一种智慧教室空调控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种智慧教室空调控制系统及控制方法，用以解决现有技术中智慧教室空调控制不够智能及无序管理现状下耗电量大的问题。所述控制系统通过智能终端接收人数统计装置和环境信息采集装置的信息，根据所接收的信息及预设的空调控制策略做出空调控制决策，并将所述空调控制决策发送给空调控制器，从而对教室内空调进行控制。本发明专利技术采用基于教室摄像头的图像识别技术实现人数统计功能，提高了人数及位置分布的识别精确度，在教室内人员信息和环境信息的基础上利用智能分析终端判别空调控制策略，解决教室自习、课堂教学需求与节能降耗之间的矛盾问题，达到节能降耗的效果；经济成本低，可推广性强。

An Air Conditioning Control System and Control Method for Intelligent Classroom

【技术实现步骤摘要】
一种智慧教室空调控制系统及控制方法
本专利技术属于智慧节能领域，具体涉及一种智慧教室空调控制系统及控制方法。
技术介绍
随着社会经济的发展，当前学校越来越重视学生、老师在生活学习方面的舒适度需求。伴随着气候变化与夏季温度的不断升高，为了满足师生在夏季的学习环境需求，目前全国已经有大量学校开始在教室、宿舍安装空调，同时还有大量的学校也正在规划空调等设施的安装，但由此带来校园电力负荷的大幅度增长，对校园电网运行造成了很大的压力。除了空调接入必然造成的负荷增长之外，教室空调缺乏有效的管控也是主要原因之一，造成大量不必要的电能消耗，不符合现代智慧教室节能减排的要求。从全国范围看，当前教室内空调仍如处于粗放型管理阶段，学校开始意识到空调的不合理能耗问题，但目前教室空调的开闭及调节仍依赖于手动调节，控制方式死板且粗放。不同学校的空调主要采用统一采购制式空调的方式，采用红外遥控器进行控制，实际运行中大多通过楼宇管理员对空调进行管理。为防止教室内学生手动控制空调，部分空调关闭控制面板功能，仅依靠红外遥控器进行控制，这样的控制方法过于单一，同时随着智能手机的发展，学生已经可以通过手机红外遥控器对空调进行灵活的控制，绕过学校的管理，随意控制空调不仅造成了管理的混乱，对于电能的消耗和学生实际舒适度都造成了很大的影响。同时，相比中小学教室，大学校园存在教室资源利用率较低的问题，非上课时间教室内学生人数较少，但目前教室空调管理粗放，温度设置随意，未考虑实际情况，纯手动无序的控制造成不必要的空调开启且温度设置较低的情况经常发生，同时教室中为极少数同学大量开启空调导致大量电能资源浪费并且温度设置不合适容易造成学生体感温度不适的现象普遍存在。随着空调等现代化设备的引入，智慧教室的概念越来越成为当今教室建设的主流，对空调的管理也出现了智能控制方式。现有技术中，教室空调智能控制技术主流方法为利用教室人数、温湿度信息对教室空调进行设置，主要技术难点在于教室人数识别，空调的控制方式以及具体控制策略。公开号为CN207395111U的中国专利公开了一种基于物联网的高校教室空调智能控制系统，图1所示为所述基于物联网的高校教室空调智能控制系统结构示意图。如图1所示，所述系统包括由温度采集节点、人员出入计数节点组成的无线传感器网络，无线传感器网络与服务器连接，服务器连接空调状态控制器，空调状态控制器分别连接空调和显示器，其空调的智能控制方式如下：首先温度采集节点和人员出入节点组成无线传感器网络，在每个教室中均设有无线传感器网络用于监测信息，无线传感器网络将采集的数据传递至服务器中，服务器连接空调状态控制器，空调状态控制器分别连接空调和显示器，服务器通过网络通信单元连接计算机，以网络的形式与监控计算机通信连接；无线传感器网络采集的数据还送入到空调状态控制器中；服务器接收到采集的教室内外的温度数据和教室内人数数据，服务器对数据进行处理后将控制信息发送至状态控制器，同时发送显示信息至状态控制器，控制信息包括人员信息是否达到阈值以及温度是否在空调开启范围内，显示信息为显示在显示器上的教室人员和内外温度信息；空调状态控制器在对接收到的控制信号判断，在人数为大于设定阈值、温度在空调允许开启的范围内时，空调状态控制器发出控制信号至空调，控制空调打开，若监测到任一条件不满足时，空调状态控制器根据数据判断空调关闭，从而控制控制关闭；空调状态控制器用于控制空调的开启、用于显示器显示接收到服务器传来的数据以及显示空调工作状态。但是，上述方案中，采用教室门口加装压力传感器的方法对教室内人数进行检测，这种人数检测方法在教室上下课、进出教室人员较多时准确率过低，故障率较高，并且无法识别教室内人员分布，只能仍然粗放的对全教室所有空调进行控制，无法达到有效节能的效果。公开号为CN206207674U的中国专利公开了一种教室空调智能控制装置，采用控制空调电机和气缸的方式对空调进行控制，这种技术需要对空调进行改造，且不同型号的空调之间结构存在差异，而学校空调设置随教室结构不同往往采用不同类型的空调，该技术难以进行实际推广。另外，在教室人数识别方面，当前还有通过红外进行人数统计的方法、座椅安装传感器的方法。红外传感器在识别静止物体时基本没有效果，而且只能判断是否有人，没法统计教室人数；座椅安装传感器的方法需要对教室进行大幅度的改造，同时基于每个座椅进行无线通讯对教室通讯要求较高，容易损害并且难以维护，经济成本很高，难以进行推广。教室内人数统计技术仍比较落后。而对于空调的具体控制策略，还没有形成完善的标准，对于控制要达到的目标缺少统一的标准，并且没有结合教室作为上课和自习场所的特殊性，这部分目前没有相关专利成果。同时教室由于教学的需求，在智能控制之外必须辅助手动控制功能，并没有涉及到因个别人而大量开启空调的解决措施。
技术实现思路
为了提高智慧教室的能源利用效率，克服智慧教室内空调控制问题，本专利技术提供一种基于智慧教室的空调控制方法，综合考虑节能效果与人员舒适度，无需对现有空调进行改造，通过智能控制终端分析教室内人数及分布情况，综合室内外温湿度、季节信息，并综合教室上课、自习等使用属性，智能划分使用场景，决策空调启停与温度设定，通过智能控制终端对空调进行智能控制，达到节能的效果，同时通过温度设置，减少自习教室利用率低的现状，提高整体的教室利用效率与空调利用效率，可以大范围应用在各类教室中。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。本专利技术提供了一种智慧教室空调控制系统，所述空调控制系统包括：人数统计装置、环境信息采集装置、智能终端、空调控制器及空调；其中，所述人数统计装置与所述智能终端相连，用于获取教室内人数和分布信息，并将人数和分布信息发送给所述智能终端；所述环境信息采集装置与所述智能终端相连，用于获取教室内及室外温湿度信息，并将温湿度参数发送给所述智能终端；所述智能终端与所述空调控制器相连，用于接收所述人数统计装置和所述环境信息采集装置的信息，根据所接收的信息及预设的空调控制策略做出空调控制决策，并将所述空调控制决策发送给所述空调控制器；所述空调控制器与所述空调相连，用于接收所述智能终端的空调控制决策，并根据所述空调控制决策控制空调。进一步地，所述人数统计装置，用于利用智慧教室内现有摄像设备，基于教室的实时图像，利用图像识别技术进行教室内人数及人员分布状态统计，获取人数及分布信息。进一步地，所述空调控制系统还包括：显示终端；所述显示终端通过以太网与所述智能终端相连，用于实时信息显示，并用于通过与智能终端的反馈实现对空调控制器的控制。进一步地，所述空调控制系统还包括：上位机；所述上位机通过以太网与所述智能终端相连，用于向所述智能终端发送对空调的控制指令；所述智能终端还用于向所述上位机推送教室实时环境信息及空调控制信息。进一步地，所述空调控制系统还包括：移动终端APP，所述APP与所述上位机相连，并与所述上位机进行信息交互，用于设置教师和学生两种权限，教师权限包括查询教室信息并且通过APP直接控制教室内空调系统，学生权限包括查询教室信息，不包括控制功能。进一步地，所述智能终端进一步用于：操作A，结合人数统计信息与环境信息，根据教室使用情况，依据设定的控制决策生成控制指令，并通过网络传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧教室空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统包括：人数统计装置、环境信息采集装置、智能终端、空调控制器及空调；其中，所述人数统计装置与所述智能终端相连，用于获取教室内人数和分布信息，并将人数和分布信息发送给所述智能终端；所述环境信息采集装置与所述智能终端相连，用于获取教室内及室外温湿度信息，并将温湿度参数发送给所述智能终端；所述智能终端与所述空调控制器相连，用于接收所述人数统计装置和所述环境信息采集装置的信息，根据所接收的信息及预设的空调控制策略做出空调控制决策，并将所述空调控制决策发送给所述空调控制器；所述空调控制器与所述空调相连，用于接收所述智能终端的空调控制决策，并根据所述空调控制决策控制空调。

【技术特征摘要】
1.一种智慧教室空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统包括：人数统计装置、环境信息采集装置、智能终端、空调控制器及空调；其中，所述人数统计装置与所述智能终端相连，用于获取教室内人数和分布信息，并将人数和分布信息发送给所述智能终端；所述环境信息采集装置与所述智能终端相连，用于获取教室内及室外温湿度信息，并将温湿度参数发送给所述智能终端；所述智能终端与所述空调控制器相连，用于接收所述人数统计装置和所述环境信息采集装置的信息，根据所接收的信息及预设的空调控制策略做出空调控制决策，并将所述空调控制决策发送给所述空调控制器；所述空调控制器与所述空调相连，用于接收所述智能终端的空调控制决策，并根据所述空调控制决策控制空调。2.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述人数统计装置，进一步用于，利用智慧教室内现有摄像设备，基于教室的实时图像，利用图像识别技术进行教室内人数及人员分布状态统计，获取人数及分布信息。3.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统还包括：显示终端；所述显示终端通过以太网与所述智能终端相连，用于实时信息显示，并用于通过与智能终端的反馈实现对空调控制器的控制。4.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统还包括：上位机；所述上位机通过以太网与所述智能终端相连，用于向所述智能终端发送对空调的控制指令；所述智能终端还用于向所述上位机推送教室实时环境信息及空调控制信息。5.根据权利要求4所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制系统还包括：移动终端APP，所述APP与所述上位机相连，并与所述上位机进行信息交互，用于设置教师和学生两种权限，教师权限包括查询教室信息并且通过APP直接控制教室内空调系统，学生权限包括查询教室信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：和敬涵，倪平浩，郑广天，王小君，张放，张大海，许寅，张义志，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11