一种基于云计算的物联网感知总控方法及其系统与流程

1.本发明涉及互联网领域，尤其涉及一种基于云计算的物联网感知总控方法及其系统。


背景技术：

2.互联网技术的普及使物联网能得以广泛实施，物联网技术在建筑物的室内环境调控和总体监控方面有着重要的应用，物联网技术借助云计算服务器的并行式分布计算技术，加快了物联网对各设备的监控和调度，使得对各种设备的总体的控制成为可能。但是，现有的物联网云计算技术对于建筑物内通风和第一物理量变化的总体调控缺乏有效的相互结合，不足以在总体层面上调控建筑物内各部分的第一物理量和通风的变化值。


技术实现要素：

3.本公开提供一种基于云计算的物联网感知总控方法及其系统，根据各个部分的换气量以及第一物理量值，计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，以此求出公共空间内的各个部分的通风变动向量，根据通风变动向量中的各维度的数值表示的各部分的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的比例关系，物联网云计算服务器向物联网中的通风设备各发送通风变动向量作为信号，实现物联网总控调节各部分的换气量，以此达到通过控制各部分的通风设备的换气量来调节公共空间内总体第一物理量的效果。
4.为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种基于云计算的物联网感知总控方法及系统，所述方法包括以下步骤：
5.步骤1.通过物联网连接公共空间内的各个部分的通风设备以及该部分内的传感器，以此采集各个部分的换气量以及第一物理量值；
6.步骤2.通过物联网云计算服务器接收采集到的各个部分的换气量以及第一物理量值；
7.步骤3.根据各个部分的换气量以及第一物理量值，物联网云计算服务器计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵；
8.步骤4.通过换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，物联网云计算服务器计算出公共空间内的各个部分的通风变动向量；
9.步骤5.物联网云计算服务器向公共空间内的各个部分的通风设备下发通风变动向量的下行数据来控制公共空间内的各个部分的总体通风。
10.进一步地，在步骤1中，通过物联网连接公共空间内的各个部分的通风设备以及该部分内的传感器，以此采集各个部分的换气量以及第一物理量值的方法为：在公共空间内，后端的云计算服务器通过物联网与各个部分的通风设备以及该部分内的传感器相连接，采集到各个部分的换气量和第一物理量值，所述后端的云计算服务器为物联网云计算服务器，其中，所述第一物理量指包括温度、湿度、气体浓度、辐射度等中的任意一种，所述第一
物理量值指温度值、湿度值、气体浓度值、辐射度值等，所述传感器为用于采集第一物理量的仪器，所述公共空间指那些供城市居民日常生活和社会生活公共使用的建筑物的室外空间及室内空间，其中室外空间包括街道、广场、居住区户外场地、公园、体育场地或农田、森林等，其中室内空间包括政府机关、学校、图书馆、医院、车站、码头、商业场所、办公空间、餐饮娱乐场所、酒店民宿等，所述部分为所述公共空间的各个区域，所述物联网为各个部分内设置的传感器或通风设备相连接组成的网络。
11.进一步地，在步骤2中，通过物联网云计算服务器接收采集到的各个部分的换气量以及第一物理量值的方法为：所述部分为所述公共空间的各个采集点，所述物联网云计算服务器用于将采集到的各个部分的换气量以及第一物理量值存储在其数据库中。
12.进一步地，在步骤3中，根据各个部分的换气量以及第一物理量值，物联网云计算服务器计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵的方法为：在物联网云计算服务器存储的数据中，令公共空间内的部分的数量为k,部分的序号为变量i(i∈[1,k]且i为正整数)，m为各部分的第一物理量值，m
i
表示序号i的部分的第一物理量值，v为各部分的换气量(单位为m3/h)，v
i
表示序号i的部分的换气量,设函数mis()为计算两个数值之间的偏值
[0013][0014]
则有第一物理量值分布向量为mi，mi表示序号i的部分的第一物理量值与所有序号的部分的第一物理量值的偏值
[0015]
m
i
＝[mis(m
i
,m1),mis(m
i
,m2),
…
,mis(m
i
,m
k
‑1),mis(m
i
,m
k
)]，
[0016]
换气量分布向量为vi，vi表示序号i的部分的换气量与所有序号的部分的换气量的偏值
[0017]
v
i
＝[mis(v
i
,v1),mis(v
i
,v2),
…
,mis(v
i
,v
k
‑1),mis(v
i
,v
k
)]，
[0018]
由此得到所有的序号的部分的与其他部分的第一物理量值的偏差作为矩阵ma
[0019][0020]
以及得到所有的序号的部分的与其他部分的换气量的偏差作为矩阵va，
[0021][0022]
进而，对ma进行去除各部分与第一物理量值分布向量的影响的计算得到第一物理量值分布矩阵mr，其过程如下，以mr(i)表示mr中的第i行，有mr(1)＝[
‑
[mis(m1,m2) mis(m1,m3)
…
mis(m1,m
k
‑1) mis(m1,m
k
)],mis(m1,m2),
…
,mis(m1,m
k
‑1),mis(m1,m
k
)],
[0023]
mr(2)＝[mis(m2,m1),
‑
[mis(m2,m1) mis(m2,m3)
…
mis(m2,m
k
‑1) mis(m2,m
k
)],
…
,mis(m2,m
k
‑1),mis(m2,m
k
)],
[0024]
…
,mr(k
‑
1)＝[mis(m
k
‑1,m1),mis(m
k
‑1,m2),
…
,
‑
[mis(m
k
‑1,m1) mis(m
k
‑1,m2)
…
mis(m
k
‑1,m
k
‑2) mis(m
k
‑1,m
k
)],mis(m
k
‑1,m
k
)],mr(k)＝mis(m
k
,m1),mis(m
k
,m2),
…
,mis(m
k
,m
k
‑1),
‑
[mis(m
k
,m1) mis(m
k
,m2)
…
mis(m
k
,m
k
‑2) mis(m
k
,m
k
‑1)].
[0025]
则有mr可表示为
[0026][0027]
对va进行去除各部分与换气量分布向量的影响的计算得到换气量分布矩阵vr,其过程如下，以vr(i)表示vr中的第i行，有vr(1)＝[
‑
[mis(v1,v2) mis(v1,v3)
…
mis(v1,v
k
‑1) mis(v1,v
k
)],mis(v1,v2),,
…
,mis(v1,v
k
‑1),mis(v1,v
k
)],vr(2)＝[mis(v2,v1),
‑
[mis(v2,v1) mis(v2,v3)
…
mis(v2,v
k
‑1) mis(v2,v
k
)],
…
,mis(v2,v
k
‑1),mis(v2,v
k
)],
…
,vr(k
‑
1)＝[mis(v
k
‑1,v1),mis(v
k
‑1,v2),
…
,
‑
[mis(v
k
‑1,v1) mis(v
k
‑1,v2)
…
mis(v
k
‑1,v
k
‑2) mis(v
k
‑1,v
k
)],mis(v
k
‑1,v
k
)],vr(k)＝mis(v
k
,v1),mis(v
k
,v2),
…
,mis(v
k
,v
k
‑1),
‑
[mis(v
k
,v1) mis(v
k
,v2)
…
mis(v
k
,v
k
‑2) mis(v
k
,v
k
‑1)].
[0028]
则有vr可表示为
[0029][0030]
进一步地，在步骤4中，通过换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，物联网云计算服务器计算出公共空间内的各个部分的通风变动向量，方法为：将第一物理量值分布矩阵mr进行提取引导矩阵计算得各个部分中第一物理量分布向量ρ，各个部分中第一物理量分布向量ρ为
[0031][0032]
将换气量分布矩阵vr进行提取引导矩阵计算得各个部分中换气分布向量β，各个部分中换气分布向量β为
[0033][0034]
根据各个部分中第一物理量分布向量和各个部分中换气分布向量求出通风变动向量d，
[0035][0036]
通风变动向量d表示k个部分的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的比值。
[0037]
进一步地，在步骤5中，物联网云计算服务器向公共空间内的各个部分的通风设备下发通风变动向量的下行数据来控制公共空间内的各个部分的总体通风的方法为：根据通风变动向量中的k个维度的各个数值表示的是各个部分的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的具体的比例关系，其中风变动向量的下行数据指物联网云计算服务器向通风设备发送的控制信号，物联网云计算服务器向物联网中的通风设备各发送通风变动向量作为控制信号，实现物联网总控调节各部分的换气量，以此达到通过控制各部分的通风设备的换气量来调节公共空间内总体第一物理量的效果。
[0038]
本公开的有益效果为：本公开提供一种基于云计算的物联网感知总控方法及其系统，根据各个部分的换气量以及第一物理量值，计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，以此求出公共空间内的各个部分的通风变动向量，根据通风变动向量中的各维度的数值表示的各部分的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的比例关系，物联网云计算服务器向物联网中的通风设备各发送通风变动向量作为信号，实现物联网总控调节各部分的换气量，以此达到通过控制各部分的通风设备的换气量来调节公共空间内总体第一物理量的效果。
附图说明
[0039]
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术目标来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
[0040]
图1所示为一种基于云计算的物联网感知总控方法的流程图；
[0041]
图2所示为一种基于云计算的物联网感知总控系统的系统结构图。
具体实施方式
[0042]
以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043]
如图1所示为根据本公开的一种基于云计算的物联网感知总控方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种基于云计算的物联网感知总控方法。
[0044]
本公开提出一种基于云计算的物联网感知总控方法，具体包括以下步骤：
[0045]
步骤1.通过物联网连接公共空间内的各个部分的通风设备以及该部分内的传感器，以此采集各个部分的换气量以及第一物理量值；
[0046]
步骤2.通过物联网云计算服务器接收采集到的各个部分的换气量以及第一物理
量值；
[0047]
步骤3.根据各个部分的换气量以及第一物理量值，物联网云计算服务器计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵；
[0048]
步骤4.通过换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，物联网云计算服务器计算出公共空间内的各个部分的通风变动向量；
[0049]
步骤5.物联网云计算服务器向公共空间内的各个部分的通风设备下发通风变动向量的下行数据来控制公共空间内的各个部分的总体通风。
[0050]
进一步地，在步骤1中，通过物联网连接公共空间内的各个部分的通风设备以及该部分内的传感器，以此采集各个部分的换气量以及第一物理量值的方法为：在公共空间内，后端的云计算服务器通过物联网与各个部分的通风设备以及该部分内的传感器相连接，采集到各个部分的换气量和第一物理量值，所述后端的云计算服务器为物联网云计算服务器，其中，所述第一物理量指包括温度、湿度、气体浓度、辐射度中的任意一种，所述第一物理量值指温度值、湿度值、气体浓度值、辐射度值，所述传感器为用于采集第一物理量的仪器。
[0051]
进一步地，在步骤2中，通过物联网云计算服务器接收采集到的各个部分的换气量以及第一物理量值的方法为：所述部分为所述公共空间的各个采集点，所述物联网云计算服务器用于将采集到的各个部分的换气量以及第一物理量值存储在其数据库中。
[0052]
进一步地，在步骤3中，根据各个部分的换气量以及第一物理量值，物联网云计算服务器计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵的方法为：在物联网云计算服务器存储的数据中，令公共空间内的部分的数量为k,部分的序号为变量i(i∈[1,k]且i为正整数)，m为各部分的第一物理量值，m
i
表示序号i的部分的第一物理量值，v为各部分的换气量(单位为m3/h)，v
i
表示序号i的部分的换气量,设函数mis()为计算两个数值之间的偏值
[0053][0054]
则有第一物理量值分布向量为mi，mi表示序号i的部分的第一物理量值与所有序号的部分的第一物理量值的偏值
[0055]
m
i
＝[mis(m
i
,m1),mis(m
i
,m2),
…
,mis(m
i
,m
k
‑1),mis(m
i
,m
k
)]，
[0056]
换气量分布向量为vi，vi表示序号i的部分的换气量与所有序号的部分的换气量的偏值
[0057]
v
i
＝[mis(v
i
,v1),mis(v
i
,v2),
…
,mis(v
i
,v
k
‑1),mis(v
i
,v
k
)]，
[0058]
由此得到所有的序号的部分的与其他部分的第一物理量值的偏差作为矩阵ma
[0059][0060]
以及得到所有的序号的部分的与其他部分的换气量的偏差作为矩阵va，
[0061][0062]
进而，对ma进行去除各部分与第一物理量值分布向量的影响的计算得到第一物理量值分布矩阵mr，其过程如下，以mr(i)表示mr中的第i行，有mr(1)＝[
‑
[mis(m1,m2) mis(m1,m3)
…
mis(m1,m
k
‑1) mis(m1,m
k
)],mis(m1,m2),
…
,mis(m1,m
k
‑1),mis(m1,m
k
)],
[0063]
mr(2)＝[mis(m2,m1),
‑
[mis(m2,m1) mis(m2,m3)
…
mis(m2,m
k
‑1) mis(m2,m
k
)],
…
,mis(m2,m
k
‑1),mis(m2,m
k
)],
[0064]
…
,mr(k
‑
1)＝[mis(m
k
‑1,m1),mis(m
k
‑1,m2),
…
,
‑
[mis(m
k
‑1,m1) mis(m
k
‑1,m2)
…
mis(m
k
‑1,m
k
‑2) mis(m
k
‑1,m
k
)],mis(m
k
‑1,m
k
)],mr(k)＝mis(m
k
,m1),mis(m
k
,m2),
…
,mis(m
k
,m
k
‑1),
‑
[mis(m
k
,m1) mis(m
k
,m2)
…
mis(m
k
,m
k
‑2) mis(m
k
,m
k
‑1)].
[0065]
则有mr可表示为
[0066][0067]
对va进行去除各部分与换气量分布向量的影响的计算得到换气量分布矩阵vr,其过程如下，以vr(i)表示vr中的第i行，有vr(1)＝[
‑
[mis(v1,v2) mis(v1,v3)
…
mis(v1,v
k
‑1) mis(v1,v
k
)],mis(v1,v2),,
…
,mis(v1,v
k
‑1),mis(v1,v
k
)],vr(2)＝[mis(v2,v1),
‑
[mis(v2,v1) mis(v2,v3)
…
mis(v2,v
k
‑1) mis(v2,v
k
)],
…
,mis(v2,v
k
‑1),mis(v2,v
k
)],
…
,vr(k
‑
1)＝[mis(v
k
‑1,v1),mis(v
k
‑1,v2),
…
,
‑
[mis(v
k
‑1,v1) mis(v
k
‑1,v2)
…
mis(v
k
‑1,v
k
‑2) mis(v
k
‑1,v
k
)],mis(v
k
‑1,v
k
)],vr(k)＝mis(v
k
,v1),mis(v
k
,v2),
…
,mis(v
k
,v
k
‑1),
‑
[mis(v
k
,v1) mis(v
k
,v2)
…
mis(v
k
,v
k
‑2) mis(v
k
,v
k
‑1)]。
[0068]
则有vr可表示为
[0069][0070]
进一步地，在步骤4中，通过换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，物联网云计算服务器计算出公共空间内的各个部分的通风变动向量，方法为：将第一物理量值分布矩阵mr进行提取引导矩阵计算得各个部分中第一物理量分布向量ρ，各个部分中第一物理量分布向量ρ为
[0071][0072]
将换气量分布矩阵vr进行提取引导矩阵计算得各个部分中换气分布向量β，各个
部分中换气分布向量β为
[0073][0074]
根据各个部分中第一物理量分布向量和各个部分中换气分布向量求出通风变动向量d，
[0075][0076]
通风变动向量d表示k个部分的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的比值。
[0077]
进一步地，在步骤5中，物联网云计算服务器向公共空间内的各个部分的通风设备下发通风变动向量的下行数据来控制公共空间内的各个部分的总体通风的方法为：例如，在实施过程中，所述公共空间可为一个建筑物内，对应的所述部分即为建筑物中的房间，根据通风变动向量中的k个维度的各个数值表示的是各个房间的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的具体的比例关系，物联网云计算服务器向物联网中的通风设备各发送通风变动向量作为信号，实现物联网总控调节各房间的换气量，以此达到通过控制各房间的通风设备的换气量来调节建筑物内总体第一物理量的效果，当建筑物内的k个房间需要总体降低温度值到μ摄氏度，需要衡量各个房间的实时温度与该目标温度μ摄氏度的实际差距，则计算通过物联网获得的各房间当前温度与μ摄氏度的温度差得到m
μ
，
[0078]
m
μ
＝[mis(μ,m1),mis(μ,m2),
…
,mis(μ,m
k
‑1),mis(μ,m
k
)]，
[0079]
由m
μ
可以得到各个维度中对应的各房间需要调控的温度量，进而根据已知d通风变动向量[d1,d2,
…
,d
k
‑1,d
k
]，在对应各房间需要调控的温度量的基础上，得到各个房间相对应的换气量为v
μ
，
[0080][0081]
根据来总体地控制各房间的换气量以将温度控制到μ摄氏度，由此进行建屋内的总体温度调节。
[0082]
本公开的实施例提供的一种基于云计算的物联网感知总控系统，如图2所示为本公开的一种基于云计算的物联网感知总控系统的系统结构图，该实施例的一种基于云计算的物联网感知总控系统包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种基于云计算的物联网感知总控方法实施例中的步骤用于所述通风设备，通风设备包括但不限于除尘净化设备、柜式风机、消防风机、离心风机、水濂喷油柜、空气净化器、排尘风机、火烟通风机、静电
油烟净化器、离心式消防排烟风机、消防柜式离心风机、豪华柜式离心风机、节能环保空调、强力排气扇、c6
‑
48离心风机、4
‑
72离心风机、脉冲除尘器、空气调节器、旋风除尘器、净化塔、单面单工位水濂柜中的任意一种或多种。
[0083]
所述一种基于云计算的物联网感知总控系统可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中。所述一种基于云计算的物联网感知总控系统，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种基于云计算的物联网感知总控系统的示例，并不构成对一种基于云计算的物联网感知总控方法及系统的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种基于云计算的物联网感知总控系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0084]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立元器件门电路或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种基于云计算的物联网感知总控系统运行系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种基于云计算的物联网感知总控系统可运行系统的各个部分。
[0085]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种基于云计算的物联网感知总控系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0086]
本公开提供一种基于云计算的物联网感知总控方法及其系统，根据各个部分的换气量以及第一物理量值，计算得到各个部分的换气量分布矩阵和第一物理量值分布矩阵，以此求出建筑物内的各个部分的通风变动向量，根据通风变动向量中的各维度的数值表示的各部分的第一物理量的数值与换气量的数值的变化量的比例关系，物联网云计算服务器向物联网中的通风设备各发送通风变动向量作为信号，实现物联网总控调节各部分的换气量，以此达到通过控制各部分的通风设备的换气量来调节建筑物内总体第一物理量的效果。
[0087]
尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。