基于无线传感器网络的人体舒适度智能监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及环境监控系统，尤其涉及基于无线传感器网络的人体舒适度智能监控系统，包括环境数据采集模块、数据中心、联动控制模块；环境数据采集模块与智能分析模块无线连接，智能分析模块与联动控制模块无线连接。有益效果：该系统主要由环境数据采集，智能分析，联动控制三大部分组成，前端环境数据采集，联动控制均采用了无线传感器网络技术，支持多频段，自组网，多跳等功能，抗干扰能力强，在数据中心部分引入了针对人体舒适度的算法，能对相关设备进行联动控制，提升了原有系统的智能化水平，解决了现有技术中存在的问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境监控系统，尤其涉及基于无线传感器网络的人体舒适度智能监控系统。
技术介绍
随着现代科学技术的发展以及经济生活水平的提高，人们在追求物质生活高质量的同时，越来越关注周围的生存环境给人们的生产和生活造成的影响。环境对人体的影响有一个舒适的范围，超出该范围则感觉不舒适。在自然环境中，气象因素是影响人体舒适度的主要因子，主要包括温度、湿度、风、以及气压等对人舒适度的影响。由于平均每个人约90%的时间处于室内环境中，室内环境品质之好坏直接影响人体健康及舒适度。人体的热平衡机能、体温调节、内分泌系统、消化器官等人体的生理功能受到多种环境要素的综合影响。实验表明气温适中时，湿度对人体的影响并不显著。当气温较高或较低时，其波动对人体的热平衡和温热感就变的非常重要。现阶段人体舒适度监测系统大多采用有线的方式，对监测区域进行环境数据采集，包括温度、湿度、风等传感器数据的采集。分析人员再通过经验值判断当前环境下的人体舒适度状况。然而以上这种人体舒适度监测系统存在以下几种缺陷，第一，由于环境数据采集采用了有线方式，在设备安装维护中增加了工程难度以及维护成本。第二，虽然环境数据最终能够展现在客户面前，然而客户对这些数据确没有直观的认识，只凭着一些经验数据来评判，个体差异比较明显。第三，当系统得到最终的采集数据后，并不具备智能分析以及联动控制功能。因此，现有系统还有待于改进和发展。
技术实现思路
本技术为克服上述的不足之处，目的在于提供基于无线传感器网络的人体舒适度智能监控系统，该系统主要由环境数据采集，智能分析，联动控制三大部分组成，前端环境数据采集，联动控制均采用了无线传感器网络技术，支持多频段，自组网，多跳等功能，抗干扰能力强，在数据中心部分引入了针对人体舒适度的算法，能对相关设备进行联动控制，提升了原有系统的智能化水平，解决了现有技术中存在的问题。本技术是通过以下技术方案达到上述目的基于无线传感器网络的人体舒适度智能监控系统，包括环境数据采集模块、数据中心、联动控制模块；环境数据采集模块与智能分析模块无线连接，智能分析模块与联动控制模块无线连接。作为优选，所述的环境数据采集模块包括温湿度一体化数字传感器SHT10、CPU、射频收发器、光强传感器芯片TSL2561、风速传感器、雨滴传感器；温湿度一体化数字传感器 SHT10，通过I2C总线和CPU进行通信，CPU定时发送指令读取SHTlO的温湿度寄存器数据， 并通过射频收发器发送给数据中心；光强传感器芯片TSL2561，采用I2C总线和CPU连接， CPU定时读取TSL2561的通道0和通道1寄存器数据，通过射频收发器发送给数据中心；风速传感器采用4-20mA输出信号接口，4-20mA接口的电流信号通过精密电阻转化成电压信号送到CPU的A/D端口 1，雨滴传感器采用电阻信号输出接口，通过电阻分压方式把电阻信号转换成电压信号送到CPU的A/D端口 2，CPU定期采样A/D端口的电压信号，并把电压数据分别转换成风速的相应等级数和雨量等级信号，通过射频收发器发送到数据中心。作为优选，所述的CPU采用16位超低功耗的混合信号处理器MSP430F149，射频收发器采用无线收发芯片SI4432。作为优选，所述的联动控制模块包括温度控制部分、通风控制部分、光线控制部分组成，其中温度控制部分主要由无线节点主要由RS232串口，MSP430F149和SI4432组成， 通过串口和空调设备进行通信，把相关的温度设置发送给空调设备，完成温度控制；通风控制部分和光线控制部分的无线节点主要由继电控制部分，MSP430F149和SI4432组成，通风控制部分是通过无线节点控制风机高中低模式和窗户的开关来改变环境的空气流通，无线节点通过继电器分别和风机控制器以及窗户控制器相连，通过对继电器的开关来完成风机运行模式以及窗户开关的控制；光线控制部分是通过无线节点控制环境里照明设备和窗帘的开关来改变环境光线。本技术的有益效果该系统主要由环境数据采集，智能分析，联动控制三大部分组成，前端环境数据采集，联动控制均采用了无线传感器网络技术，支持多频段，自组网，多跳等功能，抗干扰能力强，在数据中心部分引入了针对人体舒适度的算法，能对相关设备进行联动控制，提升了原有系统的智能化水平，解决了现有技术中存在的问题。附图说明图1是本系统的原理框图；图2是本系统环境数据采集原理图；图3是本系统联动控制实现的原理图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本技术作进一步阐述实施例1 本技术是以无线传感器网络为核心，结合嵌入式系统技术，智能分析技术，网络技术完成对环境的人体舒适度进行评估，并联动相关设备。本系统主要由环境数据采集模块，数据中心，联动控制模块三大部分组成。环境数据采集部分主要负责把传感器的数据传送到数据中心，数据中心根据所传送的数据进行智能分析，并联动相应的设备。 具体系统框图如图1所示。基于无线传感器网络的人体舒适度智能监控系统，包括环境数据采集模块、数据中心、联动控制模块；环境数据采集模块与智能分析模块无线连接，智能分析模块与联动控制模块无线连；所述的环境数据采集模块包括温湿度一体化数字传感器SHT10、CPU、射频收发器、光强传感器芯片TSL2561、风速传感器、雨滴传感器；温湿度一体化数字传感器 SHT10，通过I2C总线和CPU进行通信，CPU定时发送指令读取SHTlO的温湿度寄存器数据， 并通过射频收发器发送给数据中心；光强传感器芯片TSL2561，采用I2C总线和CPU连接， CPU定时读取TSL2561的通道0和通道1寄存器数据，通过射频收发器发送给数据中心；风速传感器采用4-20mA输出信号接口，4-20mA接口的电流信号通过精密电阻转化成电压信号送到CPU的A/D端口 1，雨滴传感器采用电阻信号输出接口，通过电阻分压方式把电阻信号转换成电压信号送到CPU的A/D端口 2，CPU定期采样A/D端口的电压信号，并把电压数据分别转换成风速的相应等级数和雨量等级信号，通过射频收发器发送到数据中心。环境数据采集包括环境温度，环境湿度，环境光和气象信息采集。其中环境温度和环境湿度采用温湿度一体化数字传感器SHT10，通过I2C总线和CPU进行通信，CPU定时发送指令读取SHTlO的温湿度寄存器数据，并通过射频收发器发送给数据中心。环境光采集采用TAOS公司推出的一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵活配置的光强传感器芯片 TSL2561，采用I2C总线和CPU连接，CPU定时读取TSL2561的通道0和通道1寄存器数据， 其中通道0对可见光和红外线都敏感，而通道1仅对红外线敏感，然后通过相应的公式把 TSL2561寄存器数据转换为以LUX为单位的环境光数据，并通过射频收发器发送给数据中心。气象信息采集主要由风速传感器和雨滴传感器组成，风速传感器采用4-20mA输出信号接口，4-20mA接口的电流信号通过精密电阻转化成电压信号送到CPU的A/D端口 1，雨滴传感器采用电阻信号输出接口，通过电阻分压方式把电阻信号转换成电压信号送到CPU的A/ D端口 2，CPU定期采样A/D端口的电压信号，并把电压数据分别转换成风速的相应等级数和雨量等级信号，通过射频收发器发送到数据中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建成，林呼明，冯一汀，
申请(专利权)人：杭州家和物联技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：