基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法及系统，其中，方法包括以下步骤：采集当前室内图像和当前室内二氧化碳浓度数据；根据当前室内图像和/或当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数；根据当前室内二氧化碳浓度数据和当前室内人数预测第一预设时长后的温度变化量和二氧化碳浓度变化量；根据温度变化量和二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统。该方法通过室内图像和/或室内二氧化碳浓度数据准确的识别出室内人数，并根据室内人数准确的调节调节空调和/或新风系统，从而有效提高了人数识别的准确性，进而提高空调及新风系统预测性控制的准确性，简单易实现。

Predictive Control Method and System of Air Conditioning and Fresh Air System Based on Indoor Number

The invention discloses a predictive control method and system for air conditioning and fresh air system based on indoor population. The method comprises the following steps: collecting current indoor image and current indoor carbon dioxide concentration data; identifying current indoor population according to current indoor image and/or current indoor carbon dioxide concentration data; and according to current indoor carbon dioxide concentration data and current indoor carbon dioxide concentration data. The number of people inside predicts the temperature change and the carbon dioxide concentration change after the first preset time, and adjusts the air conditioning and/or fresh air system according to the temperature change and the carbon dioxide concentration change. This method can accurately identify the number of people in the room through indoor image and/or indoor carbon dioxide concentration data, and adjust the air conditioning and/or fresh air system according to the number of people in the room accurately, thus effectively improving the accuracy of the number identification, and then improving the accuracy of predictive control of air conditioning and fresh air system, which is simple and easy to realize.

【技术实现步骤摘要】
基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法及系统
本专利技术涉及空调及新风系统优化控制
，特别涉及一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法及系统。
技术介绍
室内环境控制中，室内空气品质通常通过供给新风进行维持和改善。由于实际所需新风量和室内人数有很大关联，按实际需求提供新风量，能够避免定风量带来的能耗浪费。人数识别技术是一项热门研究课题。目前常用的识别人数的手段包括：二氧化碳浓度估计、视频摄像头探测、红外线技术探测、无线和蓝牙技术识别、声音识别、电梯轿厢重量传感器估计、考勤机记录等。此外，随着计算机技术的进步，一些基于数据的人数预测方式也越来越多地被学者们所研究应用，如结合多种传感器的历史数据训练人数变化模型、马尔科夫方法预测人数模型等。二氧化碳浓度作为一种较易获取的室内环境参数，能在一定程度上反映出室内的通风量和通风有效性及其他污染物的浓度，因此，将二氧化碳浓度作为评价室内空气品质的指标，是一种较为简易、有效的方式。随着计算机图像识别技术的发展、视频监控设备成本的降低，通过摄像头来识别人员行为、数量也已经成为一种较为典型的方式。已有研究成果显示，多传感器数据训练人数模型的方式在传感器种类丰富、数据样本充足的情况下，通过合适的训练方法，能够得到较高的精度。但针对不同场合，所选用的传感器组合有所不同，且模型的训练所需时间较长，因此对于具有不同形式、不同使用方式、不同人员作息规律的建筑或房间，均需要具体设计合适的人数识别方式。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，该方法可以有效提高了人数识别的准确性，进而提高空调及新风系统预测性控制的准确性，简单易实现。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制系统。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，包括以下步骤：采集当前室内图像和当前室内二氧化碳浓度数据；根据所述当前室内图像和/或所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数；根据所述当前室内二氧化碳浓度数据和所述当前室内人数预测第一预设时长后的温度变化量和二氧化碳浓度变化量；根据所述温度变化量和所述二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统。本专利技术实施例的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，通过室内图像和/或室内二氧化碳浓度数据准确的识别出室内人数，并根据室内人数准确的调节调节空调和/或新风系统，从而有效提高了人数识别的准确性，进而提高空调及新风系统预测性控制的准确性，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述当前室内图像数据和/或所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数，进一步包括：采集当前室内照度值；在所述当前室内照度值大于等于预设阈值，且当前时间在第二预设时长内时，根据所述当前室内图像识别当前室内人数；在所述当前室内照度值小于所述预设阈值，或所述当前时间在第三预设时长内，根据所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，根据所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数的计算公式为：其中，V为室内体积，Q为新风量，nt为t时刻的室内人数，k为人体呼出二氧化碳的速率，C0为新风中的二氧化碳浓度，Ct和Ct-Δt分别为t和t-Δt时刻的室内二氧化碳浓度。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述温度变化量和所述二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统，进一步包括：根据所述当前室内人数和空调的动作控制指令公式得到空调的启停时间比，以根据所述空调的启停时间比控制所述空调启动或停止；根据所述当前室内人数和新风系统的动作控制指令公式的得到新风系统的启停时间比，以根据所述新风系统的启停时间比控制所述新风系统启动或停止。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，所述空调的动作控制指令公式为：ratioAC_adj＝(1+s×(Occt-Occt-5))·ratioAC_o，其中，ratioAC_adj为修正后的启停比，ratioAC_o为预设启停比，Occt和Occt-5分别代表t时刻和t-5时刻的室内人数，s为空调负荷变化敏感性系数；所述新风系统的动作控制指令公式为：ratioFAHU＝Occt/Occ_max，其中，Occ_max为室内人数的最大值，ratioFAHU为新风系统的运行时间比。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制系统，包括：设置于室内第一预设位置处的至少一个图像采集器，以采集当前室内图像；设置于室内第二预设位置处的至少一个气体浓度传感器，以采集当前室内二氧化碳浓度数据；控制器，所述控制器分别与所述至少一个图像采集器和所述至少一个气体浓度传感器相连，用于接收所述当前室内图像和/或所述当前室内二氧化碳浓度数据，通过数据融合识别得到当前室内人数，根据所述当前室内二氧化碳浓度数据和所述当前室内人数得到第一预设时长后的温度变化量和二氧化碳浓度变化量，以根据所述温度变化量和所述二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统。本专利技术实施例的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制系统，通过室内图像和/或室内二氧化碳浓度数据准确的识别出室内人数，并根据室内人数准确的调节调节空调和/或新风系统，从而有效提高了人数识别的准确性，进而提高空调及新风系统预测性控制的准确性，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：照度值传感器，所述照度值传感器与所述控制器相连，用于采集当前室内照度值；所述控制器进一步用于在所述当前室内照度值大于等于预设阈值，且当前时间在第二预设时间内时，根据所述当前室内图像数据得到当前室内人数；在所述当前室内照度值小于所述预设阈值，或所述当前时间在第三预设时间内，根据所述当前室内二氧化碳浓度数据得到当前室内人数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述图像采集器为摄像头或照相机，所述气体浓度传感器为二氧化碳传感器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一预设位置为室内出入口上方。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：至少一个执行器，用于控制所述空调和/或新风系统的启动与停止。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法的流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的基于视频与二氧化碳数据融合的室内人数识别算法的示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的数识别的空调及新风系统控制流程图；图4为根据本专利技术一个实施例的人数识别方法识别出的室内人数与实际室内人数的对比示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的无人数识别的空调及新风系统传统控制的能耗曲线；图6为根据本专利技术一个实施例的基于人数识别的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集当前室内图像和当前室内二氧化碳浓度数据；根据所述当前室内图像和/或所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数；根据所述当前室内二氧化碳浓度数据和所述当前室内人数预测第一预设时长后的温度变化量和二氧化碳浓度变化量；以及根据所述温度变化量和所述二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集当前室内图像和当前室内二氧化碳浓度数据；根据所述当前室内图像和/或所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数；根据所述当前室内二氧化碳浓度数据和所述当前室内人数预测第一预设时长后的温度变化量和二氧化碳浓度变化量；以及根据所述温度变化量和所述二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统。2.根据权利要求1所述的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，其特征在于，所述根据所述当前室内图像数据和/或所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数，进一步包括：采集当前室内照度值；在所述当前室内照度值大于等于预设阈值，且当前时间在第二预设时长内时，根据所述当前室内图像识别当前室内人数；在所述当前室内照度值小于所述预设阈值，或所述当前时间在第三预设时长内，根据所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数。3.根据权利要求2所述的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，其特征在于，其中，根据所述当前室内二氧化碳浓度数据识别当前室内人数的计算公式为：其中，V为室内体积，Q为新风量，nt为t时刻的室内人数，k为人体呼出二氧化碳的速率，C0为新风中的二氧化碳浓度，Ct和Ct-Δt分别为t和t-Δt时刻的室内二氧化碳浓度。4.根据权利要求1所述的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，其特征在于，所述根据所述温度变化量和所述二氧化碳浓度变化量调节空调和/或新风系统，进一步包括：根据所述当前室内人数和空调的动作控制指令公式得到空调的启停时间比，以根据所述空调的启停时间比控制所述空调启动或停止；根据所述当前室内人数和新风系统的动作控制指令公式的得到新风系统的启停时间比，以根据所述新风系统的启停时间比控制所述新风系统启动或停止。5.根据权利要求4所述的基于室内人数的空调及新风系统预测性控制方法，其特征在于，其中，所述空调的动作控制指令公式为：ratioAC_adj＝(1+s×(Occt-Occt-5))·ratioAC_o，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福林，林波荣，刘彦辰，陈庆财，鹿伟，窦强，
申请(专利权)人：清华大学，北京未来科学城科技发展有限公司，北京博锐尚格节能技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11