调控制系统根据目标的位置信息控制需要工作的一个或者几个加热装置运动到指定位置；温度测量装置实时测量目标周围环境温度，将温度信息发送给协调控制系统；协调控制系统根据当前温度调整加热装置的工作功率；所述定位装置采用蓝牙通讯进行定位，定位装置在室内安装若干蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，即配置成局域网模式，蓝牙局域网接入点为该局域网的主设备，任何进入室内的人员都持有集成蓝牙功能的终端设备，在进入室内时保持终端设备的蓝牙功能处于开启状态，室内的蓝牙局域网接入点通过检测蓝牙信号强度既可获得用户的位置信息；所述温度测量装置采用红外辐射测温法的非接触测量法对目标环境温度进行测量，将红外温度传感器装在既能在水平面上旋转又能在铅垂面上旋转的全方位的云台上，使用电机控制云台转动并在能旋转的两个方向上装上编码器，水平面上的编码器能够获得红外传感器在水平面上的方向与正北的夹角，铅垂面上的编码器能够获得红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角，当需要调整红外传感器方向使其正对某个位置时，需要调整红外传感器的方向与铅垂线之间的夹角和在水平面上的方向与正北的夹角，即控制电机使水平面和铅垂面上的两个编码器的输出达到一定值；当加热装置为红外灯时，某点...

【专利技术属性】
技术研发人员：单晓杭，万鸿超，孙建辉，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33