【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控，特別涉及一種變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端及其方法。
技術(shù)介紹
1、空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中必不可少的設(shè)備，尤其是在夏季和冬季，對室內(nèi)溫度和舒適度的調(diào)控起著至關(guān)重要的作用。然而，現(xiàn)有的空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控技術(shù)在能效管理、智能調(diào)控和用戶體驗(yàn)方面仍然存在諸多不足，具體表現(xiàn)如下：
2、數(shù)據(jù)采集不全面：現(xiàn)有的空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)通常只采集有限的參數(shù)，如溫度和濕度，而忽略了對三相電流、電壓等電力參數(shù)的監(jiān)控。這導(dǎo)致系統(tǒng)無法全面掌握空調(diào)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和能耗情況，難以進(jìn)行精確的能效分析和優(yōu)化。
3、缺乏智能調(diào)控能力：目前的空調(diào)控制系統(tǒng)大多依賴于預(yù)設(shè)的固定模式，無法根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。例如，當(dāng)房間內(nèi)的人員活動(dòng)情況發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)無法自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，從而導(dǎo)致能耗增加或用戶舒適度降低。
4、通信與數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定：現(xiàn)有系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸和通信方面也存在一定的問題，尤其是在無線通信環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性難以保障。這會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，影響系統(tǒng)的整體性能。
5、故障檢測和恢復(fù)機(jī)制不完善：現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)在主電源故障時(shí)，往往缺乏及時(shí)的故障檢測和切換機(jī)制，不能保證空調(diào)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。這不僅影響用戶體驗(yàn)，還可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。
6、用戶界面設(shè)計(jì)不友好：許多現(xiàn)有的空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)用戶界面復(fù)雜，操作不便，用戶難以通過界面直觀地了解系統(tǒng)狀態(tài)或進(jìn)行操作。這種不友好的設(shè)計(jì)大大降低了系統(tǒng)的易用性和用戶滿意度。
7、遠(yuǎn)程維護(hù)和升級(jí)能力不足：目前大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)不具備遠(yuǎn)程維護(hù)和升級(jí)功能，用戶
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對數(shù)據(jù)采集不全面、缺乏智能調(diào)控能力、通信與數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、故障檢測和恢復(fù)機(jī)制不完善、用戶界面設(shè)計(jì)不友好以及遠(yuǎn)程維護(hù)和升級(jí)能力不足等問題，本專利技術(shù)提出一種變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端及其方法，通過全面的數(shù)據(jù)采集、智能的運(yùn)行調(diào)控、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸、完善的故障檢測和恢復(fù)機(jī)制、友好的用戶界面設(shè)計(jì)以及遠(yuǎn)程維護(hù)和升級(jí)功能，大大提升了空調(diào)系統(tǒng)的能效管理和用戶體驗(yàn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
3、一種變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，所述終端包括：
4、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)采集三相電流、電壓、環(huán)境溫度參數(shù)，并持續(xù)監(jiān)控空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括但不限于開關(guān)狀態(tài)、工作模式、設(shè)定溫度、風(fēng)力及風(fēng)向，同時(shí)監(jiān)測房間內(nèi)人員活動(dòng)情況；
5、智能控制調(diào)節(jié)模塊，與數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊連接，用于接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模自動(dòng)調(diào)整空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)，包括基于房間內(nèi)人員活動(dòng)情況的節(jié)能模式調(diào)整；
6、通信接口模塊，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)外的數(shù)據(jù)傳輸和通信；
7、安全保障冗余模塊，用于構(gòu)建系統(tǒng)的安全保障體系并提供故障檢測和恢復(fù)機(jī)制；
8、用戶界面模塊，與智能控制調(diào)節(jié)模塊連接，用于顯示監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)及用戶控制選項(xiàng)，提供直觀易用的操作界面；
9、遠(yuǎn)程維護(hù)升級(jí)模塊，與系統(tǒng)各模塊連接，用于支持遠(yuǎn)程維護(hù)和軟件升級(jí)。
10、可選地，所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊中的被動(dòng)紅外傳感器pir和超聲波傳感器通過以下組合方式進(jìn)行使用：
11、被動(dòng)紅外傳感器和超聲波傳感器同時(shí)工作，分別檢測房間內(nèi)的人員活動(dòng)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理；
12、設(shè)置被動(dòng)紅外傳感器為主要傳感器，超聲波傳感器為輔助傳感器；
13、根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間段，交替啟用被動(dòng)紅外傳感器和超聲波傳感器進(jìn)行人員活動(dòng)檢測。
14、可選地，所述述改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模型，包括以下模塊：
15、步驟一、數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征提取模塊，用于采集并標(biāo)準(zhǔn)化輸入數(shù)據(jù)和歷史空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述標(biāo)準(zhǔn)化x′公式為：
16、
17、其中，x為原始數(shù)據(jù)，μ為數(shù)據(jù)的均值，σ為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；
18、步驟二、lstm預(yù)測模塊，結(jié)合cnn和attention機(jī)制，用于基于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)預(yù)測空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，所述lstm預(yù)測模塊采用以下公式：
19、遺忘門：
20、ft＝σ(wf·[ht-1,xt]+bf)
21、輸入門：
22、it＝σ(wi·[ht-1,xt]+bi)
23、
24、狀態(tài)更新：
25、
26、輸出門：
27、ot＝σ(wo·[ht-1,xt]+bo)
28、ht＝ot·tanh(st)
29、其中，ft為時(shí)間步t的遺忘門，it為時(shí)間步t的輸入門，ot為時(shí)間步t的輸出門，為候選狀態(tài)，st為空調(diào)狀態(tài)，σ為sigmoid激活函數(shù)，tanh為雙曲正切激活函數(shù)，wf,wi,wc,wo分別為遺忘門、輸入門、候選狀態(tài)和輸出門的權(quán)重矩陣；bf,bi,bc,bo分別為遺忘門、輸入門、候選狀態(tài)和輸出門的偏置向量；[ht-1,xt]為上一個(gè)時(shí)間步t-1的隱藏狀態(tài)和當(dāng)前時(shí)間步t的輸入的拼接；
30、步驟三、dqn調(diào)控決策模塊，用于基于lstm預(yù)測的空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)選擇最優(yōu)調(diào)控動(dòng)作，所述dqn調(diào)控模塊采用以下公式：
31、q值更新公式：
32、q(st,at)＝q(st,at)+α[rt+γmaxq(st+1,a)-q(st,at)]
33、其中，st為當(dāng)前狀態(tài)，at為當(dāng)前動(dòng)作，rt為當(dāng)前獎(jiǎng)勵(lì)，γ為折扣因子，α為學(xué)習(xí)率；
34、具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
35、a.將lstm預(yù)測的空調(diào)狀態(tài)作為當(dāng)前狀態(tài)st；
36、b.定義空調(diào)調(diào)控動(dòng)作at；
37、c.根據(jù)能耗和用戶舒適度設(shè)計(jì)獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)rt；
38、d.通過q值更新公式，迭代更新q值表；
39、e.根據(jù)q值表選擇最優(yōu)動(dòng)作at；
40、步驟四、執(zhí)行調(diào)控模塊，根據(jù)dqn調(diào)控決策模塊的輸出，調(diào)整空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)；
41、步驟五、反饋優(yōu)化與參數(shù)調(diào)整模塊，用于監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)反饋結(jié)果不斷調(diào)整和優(yōu)化lstm預(yù)測模塊與dqn調(diào)控決策模塊的算法參數(shù)，用于進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控和調(diào)控；
42、步驟六、邊緣計(jì)算與模型壓縮模塊，用于在空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控過程中提升系統(tǒng)的效率和響應(yīng)速度，具體包括以下子步驟：數(shù)據(jù)預(yù)處理和分發(fā)、模型分割與部署、邊緣計(jì)算與決策、數(shù)據(jù)反饋與優(yōu)化；模型剪枝、模型量化、知識(shí)蒸餾、模型分片與加載。
43、可選地，所述改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模型還包括：
44、a.對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除噪聲并標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)；
45、b.基于用戶使用模式，采用聚類算法進(jìn)行模式識(shí)別，包括以下步驟：
46、1)初始化多個(gè)聚類中心；
47、2)將數(shù)據(jù)點(diǎn)分配到最近的聚類中心；
48、3)重新計(jì)算聚類中心的位置；
49、4本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述終端包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊中的被動(dòng)紅外傳感器PIR和超聲波傳感器通過以下組合方式進(jìn)行使用：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模型，包括以下模塊：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模型還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述通信接口模塊還包括無線通信單元，用于通過Wi-Fi、藍(lán)牙及Zigbee無線通信協(xié)議。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述安全保障冗余模塊包括一個(gè)或多個(gè)冗余電源模塊，用于在主電源故障時(shí)提供備用電源，所述冗余電源模塊包括：實(shí)時(shí)監(jiān)測主電源狀態(tài)并在故障時(shí)觸發(fā)備用電源切換的電源監(jiān)測模塊；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述用戶界面模塊包括觸摸屏和語音識(shí)別單元，用于用戶通過觸摸操作或語音命
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述遠(yuǎn)程維護(hù)升級(jí)模塊包括云平臺(tái)接口，用于通過互聯(lián)網(wǎng)連接到云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析和系統(tǒng)更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊還包括光線傳感器和濕度傳感器，用于監(jiān)測環(huán)境光照和濕度參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)調(diào)整空調(diào)的運(yùn)行模式。
10.基于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種變配電空調(diào)負(fù)荷的監(jiān)控方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述終端包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊中的被動(dòng)紅外傳感器pir和超聲波傳感器通過以下組合方式進(jìn)行使用：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模型，包括以下模塊：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述改進(jìn)的自適應(yīng)智能負(fù)荷控制模型還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述通信接口模塊還包括無線通信單元，用于通過wi-fi、藍(lán)牙及zigbee無線通信協(xié)議。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變配電空調(diào)負(fù)荷監(jiān)控終端，其特征在于，所述安全保障冗余模塊包括一個(gè)或多個(gè)冗余電源模塊，用于在主電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許蘇軍，
申請(專利權(quán))人：江蘇征途技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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