本發(fā)明涉及針對VAV(Variable Air System)變風(fēng)量系統(tǒng)的節(jié)能升級技術(shù)，尤其涉及通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

VAV系統(tǒng)是一種可根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化或室內(nèi)要求參數(shù)的變化，自動調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量，從而使室內(nèi)參數(shù)達(dá)到要求的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。VAV系統(tǒng)追求以較少的能耗來滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求。其系統(tǒng)控制原理是：變風(fēng)量控制器和房間溫控器一起構(gòu)成室內(nèi)串級控制，采用室內(nèi)溫度為主控制量，空氣流量為輔助控制量。變風(fēng)量控制器按照房間溫度傳感器檢測到的實(shí)際溫度，與設(shè)定溫度比較差值，以此輸出所需風(fēng)量的調(diào)整信號，調(diào)節(jié)變風(fēng)量末端的風(fēng)閥，改變送風(fēng)量，使得室內(nèi)溫度保持在設(shè)定范圍。同時(shí)，風(fēng)道壓力傳感器檢測風(fēng)道內(nèi)的壓力變化，采用PI或者PID調(diào)節(jié)，通過變頻器控制變風(fēng)量空調(diào)機(jī)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，消除壓力波動的影響，維持送風(fēng)量。

VAV空調(diào)系統(tǒng)的常用控制方式包括定靜壓控制、變靜壓控制和總風(fēng)量控制。其中定靜壓控制保證系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)某一點(diǎn)(或幾點(diǎn)平均)靜壓一定的前提下，室內(nèi)所需風(fēng)量由VAVBOX風(fēng)閥調(diào)節(jié)；系統(tǒng)送風(fēng)量由風(fēng)道內(nèi)靜壓與該點(diǎn)所設(shè)定值的差值控制變頻器工作調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定。同時(shí)，可以改變送風(fēng)溫度來滿足室內(nèi)舒適性要求。變靜壓控制在保證VAVBOX風(fēng)閥盡可能的處于全開位置(85-100％)，系統(tǒng)送風(fēng)量由風(fēng)道內(nèi)所需靜壓來控制變頻器工作，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定。同時(shí)，可以改變送風(fēng)溫度來滿足室內(nèi)舒適性要求。而總風(fēng)量控制通過改變送風(fēng)量調(diào)整室內(nèi)溫度，并使送風(fēng)與回風(fēng)的差值保持恒定，以滿足構(gòu)筑物排風(fēng)的需求。

傳統(tǒng)VAV系統(tǒng)通常將樓宇劃分成固定的區(qū)域，每個區(qū)域采用一個或幾個VAV終端以區(qū)域溫度為控制對象，根據(jù)區(qū)域溫度設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行控制。每個VAV終端連接固定數(shù)量的通風(fēng)口以覆蓋一定面積，通風(fēng)口一般不可控制。

VAV空調(diào)系統(tǒng)60年代起源于美國，70年代在歐美和日本得于廣泛應(yīng)用,90年代末才進(jìn)入我國大陸地區(qū)，目前VAV的市場呈增長趨勢。占有率方面：在美國高層建筑VAV系統(tǒng)使用率達(dá)90％以上，在香港90年代著名建筑中VAV系統(tǒng)的使用率在70-80％，同樣在日本也得到了廣泛普及使用。因此VAV技術(shù)是非常成熟而且是逐漸成為世界空調(diào)控制的主流方式。國外高檔寫字樓一般都是把VAV空調(diào)系統(tǒng)作為常規(guī)的必備系統(tǒng)而拒絕采用FC+新風(fēng)系統(tǒng),“讓FC重新回到賓館里去”正是這種情況的最好結(jié)論。國內(nèi)高檔寫字樓的發(fā)展趨勢也必將是VAV系統(tǒng)，因?yàn)閂AV系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、靈活性、維護(hù)量小幾個方面都具有無可比擬的優(yōu)越性。它有巨大優(yōu)勢，在世界迅速發(fā)展。目前已占世界空調(diào)系統(tǒng)30％份額，并且成為空調(diào)發(fā)展的必然。目前國外高層建筑使用率已達(dá)95％。

但目前的這種傳統(tǒng)VAV系統(tǒng)存在以下的缺點(diǎn)：

1、控制不夠靈活，容易造成能量浪費(fèi)，尤其在無人或者人很少的情況下，系統(tǒng)不能自動關(guān)閉或者調(diào)整設(shè)定點(diǎn)。一些傳統(tǒng)系統(tǒng)采用紅外技術(shù)感知是否有人，但通常無法給出人員的大概數(shù)量，無法做進(jìn)一步的系統(tǒng)控制和優(yōu)化。

2、跨越不同區(qū)域邊界時(shí)，由于設(shè)定點(diǎn)的不同，通常會造成跨區(qū)域溫度瞬間變化，使得體驗(yàn)變差。

3、傳統(tǒng)的區(qū)域溫度設(shè)定點(diǎn)是來自BAS或者本地手動調(diào)節(jié)的相對固定值，沒有考慮老人、兒童和青壯年等不同人群對區(qū)域溫度的不同適應(yīng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供了一種通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)及方法，改善傳統(tǒng)VAV系統(tǒng)中人員跨區(qū)域的溫度體驗(yàn)，節(jié)約能源，提高能源利用率。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明揭示了一種通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)，包括：

移動節(jié)點(diǎn)，用于實(shí)時(shí)檢測周圍溫度并向周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括移動節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號和檢測到的實(shí)時(shí)溫度值；

信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，接收周圍的移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，并向中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號及其接收到的所有移動節(jié)點(diǎn)的信息；

中心節(jié)點(diǎn)，接收所有信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度，并發(fā)送給相應(yīng)的VAV終端并對其實(shí)施控制。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，移動節(jié)點(diǎn)嵌入在隨人移動的物件內(nèi)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)固定在每一個VAV終端的出風(fēng)口位置。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)對VAV終端實(shí)施的控制包括控制VAV終端的制冷或制熱，通過與VAV終端相連的通風(fēng)口輸出，向通風(fēng)口覆蓋的區(qū)域供風(fēng)，認(rèn)為沒有接收到移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置附近無人，控制相應(yīng)的VAV終端關(guān)閉或者采用默認(rèn)參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)通過用戶接口提供給用戶為每個移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的溫度設(shè)定點(diǎn)的功能，且根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置判斷用戶的設(shè)置是否合理。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)通過系統(tǒng)管理員接口提供給系統(tǒng)管理員創(chuàng)建移動節(jié)點(diǎn)并分配標(biāo)識號和權(quán)重值的功能，設(shè)置移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)的范圍的功能，設(shè)置系統(tǒng)模式制冷或者制熱的功能，并檢測移動節(jié)點(diǎn)間可能的設(shè)置沖突并處理。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)包括：

終端定位模塊，將所有接收到一移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為該移動節(jié)點(diǎn)的定位估計(jì)值，采用基于非測距的質(zhì)心定位算法得到移動節(jié)點(diǎn)的范圍并打開這一范圍內(nèi)的VAV終端。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)包括終端溫度設(shè)置模塊，其中終端溫度設(shè)置模塊進(jìn)一步包括：

信標(biāo)節(jié)點(diǎn)溫度與權(quán)重計(jì)算單元，計(jì)算每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度、溫度設(shè)定值及權(quán)重：信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的權(quán)重之和除以移動節(jié)點(diǎn)數(shù)量；

VAV終端溫度和設(shè)定點(diǎn)計(jì)算單元，計(jì)算VAV終端的受控溫度和溫度設(shè)定點(diǎn)：VAV終端的受控溫度是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，VAV終端的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例，在中心節(jié)點(diǎn)計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度的過程中，允許移動節(jié)點(diǎn)參與到對應(yīng)同一VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算，允許移動節(jié)點(diǎn)參與到不同VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算。

本發(fā)明還揭示了一種通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法，包括：

通過移動節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測周圍溫度并向周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括移動節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號和檢測到的實(shí)時(shí)溫度值；

通過信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收周圍的移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，并向中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號及其接收到的所有移動節(jié)點(diǎn)的信息；

通過中心節(jié)點(diǎn)接收所有信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度，并發(fā)送給相應(yīng)的VAV終端并對其實(shí)施控制。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，移動節(jié)點(diǎn)嵌入在隨人移動的物件內(nèi)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)固定在每一個VAV終端的出風(fēng)口位置。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)對VAV終端實(shí)施的控制包括控制VAV終端的制冷或制熱，通過與VAV終端相連的通風(fēng)口輸出，向通風(fēng)口覆蓋的區(qū)域供風(fēng)，認(rèn)為沒有接收到移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置附近無人，控制相應(yīng)的VAV終端關(guān)閉或者采用默認(rèn)參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，方法還包括用戶預(yù)設(shè)步驟：

用戶通過用戶接口在中心節(jié)點(diǎn)上對每個移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的溫度設(shè)定點(diǎn)，且由中心節(jié)點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置判斷用戶的設(shè)置是否合理。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，方法還包括系統(tǒng)管理員預(yù)設(shè)步驟：

系統(tǒng)管理員通過中心節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建移動節(jié)點(diǎn)并分配標(biāo)識號和權(quán)重值，設(shè)置移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)的范圍，設(shè)置系統(tǒng)模式制冷或者制熱的功能，并由中心節(jié)點(diǎn)檢測移動節(jié)點(diǎn)間可能的設(shè)置沖突并處理。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)將所有接收到一移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為該移動節(jié)點(diǎn)的定位估計(jì)值，采用基于非測距的質(zhì)心定位算法得到移動節(jié)點(diǎn)的范圍并打開這一范圍內(nèi)的VAV終端。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，中心節(jié)點(diǎn)計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度的步驟包括：

首先計(jì)算每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度、溫度設(shè)定值及權(quán)重：信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的權(quán)重之和除以移動節(jié)點(diǎn)數(shù)量；

其次計(jì)算VAV終端的受控溫度和溫度設(shè)定點(diǎn)：VAV終端的受控溫度是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，VAV終端的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和。

根據(jù)本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能的方法的一實(shí)施例，在中心節(jié)點(diǎn)計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度的過程中，允許移動節(jié)點(diǎn)參與到對應(yīng)同一VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算，允許移動節(jié)點(diǎn)參與到不同VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算。

本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明通過監(jiān)測區(qū)域是否有人以及實(shí)時(shí)調(diào)整不同溫度設(shè)定點(diǎn)來改善不同人群對溫度的體驗(yàn)，本發(fā)明中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于人員定位和溫度采集，并結(jié)合網(wǎng)頁或者手機(jī)應(yīng)用設(shè)定的參數(shù)，提供給VAV終端新的溫度設(shè)定點(diǎn)和實(shí)時(shí)溫度執(zhí)行控制。本發(fā)明改造了傳統(tǒng)的VAV系統(tǒng)，VAV終端的區(qū)域溫度設(shè)定點(diǎn)和區(qū)域溫度值來自于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。綜合來看，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1、通過設(shè)置老人、兒童等人群的高優(yōu)先級，使得溫度設(shè)定點(diǎn)及控制溫度值更偏向他們；

2、隨著人員的移動，接收到信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)隨之變化，相當(dāng)于“區(qū)域”隨之移動，模糊傳統(tǒng)上區(qū)域的概念，進(jìn)而改善傳統(tǒng)系統(tǒng)跨區(qū)域的體驗(yàn)，溫度不會瞬間變化。

3、節(jié)約能源，提高能量利用率，特別適用于大空間，VAV終端多，人員流量不多且無規(guī)律的公共場所。

4、對傳統(tǒng)系統(tǒng)的改動較小，尤其與空氣處理機(jī)相對獨(dú)立，互不影響，較容易集成到現(xiàn)有的BAS或者VAV系統(tǒng)中，并且對原系統(tǒng)(如VAS)的schedule等功能，沒有影響。

5、采用基于非測距的改進(jìn)的簡化質(zhì)心定位算法，實(shí)現(xiàn)成本低，適合VAV等對精度要求不高的應(yīng)用場合。

6、移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送范圍及功率較小，輻射低，可采用電池等續(xù)航供電。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。

圖2示出了本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例的原理圖。

圖3示出了本發(fā)明的節(jié)能系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流向示意圖。

圖4示出了本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能方法的一實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

在結(jié)合以下附圖閱讀本公開的實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。

通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的實(shí)施例

圖2示出了本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能系統(tǒng)的一實(shí)施例的原理。請參見圖2，本實(shí)施例的節(jié)能系統(tǒng)包括：多個移動節(jié)點(diǎn)1a～1n(圖1中示為空心橢圓形)、多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2a～2m(圖1中示為三角形)、中心節(jié)點(diǎn)3(圖1中示為實(shí)心橢圓形)。

移動節(jié)點(diǎn)1a～1n嵌入在隨人移動的物件內(nèi)(比如員工卡等)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2a～2m固定在每一個VAV終端(圖1中示為梯形)的出風(fēng)口位置，一般出風(fēng)口排列成網(wǎng)絡(luò)狀，所以信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在空間范圍內(nèi)同樣排列成均勻網(wǎng)絡(luò)。移動節(jié)點(diǎn)1a～1n實(shí)時(shí)檢測周圍溫度并向周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括移動節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號和檢測到的實(shí)時(shí)溫度值。

信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2a～2m接收周圍的移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，并向中心節(jié)點(diǎn)3發(fā)送信息，該信息包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號及其接收到的所有移動節(jié)點(diǎn)的信息。

中心節(jié)點(diǎn)3接收所有信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2a～2m發(fā)送的信息，計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度，并發(fā)送給相應(yīng)的VAV終端并對其實(shí)施控制。中心節(jié)點(diǎn)3對VAV終端實(shí)施的控制包括控制VAV終端的制冷或制熱，通過與VAV終端相連的通風(fēng)口輸出，向通風(fēng)口覆蓋的區(qū)域供風(fēng)，認(rèn)為沒有接收到移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置附近無人，控制相應(yīng)的VAV終端關(guān)閉或者采用默認(rèn)參數(shù)。

在實(shí)施時(shí)，中心節(jié)點(diǎn)3通過用戶接口31提供給用戶為每個移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的溫度設(shè)定點(diǎn)的功能，且根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置判斷用戶的設(shè)置是否合理。

與此同時(shí)，中心節(jié)點(diǎn)3通過系統(tǒng)管理員接口32提供給系統(tǒng)管理員創(chuàng)建移動節(jié)點(diǎn)并分配標(biāo)識號和權(quán)重值的功能，例如可以給老人和兒童的權(quán)重高，青壯年的權(quán)重低，設(shè)置移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)的范圍的功能，設(shè)置系統(tǒng)模式制冷或者制熱的功能，并檢測移動節(jié)點(diǎn)間可能的設(shè)置沖突并處理。

中心節(jié)點(diǎn)3包括終端定位模塊33和終端溫度設(shè)置模塊34。

終端定位模塊33中，移動節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送信號給信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，收到信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送器所有相關(guān)信息給中心節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)即可知道哪些信標(biāo)節(jié)點(diǎn)收到了某個移動節(jié)點(diǎn)的信號，這些信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的質(zhì)心即可作為該移動節(jié)點(diǎn)的定位估計(jì)值。亦即，終端定位模塊33將所有接收到一移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為該移動節(jié)點(diǎn)的定位估計(jì)值，采用基于非測距的質(zhì)心定位算法得到移動節(jié)點(diǎn)的范圍并打開這一范圍內(nèi)的VAV終端。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的布局越密，估計(jì)精度越高，本發(fā)明是將信標(biāo)節(jié)點(diǎn)放在出風(fēng)口位置附近。在具體實(shí)現(xiàn)上，只要收到移動節(jié)點(diǎn)的信號，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)就認(rèn)為其處于該移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送范圍內(nèi)且其坐標(biāo)將參與移動節(jié)點(diǎn)的質(zhì)心定位估計(jì)，進(jìn)而系統(tǒng)將控制相應(yīng)的VAV終端打開工作。

終端溫度設(shè)置模塊34包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)溫度與權(quán)重計(jì)算單元341和VAV終端溫度和設(shè)定點(diǎn)計(jì)算單元342。

信標(biāo)節(jié)點(diǎn)溫度與權(quán)重計(jì)算單元341中，計(jì)算每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度、溫度設(shè)定值及權(quán)重：信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度(Diffuser Temp)是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)(Diffuser Temp Setpoint)是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重(Diffuser Priority)是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的權(quán)重之和除以移動節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

VAV終端溫度和設(shè)定點(diǎn)計(jì)算單元342中，計(jì)算VAV終端的受控溫度和溫度設(shè)定點(diǎn)：VAV終端的受控溫度是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度(Diffuser Temp)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，VAV終端的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)(Diffuser Temp Setpoint)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和。在中心節(jié)點(diǎn)計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度的過程中，允許移動節(jié)點(diǎn)參與到對應(yīng)同一VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算，允許移動節(jié)點(diǎn)參與到不同VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算，這樣相當(dāng)于該移動節(jié)點(diǎn)對于VAV終端運(yùn)算的權(quán)重加倍，說明該VAV終端很大概率是該移動節(jié)點(diǎn)的唯一提供風(fēng)源，相對應(yīng)說明參與單個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)運(yùn)算的移動節(jié)點(diǎn)有很大的概率還參與了其他VAV終端的運(yùn)算。

移動節(jié)點(diǎn)(Mobile Node)1、信標(biāo)節(jié)點(diǎn)(Diffuser Node)2、中心節(jié)點(diǎn)(Central Node)3在VAV系統(tǒng)中的安裝位置如圖2所示。節(jié)能系統(tǒng)中的移動節(jié)點(diǎn)1、信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2、中心節(jié)點(diǎn)3和VAV終端4的數(shù)據(jù)流向圖如圖3所示，移動節(jié)點(diǎn)1(圖3中示為空心橢圓形)將自身的標(biāo)識號(例如圖中的ID-m1、ID-m2、ID-m3)和檢測到的實(shí)時(shí)溫度值(例如圖中的Temp-m1、Temp-m2、Temp-m3)傳送給對應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2(圖3中示為三角形)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)2將接收到的移動節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識號(例如圖中的ID-m1、ID-m2一組以及ID-m3一組)和實(shí)時(shí)溫度值(例如圖中的Temp-m1、Temp-m2一組以及Temp-m3一組)、信標(biāo)節(jié)點(diǎn)自身的標(biāo)識號(例如圖中的ID-d1和ID-d2)傳送給中心節(jié)點(diǎn)3(圖3中示為實(shí)心橢圓形)。中心節(jié)點(diǎn)3基于用戶接口和系統(tǒng)管理員接口傳送的對每個移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的溫度設(shè)定點(diǎn)和權(quán)重、每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置和對應(yīng)的VAV終端，以及來自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)傳送的信息，計(jì)算出VAV終端的受控溫度和溫度設(shè)定點(diǎn)，并傳送給VAV終端4對其進(jìn)行控制。

隨著移動節(jié)點(diǎn)的移動，目標(biāo)位置進(jìn)入到發(fā)送范圍，相應(yīng)VAV終端即開始預(yù)制冷或制熱，理想情況是節(jié)點(diǎn)移動到目標(biāo)位置即可感受到設(shè)定的溫度。移動節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率及范圍需要考慮多種因素，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)以達(dá)到最優(yōu)效果。

通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能方法的一實(shí)施例

圖4示出了本發(fā)明的通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在VAV系統(tǒng)上實(shí)施的節(jié)能方法的一實(shí)施例的流程圖。請參見圖4，下面是對本實(shí)施例的節(jié)能方法的實(shí)施步驟的詳細(xì)描述。

步驟S1：通過可移動節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測周圍溫度并向周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括可移動節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號和檢測到的實(shí)時(shí)溫度值。

可移動節(jié)點(diǎn)嵌入在隨人移動的物件內(nèi)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)固定在每一個VAV終端的出風(fēng)口位置。

步驟S2：通過信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收周圍的可移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，并向中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，該信息包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)自己的標(biāo)識號及其接收到的所有可移動節(jié)點(diǎn)的信息。

步驟S3：通過中心節(jié)點(diǎn)接收所有信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息，計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度，并發(fā)送給相應(yīng)的VAV終端并對其實(shí)施控制。

中心節(jié)點(diǎn)對VAV終端實(shí)施的控制包括控制VAV終端的制冷或制熱，通過與VAV終端相連的通風(fēng)口輸出，向通風(fēng)口覆蓋的區(qū)域供風(fēng)，認(rèn)為沒有接收到可移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置附近無人，控制相應(yīng)的VAV終端關(guān)閉或者采用默認(rèn)參數(shù)。

在本步驟中，具體可以細(xì)化為計(jì)算VAV終端的范圍、計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度這兩步。

對于計(jì)算出終端范圍，中心節(jié)點(diǎn)將接收到一可移動節(jié)點(diǎn)的信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為該可移動節(jié)點(diǎn)的定位估計(jì)值，采用基于非測距的質(zhì)心定位算法得到可移動節(jié)點(diǎn)的范圍并打開這一范圍內(nèi)的VAV終端。

對于計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度，首先計(jì)算每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度、溫度設(shè)定值及權(quán)重：信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重是與之對應(yīng)的每個移動節(jié)點(diǎn)的權(quán)重之和除以移動節(jié)點(diǎn)數(shù)量；

其次計(jì)算VAV終端的受控溫度和溫度設(shè)定點(diǎn)：VAV終端的受控溫度是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和，VAV終端的溫度設(shè)定點(diǎn)是與之對應(yīng)的每個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)與權(quán)重乘積之和除以權(quán)重之和。在中心節(jié)點(diǎn)計(jì)算每個VAV終端應(yīng)當(dāng)采用的溫度設(shè)定點(diǎn)及受控溫度的過程中，允許可移動節(jié)點(diǎn)參與到對應(yīng)同一VAV終端的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算。

在實(shí)施該方法之前還包括用戶預(yù)設(shè)和系統(tǒng)管理員預(yù)設(shè)兩步。對于用戶預(yù)設(shè)，用戶通過用戶接口在中心節(jié)點(diǎn)上對每個可移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的溫度設(shè)定點(diǎn)，且由中心節(jié)點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置判斷用戶的設(shè)置是否合理。對于系統(tǒng)管理員預(yù)設(shè)，系統(tǒng)管理員通過中心節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建可移動節(jié)點(diǎn)并分配標(biāo)識號和權(quán)重值，設(shè)置可移動節(jié)點(diǎn)的溫度設(shè)定點(diǎn)的范圍，設(shè)置系統(tǒng)模式制冷或者制熱的功能，并由中心節(jié)點(diǎn)檢測可移動節(jié)點(diǎn)間可能的設(shè)置沖突并處理。

盡管為使解釋簡單化將上述方法圖示并描述為一系列動作，但是應(yīng)理解并領(lǐng)會，這些方法不受動作的次序所限，因?yàn)楦鶕?jù)一個或多個實(shí)施例，一些動作可按不同次序發(fā)生和/或與來自本文中圖示和描述或本文中未圖示和描述但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他動作并發(fā)地發(fā)生。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步領(lǐng)會，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例來描述的各種解說性邏輯板塊、模塊、電路、和算法步驟可實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或這兩者的組合。為清楚地解說硬件與軟件的這一可互換性，各種解說性組件、框、模塊、電路、和步驟在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此類功能性是被實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于具體應(yīng)用和施加于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。技術(shù)人員對于每種特定應(yīng)用可用不同的方式來實(shí)現(xiàn)所描述的功能性，但這樣的實(shí)現(xiàn)決策不應(yīng)被解讀成導(dǎo)致脫離了本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文所公開的實(shí)施例描述的各種解說性邏輯板塊、模塊、和電路可用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或其設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文所描述功能的任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，該處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機(jī)。處理器還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個或多個微處理器、或任何其他此類配置。

結(jié)合本文中公開的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟可直接在硬件中、在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在這兩者的組合中體現(xiàn)。軟件模塊可駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域中所知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。示例性存儲介質(zhì)耦合到處理器以使得該處理器能從/向該存儲介質(zhì)讀取和寫入信息。在替換方案中，存儲介質(zhì)可以被整合到處理器。處理器和存儲介質(zhì)可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端中。在替換方案中，處理器和存儲介質(zhì)可作為分立組件駐留在用戶終端中。

在一個或多個示例性實(shí)施例中，所描述的功能可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，則各功能可以作為一條或更多條指令或代碼存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或藉其進(jìn)行傳送。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，其包括促成計(jì)算機(jī)程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能被計(jì)算機(jī)訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或能被用來攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的合意程序代碼且能被計(jì)算機(jī)訪問的任何其它介質(zhì)。任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠(yuǎn)程源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟(disc)用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

提供對本公開的先前描述是為使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應(yīng)用到其他變體而不會脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。