一種基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置。該裝置由傳感器節(jié)點(diǎn)和熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心組成，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊、單片機(jī)和電源，所述的熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心包括黑球溫度傳感器、微處理器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、顯示屏、按鍵、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊和控制模塊。本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝便捷，能夠通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)有效的采集安裝區(qū)域內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)，同時(shí)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行熱舒適度值的測(cè)量，實(shí)時(shí)性好，準(zhǔn)確度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置，特別是一種基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及生活水平的提高，人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境的熱舒適度要求也越來(lái)越高。熱舒適是指大多數(shù)人對(duì)客觀熱環(huán)境從生理到心理方面都達(dá)到滿(mǎn)意的狀態(tài)。由于影響人體熱舒適的因素與條件十分復(fù)雜，研究人員對(duì)室內(nèi)熱舒適的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了大量研究，并提出若干評(píng)價(jià)熱舒適度的指標(biāo)，其中PMV (Predicted Mean Vote)指標(biāo)是應(yīng)用最廣泛的舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)。然而PMV公式計(jì)算涉及多個(gè)物理參數(shù)，采集過(guò)程復(fù)雜，同時(shí)使用PMV公式計(jì)算熱舒適度值涉及復(fù)雜的迭代步驟，實(shí)時(shí)性較差，無(wú)法較好的滿(mǎn)足中央空調(diào)系統(tǒng)中對(duì)PMV值實(shí)時(shí)測(cè)量的需求，因此開(kāi)發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)技術(shù)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置是熱舒適度測(cè)量智能儀器研究的重要發(fā)展方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)采集和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置，該裝置利用物聯(lián)網(wǎng)迅速高效的采集傳感器數(shù)據(jù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快速建立PMV指標(biāo)輸入輸出之間的非線(xiàn)性映射，滿(mǎn)足中央空調(diào)系統(tǒng)中對(duì)PMV指標(biāo)實(shí)時(shí)測(cè)量的需求。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于:該裝置由傳感器節(jié)點(diǎn)和熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心組成，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊、單片機(jī)和電源，所述的熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心包括黑球溫度傳感器、微處理器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、顯示屏、按鍵、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊和控制模塊；傳感器節(jié)點(diǎn)中單片機(jī)分別與溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊和電源連接，熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心中的微處理器分別與黑球溫度傳感器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊、顯示屏、按鍵和控制模塊連接，微處理器將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊，并通過(guò)熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊返回測(cè)量的熱舒適度數(shù)據(jù)，熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心中的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與各傳感器節(jié)點(diǎn)中的Zigbee通信模塊進(jìn)行一對(duì)多的雙向無(wú)線(xiàn)通信。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果在于:該基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝便捷，能夠有效的采集安裝區(qū)域內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)，同時(shí)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行熱舒適度值的計(jì)算，實(shí)時(shí)性好，準(zhǔn)確度高。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1所示，基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置由傳感器節(jié)點(diǎn)和熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心組成，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊、單片機(jī)和電源，所述的熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心包括黑球溫度傳感器、微處理器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、顯示屏、按鍵、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊和控制模塊；傳感器節(jié)點(diǎn)中單片機(jī)分別與溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊和電源連接，熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心中的微處理器分別與黑球溫度傳感器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊、顯示屏、按鍵和控制模塊連接，微處理器將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊，并通過(guò)熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊返回測(cè)量的熱舒適度數(shù)據(jù)，熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心中的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與各傳感器節(jié)點(diǎn)中的Zigbee通信模塊進(jìn)行一對(duì)多的雙向無(wú)線(xiàn)通信。
[0009]各傳感器節(jié)點(diǎn)將通過(guò)溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器采集計(jì)算熱舒適度PMV值所需的溫度，相對(duì)濕度和風(fēng)速三種數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至傳感器節(jié)點(diǎn)中的處理器單片機(jī)，單片機(jī)將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(溫度，相對(duì)濕度和風(fēng)速)通過(guò)Zigbee通信模塊發(fā)送至熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心。熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器接收各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(溫度，相對(duì)濕度和風(fēng)速)并發(fā)送至熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心的微處理器，微處理器同時(shí)通過(guò)黑球溫度傳感器采集計(jì)算PMV值所需的平均輻射溫度，并將溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和平均輻射溫度四種數(shù)據(jù)輸入基于FPGA芯片的熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊，然后調(diào)用內(nèi)置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序進(jìn)行PMV值計(jì)算，并輸出計(jì)算結(jié)果。微處理器接收熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊輸出的PMV值，可通過(guò)控制模塊輸出PWM控制信號(hào)和變頻器頻率信號(hào)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步控制。同時(shí)熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心還配備顯示屏和按鍵，能夠?qū)ρb置的工作過(guò)程進(jìn)行控制和顯示。
【權(quán)利要求】
1.基于物聯(lián)網(wǎng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱舒適度指標(biāo)測(cè)量裝置，其特征在于:該裝置由傳感器節(jié)點(diǎn)和熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心組成，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊、單片機(jī)和電源，所述的熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心包括黑球溫度傳感器、微處理器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、顯示屏、按鍵、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊和控制模塊；傳感器節(jié)點(diǎn)中單片機(jī)分別與溫度傳感器、濕度傳感器、微風(fēng)速傳感器、Zigbee通信模塊和電源連接，熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心中的微處理器分別與黑球溫度傳感器、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊、顯示屏、按鍵和控制模塊連接，微處理器將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送至熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊，并通過(guò)熱舒適度值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模塊返回測(cè)量的熱舒適度數(shù)據(jù)，熱舒適度監(jiān)測(cè)與控制中心中的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與各傳感器節(jié)點(diǎn)中的Zigbee通信模塊進(jìn)行一對(duì)多的雙向無(wú)線(xiàn)通信。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK204085569SQ201420537142
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】江沸菠, 董莉, 申艷妮, 甘巧 申請(qǐng)人:湖南師范大學(xué)