一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统和方法。所述系统包括定位子系统、照明控制子系统、通风控制子系统及中央控制子系统。定位子系统由定位标签、定位基站、定位服务器组成；照明控制子系统主要由照明控制器及控制软件组成；所述通风控制子系统主要由通风控制器及控制软件组成；所述中央控制子系统由环境控制服务器及环境控制软件组成。本发明专利技术可以实现依据人员实时空间定位信息对水务工程中的环境系统(照明及通风系统)进行精确控制，从而在保证照明及通风安全的前提下，实现水务工程中环境控制系统的智能化控制，满足不同场景下的各类特殊需求，并能极大降低水务工程，尤其是全地下水务工程的照明及通风电耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统和方法
本专利技术涉及市政工程领域，具体是涉及一种水务工程环境控制系统及方法。
技术介绍
目前，我国绝大多数的水务工程建设均采用地上式，但是随着我国城市化水平的提高，和对环境要求的提高，特别是对于土地资源短缺、环境污染问题日益突出的大城市来说，在某些特定地区，特别是中心城区需要开始建设地下封闭式水务工程。相较于常规地上水务工程，地下封闭式水务工程需要布置额外的照明及通风设施，以保障地下环境的安全性。此外，目前在水务工程地下厂房内设置的照明系统及通风系统，大都按固定的几种预设模式控制照明灯具及通风风机的开关；且各预设模式的切换均只能由运维人员手动操作，或简单的采用定时切换的方式，尚没有结合人员实时空间位置信息进行照明及通风控制的先例。可以说，地下封闭式水务工程的管理运营成本大幅提升，究其原因主要是照明和通风用电成本较高。到目前为止，业内已经逐渐开始探索结合人员实时空间位置信息进行环境系统控制的方法，如CN201811652981提供了一种人员定位和智慧照明的融合系统和融合方法；CN201811434734提供了一种室内人员定位方法及装置、建筑智能照明系统；另外，有文献提及人员定位与照明控制相结合的系统设计(陕西煤炭,2017(S1):146-150.)，以及基于人员位置的室内智慧照明系统设计(计算机测量与控制,2018,26(007):157-160,164)。总体来说，就目前的专利和文献而言，在照明控制方面，只能做到“人来灯亮人去灯灭”的简单逻辑，且照明灯具点亮的多少及响应范围的大小均由传感器硬件覆盖范围决定；而在通风控制方面，尚无依据人员空间位置信息对暖通设备的控制方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提出一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统和方法，以实现依据人员实时空间定位信息进行对环境系统(照明及通风系统)进行精确控制，从而在保证照明及通风安全的前提下，实现水务工程中环境控制系统的智能化控制，满足不同场景下的各类特殊需求，并能极大降低水务工程，尤其是全地下水务工程的照明及通风电耗。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，包括：定位子系统、照明控制子系统、通风控制子系统、中央控制子系统，其中：定位子系统由定位标签、定位基站、定位服务器组成，用于人员实时空间位置的计算，将人员实时空间位置上传至中央控制子系统。定位标签主动向定位基站发送定位脉冲，定位基站计算定位脉冲到达定位基站的时间等定位信息，并将定位信息上传至定位服务器；定位服务器利用TOF或TDOA定位方法结合基站上传的定位信息计算出定位标签的坐标位置。照明控制子系统主要由照明控制器及控制软件组成，负责和中央控制子系统通讯，上传照明运行信息、接收照明控制指令以及照明系统的实际控制。照明控制器以照明区域为基本控制单元，一个照明区域包含多个照明灯具，可人为自由划分。一个照明区域预先设置多种照明模式，包含全开及休眠等。此外，照明控制子系统设置有智能开关，在智能开关开启情况下，能接收中央控制子系统的照明控制指令，从而改变每个照明区域的模式。通风控制子系统主要由通风控制器及控制软件组成，负责和中央控制子系统通讯，上传通风运行信息、接收通风控制指令以及通风系统的实际控制。通风控制器以通风区域为基本控制单元，一个通风区域包含多个通风风机，可人为自由划分。一个通风区域预先设置多种通风模式，包含全开及休眠等。此外，通风控制子系统设置有智能开关，在智能开关开启情况下，能接收中央控制子系统的通风控制指令，从而改变每个通风区域的模式。中央控制子系统由环境控制服务器及环境控制软件组成，负责接收定位模块的定位信息、照明控制模块的照明运行信息、通风控制模块的风机运行信息，并向照明控制模块及通风控制模块分别发出照明、通风控制指令。环境控制服务器，作为数据库服务器及应用服务器，用于部署环境控制软件。环境控制软件安装于环境控制服务器上，包含照明及通风区域展示模块、照明及通风区域控制规则设置模块、照明及通风联动控制模块、照明及通风系统控制异常报警模块。本专利技术还提供一种基于实时空间位置的水务工程环境控制的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：根据水务工程的实际运维需求，在通风控制子系统按需划分通风区域，并关闭某些通风区域的智能开关，默认情况下通风区域的智能开关打开；步骤二：根据水务工程的实际运维需求，在照明控制子系统按需划分照明区域，并关闭某些照明区域的智能开关，默认情况下照明区域的智能开关打开；步骤三：根据水务工程的实际运维需求，在中央控制子系统的环境控制软件上设置照明及通风区域控制规则；步骤四：人员佩戴定位标签进入水务工程构筑物内部，由定位子系统的定位服务器计算人员实时空间位置，并上传至中央控制子系统；步骤五：中央控制子系统实时判断人员实时空间位置与照明及通风区域的位置关系，并根据步骤一中设定的控制规则触发相应的照明控制指令及通风控制指令；步骤六：中央控制子系统实时刷新显示各个照明区域及通风区域的状态(打开或关闭)；步骤七：中央控制子系统实时判断步骤五的控制指令与步骤六中的区域状态是否相一致，若不一致则发出控制异常报警；特别的，对于通风区域，尚需计算该通风区域内通风系统已经运行的时间，若此时该通风系统的运行时间小于通风安全时间，则也发出报警；进一步地，步骤三中照明及通风区域控制规则包含常规情景及巡检情景2类：(1)常规情境：当任一人员实时空间位置距离某照明或通风区域在一定距离(具体数值可调整)内，则触发该照明区域的照明全开控制指令、通风区域的通风全开控制指令；若一段时间内(具体数值可调整)，无人员实时空间位置距离某照明或通风区域在一定距离(具体数值可调整)内，则触发该照明区域的照明休眠控制指令，通风区域的通风休眠控制指令；(2)巡检情境：对于通风系统：根据巡检计划提前一定时间(具体数值可调整)触发巡检路径上各通风区域的通风全开指令；对于照明系统：当任一人员实时空间位置距离某照明区域在一定距离(具体数值可调整)内，且该照明区域属巡检路径上的当前巡检点范围，则触发该巡检点范围所含所有照明区域的照明指令；若一段时间内(具体数值可调整)，无人员实时空间位置距离巡检路径当前巡检点范围内任一照明区域在一定距离(具体数值可调整)内，则触发当前巡检点范围内所有照明区域的照明休眠控制指令；进一步的，步骤五中判断人员实时空间位置与照明及通风区域的位置关系的方法为：(1)首先判断人员实时空间位置是否在区域内，若是则判断结束，否则进行人员实时空间位置与区域距离的判断；(2)人员实时空间位置与区域距离的判断方法为：计算人员实时空间位置与区域所有顶点的距离，比较得出距离最短的顶点，获取最短距离顶点所在的相邻两个顶点(任选一个)的坐标；此三点组成的三角形，比较人员实时空间位置为顶点的高与区域最短距离得出的较小值为人员实时空间位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，其特征在于，包括定位子系统、照明控制子系统、通风控制子系统、中央控制子系统，其中：所述定位子系统，进行人员实时空间位置计算，将人员实时空间位置上传至中央控制子系统；所述照明控制子系统，用于照明系统底层控制逻辑的实现，并接收中央控制子系统的控制指令；所述通风控制子系统，用于通风系统底层控制逻辑的实现，并接收中央控制子系统的控制指令；所述中央控制子系统，接收和处理人员空间定位信息，依据空间定位信息进行照明、通风控制的逻辑判断，发出相应的照明、通风控制指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，其特征在于，包括定位子系统、照明控制子系统、通风控制子系统、中央控制子系统，其中：所述定位子系统，进行人员实时空间位置计算，将人员实时空间位置上传至中央控制子系统；所述照明控制子系统，用于照明系统底层控制逻辑的实现，并接收中央控制子系统的控制指令；所述通风控制子系统，用于通风系统底层控制逻辑的实现，并接收中央控制子系统的控制指令；所述中央控制子系统，接收和处理人员空间定位信息，依据空间定位信息进行照明、通风控制的逻辑判断，发出相应的照明、通风控制指令。


2.根据权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，其特征在于，其中的定位子系统由定位标签、定位基站、定位服务器组成；所述定位标签向定位基站发送定位脉冲，所述定位基站计算定位脉冲到达定位基站的时间等定位信息，并将定位信息上传至定位服务器；所述定位服务器利用TOF或TDOA定位方法结合基站上传的定位信息计算定位标签的坐标位置。


3.根据权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，其特征在于，其中的照明控制子系统包括照明控制器及控制软件，照明控制子系统与中央控制子系统通讯，上传照明运行信息、接收照明控制指令、以及控制照明；所述照明控制器以照明区域为基本控制单元，一个照明区域包含多个照明灯具；所述照明区域预先设置多种照明模式，包含全开及休眠模式；所述照明控制子系统设置有智能开关，在智能开关开启情况下，接收中央控制子系统的照明控制指令，改变每个照明区域的模式。


4.根据权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，其特征在于，所述通风控制子系统包括通风控制器及控制软件，通风控制子系统与中央控制子系统通讯、上传通风运行信息、接收通风控制指令、以及控制通风系统；所述通风控制器以通风区域为基本控制单元，一个通风区域包含多个通风风机；所述通风区域预先设置多种通风模式，包含全开及休眠模式；所述通风控制子系统设置有智能开关，在智能开关开启情况下，接收中央控制子系统的通风控制指令，改变每个通风区域的模式。


5.根据权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程环境控制系统，其特征在于，所述中央控制子系统由环境控制服务器及环境控制软件组成；中央控制子系统接收定位模块的定位信息、照明控制模块的照明运行信息、以及通风控制模块的风机运行信息，向照明控制模块及通风控制模块发出照明、通风控制指令；所述环境控制软件安装于所述环境控制服务器上，包含照明及通风区域展示模块、照明及通风区域控制规则设置模块、照明及通风联动控制模块、照明及通风系统控制异常报警模块。


6.一种基于实时空间位置的水务工程环境控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翊君，陆继诚，张善伟，熊杰，张文涛，黄静菲，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31