一种基于红外感应的暖气智能启停系统的制作方法

1.本发明涉及暖气设备技术领域，尤其涉及一种基于红外感应的暖气智能启停系统。


背景技术：

2.目前许多大城市已经在向清洁能源转变，但是由于燃煤成本低，现在北方集中供暖仍以燃煤为主，特别是在一些中小型城市当中，这就造成了环境的严重污染。
3.暖气片作为北方集中供暖不可缺少的设备，从能源利用方面讲，集中供暖运行费用高，无论是否需要，暖气片都在全天供热，特别是非居住性建筑当中，例如办公楼和实验室当中，在夜间无人员的时候仍旧进行供热，造成能源的极大浪费，所以应当采取适当的手段做到既满足供暖需求又能节省能源。
4.现有技术中，无法根据人员输入情况进行精确控制暖气中的热水输入，从而使暖气长时间进行高温供暖，造成严重资源浪费。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种基于红外感应的暖气智能启停系统，用以克服现有技术中由于无法根据人员输入情况精确控制暖气中的热水输入导致的资源浪费的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种基于红外感应的暖气智能启停系统，包括，
7.散热器，其一端与供水管连接，所述供水管用以向所述散热器输入热水，所述散热器的另一端与回水管连接，所述供水管与所述散热器的连接处设有自动阀门，所述自动阀门用以控制所述散热器中的热水输入，所述自动阀门与红外线感应器连接，所述红外线感应器用以检测感应区内的人员数量，所述红外线感应器与控制器连接，所述控制器用以控制所述所述自动阀门的开启状态；
8.所述控制器在控制所述自动阀门的开启时，首先获取所述红外线感应器实时检测的红外感应图像，并根据红外感应图像内的人体区域数量a控制所述散热器的热水输入流量；
9.当红外感应区内无人员时，所述控制器根据预设阀门开启时间t1对热水输入流量进行调整；当红外感应区内存在少量人员时，所述控制器根据人员滞留时间ta对热水输入流量进行调节，当感应区内人员滞留时间短时，所述控制器根据单位时间内的人员出入次数b对热水输入流量进行修正；当红外感应区内存在大量人员时，所述控制器根据单位时间内红外感应区的人员减少数量n对热水输入流量进行补偿，当红外感应区人员流动正常时，所述控制器根据红外感应区内单位时间人员移动次数c降低热水输入流量，在获取单位时间人员移动次数c时，所述控制器根据红外感应图像内基准点的移动距离d判定人员是否发生移动；
10.当所述红外感应区内存在人员时，所述控制器根据红外感应区内人员全部消失的持续时间tb控制热水输入流量降低至无人员状态。
11.进一步地，在控制所述自动阀门的开启时，所述控制器获取所述红外线感应器实时检测的红外感应图像，并将红外感应图像按照灰度值进行区域划分，将划分后形成的各区域作为参考区，所述控制器内设有若干人体区域图形，所述控制器将与人体区域图形形状相同的相连参考区作为人体区域，所述控制器获取红外感应图像内的人体区域数量a，并将人体区域数量a与预设人体区域数量a0进行比对，并根据比对结果控制所述散热器的热水输入流量，其中，
12.当a＝0时，所述控制器判定红外感应区内无人员进入，并将热水输入流量设置为m1；
13.当0＜a≤a0时，所述控制器判定红外感应区内存在少量人员，并将热水输入流量设置为m2；
14.当a＞a0时，所述控制器判定红外感应区内存在大量人员，并控制所述自动阀门完全打开，以使热水输入流量达到mmax；
15.其中，m1为第一预设输入流量，m2为第二预设输入流量，mmax为预设最大输入流量，0＜m1＜m2＜mmax。
16.进一步地，当红外感应区内无人员时，所述控制器内设有固定的阀门开启时间，所述控制器根据预设阀门开启时间t1对热水输入流量m1进行调整，其中，
17.当时间到达t1时刻时，所述控制器将热水输入流量调整为m1’，设定m1’＝m1 m1
×
t/t0，其中，t为t1时刻后红外感应区内无人员的持续时间，t0为预设无人员持续时间；
18.当t＝t0时，若仍无人员进入，所述控制器则将热水输入流量重新设置为m1。
19.进一步地，当红外感应区内存在少量人员时，所述控制器获取人员滞留时间ta，并将人员滞留时间ta与预设人员滞留时间ta0进行比对，并根据比对结果对热水输入流量m2进行调节，其中，
20.当ta≤ta0时，所述控制器判定人员滞留时间短，无需对m2进行调节；
21.当ta＞ta0时，所述控制器判定人员滞留时间长，并将热水输入流量调节为m2’，设定m2’＝m2 m2
×
(ta-ta0)/ta；
22.当调节后的热水输入流量m2’≥mmax时，所述控制器控制所述自动阀门完全打开。
23.进一步地，当感应区内人员滞留时间短时，所述控制器获取单位时间内的人员出入次数b，并将单位时间内的人员出入次数b与预设人员出入次数b0进行比对，并根据比对结果对热水输入流量m2进行修正，其中，
24.当b≤b0时，所述控制器判定人员出入正常，无需对m2进行修正；
25.当b＞b0时，所述控制器判定人员出入频繁，并将热水输入流量修正为m2”，设定m2”＝m2 m2
×
(b-b0)/b；
26.当修正后的热水输入流量m2”≥mmax时，所述控制器控制所述自动阀门完全打开。
27.进一步地，当红外感应区内存在大量人员时，所述控制器获取单位时间内红外感应区的人员减少数量n，并将获取的人员减少数量n与预设人员减少数量n0进行比对，并根据比对结果对热水输入流量mmax进行补偿，其中，
28.当n≤n0时，所述控制器判定红外感应区人员流动正常，不对热水输入流量mmax进行补偿；
29.当n＞n0时，所述控制器判定红外感应区人员流失过多，并将热水输入流量补偿为
m3，设定m3＝mmax-mmax
×
(n-n0)/n；
30.当补偿后的热水输入流量m3≤m2时，所述控制器将热水输入流量设置为m2。
31.进一步地，当红外感应区人员流动正常时，所述控制器获取红外感应区内单位时间人员移动次数c，并将获取的人员移动次数c与预设人员移动次数c0进行比对，并根据比对结果降低热水输入流量，其中，
32.当c≤c0时，所述控制器判定红外感应区内人员进入休息状态，并将热水输入流量降低为m4，设定m4＝mmax
×
a，a为流量降低系数，0.8＜a＜1；
33.当c＞c0时，所述控制器判定红外感应区内人员处于活动状态，无需降低热水输入流量。
34.进一步地，在获取单位时间人员移动次数c时，所述控制器将红外感应图像内人体区域的中心点作为基准点，并获取该基准点的移动距离d，并将基准点的移动距离d与预设移动距离d0进行比对，并根据比对结果判定人员是否发生移动，其中，
35.当d≤d0时，所述控制器判定人员未发生移动；
36.当d＞d0时，所述控制器判定人员发生移动；
37.所述控制器获取红外感应图像内单位时间每个人体区域的移动次数，并计算平均值作为单位时间人员移动次数c。
38.进一步地，当所述红外感应区内存在人员时，所述控制器记录红外感应区内人员全部消失的持续时间tb，并将人员全部消失的持续时间tb与预设人员消失时间tb0进行比对，并根据比对结果控制热水输入流量，其中，
39.当tb＜tb0时，所述控制器判定人员消失时间处于正常状态，无需改变热水输入流量；
40.当tb≥tb0时，所述控制器判定人员消失时间过长，并将热水输入流量设置为m1。
41.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过对获取的红外感应图像进行区域划分，以得到若干参考区，再通过将相连参考区形状与预设人体区域图形进行比对确定红外感应图像中的人体区域，通过采用灰度值划分方式进行图像划分，可有效将图像中的各类图形划分出来，再通过与预设图形进行比对的方式确定人体区域，可有效提高人体识别的精确度，在对人体区域确定后，所述控制器根据红外感应图像内的人体区域数量a将红外感应区的人员输入情况划分为三类，无人员时以预设低流量控制热水输入，若停止热水输入易导致散热器冻损，因此即使无人员，保持低流量输入，在节约能源的同时有效防止设备损坏，存在少量人员时，所述控制器则控制热水以高流量输入，当存在大量人员时，所述控制器则控制自动阀门全部开启，以使热水输入流量达到最大，以保证使用需求的同时降低能源消耗；当红外感应区一直无人员进入时，通过设置阀门开启时间以使阀门开启程度加大，从而在人员进去区域前提前加热，以使室内温度满足需求，在到达预设开启时间时，所述控制器设置有流量调整计算公式，通过将感应区内无人员的持续时间与预设时间进行比值计算热水输入流量，当无人员的持续时间到达预设值时，则重新控制热水以低流量输入，以节约能源，同时满足对暖气的使用需求；当红外感应区内存在少量人员时，所述控制器根据人员滞留时间逐渐增加热水输入流量，直至热水输入流量达到最大，通过逐渐增加热水输入流量可满足对暖气的使用需求同时还节约了能源，通过设置热水输入流量公式，使热水输入流量随人员滞留时间的增加而增大，此种流量控制方式既节约了能源又满
足了对暖气的使用需求，且，当感应区内人员滞留时间短时，还根据单位时间内的人员出入次数b对热水输入流量进行修正，当人员频繁出入时，虽然滞留时间短，但其仍有对暖气的使用需求，而通过根据出入次数b设置热水输入流量的计算公式，使热水输入流量随出入次数b的增加而增大，通过控制热水输入流量增加，可进一步满足对暖气的使用需求，提高暖气的使用效率。
42.尤其，当红外感应区内存在大量人员时，所述控制器已控制自动阀门全部打开，此时，所述控制器还根据单位时间内红外感应区的人员减少数量n对热水输入流量进行降低，同时还设有热水输入流量的计算公式，使热水输入流量随人员减少量的增加而降低，以进一步节约能源，且当红外感应区人员流动正常时，通过获取单位时间人员移动次数c进一步控制热水输入流量，当移动次数c在预设值以内时，则判定人员进入休息状态，此时通过降低热水输入流量以使室内温度进一步满足需求，同时进一步节约了能源。
43.尤其，所述控制器将红外感应图像内人体区域的中心点作为基准点，通过设置基准点判定人员是否移动，有效保证了人员移动判定的精确度，从而提高了人员移动次数确定的精确度，且通过将基准点的移动距离d与预设移动距离d0进行比对判定人员是否发生移动，进一步提高了人员移动判定的精确度，从而提高控制热水输入流量的精确度，从而进一步节约了能源。
44.尤其，当所述红外感应区内存在人员时，通过获取人员全部消失的持续时间tb控制热水输入流量的降低，当短时间人员全部消失时，不对热水输入流量进行调整，当人员全部消失的持续时间tb达到预设值时，则及时降低热水输入流量，以满足对暖气使用需求的同时进一步节约能源。
附图说明
45.图1为本实施例基于红外感应的暖气智能启停系统的结构示意图。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
47.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
48.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
49.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.请参阅图1所示，其为本实施例基于红外感应的暖气智能启停系统的结构示意图，
所述系统包括，
51.散热器1，其一端与供水管2连接，所述供水管2用以向所述散热器1输入热水，所述散热器1的另一端与回水管6连接，所述供水管2与所述散热器1的连接处设有自动阀门3，所述自动阀门3用以控制所述散热器1中的热水输入，所述自动阀门3与红外线感应器4连接，所述红外线感应器4用以检测感应区内的人员数量，所述红外线感应器与控制器5连接，所述控制器5用以控制所述所述自动阀门3的开启状态。
52.具体而言，本实施例中所述自动阀门为可通过电路实现预期控制的阀门，如电磁阀，以实现智能控制热水的输入，本实施例在设置所述红外线感应器的安装位置时，应尽量安装在角落位置，以保证散热器所处房间的空间均在红外线感应器的感应区内，以提高控制所述自动阀门的精确度。可以理解的是，本实施例未对所述红外线感应器的数量做具体限制，可设置一个或多个，应以所述红外线感应器的感应区范围设置红外线感应器的数量，以保证对房屋的红外检测无死角，以提高控制所述自动阀门的精确度。
53.具体而言，本实施例在控制所述自动阀门的开启时，所述控制器获取所述红外线感应器实时检测的红外感应图像，并将红外感应图像按照灰度值进行区域划分，将划分后形成的各区域作为参考区，所述控制器内设有若干人体区域图形，所述控制器将与人体区域图形形状相同的相连参考区作为人体区域，所述控制器获取红外感应图像内的人体区域数量a，并将人体区域数量a与预设人体区域数量a0进行比对，并根据比对结果控制所述散热器的热水输入流量，其中，
54.当a＝0时，所述控制器判定红外感应区内无人员进入，并将热水输入流量设置为m1；
55.当0＜a≤a0时，所述控制器判定红外感应区内存在少量人员，并将热水输入流量设置为m2；
56.当a＞a0时，所述控制器判定红外感应区内存在大量人员，并控制所述自动阀门完全打开，以使热水输入流量达到mmax；
57.其中，m1为第一预设输入流量，m2为第二预设输入流量，mmax为预设最大输入流量，0＜m1＜m2＜mmax。
58.具体而言，本实施例中通过对获取的红外感应图像进行区域划分，以得到若干参考区，再通过将相连参考区形状与预设人体区域图形进行比对确定红外感应图像中的人体区域，通过采用灰度值划分方式进行图像划分，可有效将图像中的各类图形划分出来，再通过与预设图形进行比对的方式确定人体区域，可有效提高人体识别的精确度，在对人体区域确定后，所述控制器根据红外感应图像内的人体区域数量a将红外感应区的人员输入情况划分为三类，无人员时以预设低流量控制热水输入，若停止热水输入易导致散热器冻损，因此即使无人员，保持低流量输入，在节约能源的同时有效防止设备损坏，存在少量人员时，所述控制器则控制热水以高流量输入，当存在大量人员时，所述控制器则控制自动阀门全部开启，以使热水输入流量达到最大，以保证使用需求的同时降低能源消耗。
59.具体而言，当红外感应区内无人员时，所述控制器内设有固定的阀门开启时间，所述控制器根据预设阀门开启时间t1对热水输入流量m1进行调整，其中，
60.当时间到达t1时刻时，所述控制器将热水输入流量调整为m1’，设定m1’＝m1 m1
×
t/t0，其中，t为t1时刻后红外感应区内无人员的持续时间，t0为预设无人员持续时间；
61.当t＝t0时，若仍无人员进入，所述控制器则将热水输入流量重新设置为m1。
62.具体而言，本实施例中当红外感应区一直无人员进入时，通过设置阀门开启时间以使阀门开启程度加大，从而在人员进去区域前提前加热，以使室内温度满足需求，在到达预设开启时间时，所述控制器设置有流量调整计算公式，通过将感应区内无人员的持续时间与预设时间进行比值计算热水输入流量，当无人员的持续时间到达预设值时，则重新控制热水以低流量输入，以节约能源，同时满足对暖气的使用需求。
63.具体而言，当红外感应区内存在少量人员时，所述控制器获取人员滞留时间ta，并将人员滞留时间ta与预设人员滞留时间ta0进行比对，并根据比对结果对热水输入流量m2进行调节，其中，
64.当ta≤ta0时，所述控制器判定人员滞留时间短，无需对m2进行调节；
65.当ta＞ta0时，所述控制器判定人员滞留时间长，并将热水输入流量调节为m2’，设定m2’＝m2 m2
×
(ta-ta0)/ta；
66.当调节后的热水输入流量m2’≥mmax时，所述控制器控制所述自动阀门完全打开。
67.具体而言，当感应区内人员滞留时间短时，所述控制器获取单位时间内的人员出入次数b，并将单位时间内的人员出入次数b与预设人员出入次数b0进行比对，并根据比对结果对热水输入流量m2进行修正，其中，
68.当b≤b0时，所述控制器判定人员出入正常，无需对m2进行修正；
69.当b＞b0时，所述控制器判定人员出入频繁，并将热水输入流量修正为m2”，设定m2”＝m2 m2
×
(b-b0)/b；
70.当修正后的热水输入流量m2”≥mmax时，所述控制器控制所述自动阀门完全打开。
71.具体而言，本实施例中当红外感应区内存在少量人员时，所述控制器根据人员滞留时间逐渐增加热水输入流量，直至热水输入流量达到最大，通过逐渐增加热水输入流量可满足对暖气的使用需求同时还节约了能源，通过设置热水输入流量公式，使热水输入流量随人员滞留时间的增加而增大，此种流量控制方式既节约了能源又满足了对暖气的使用需求，且，本实施例中当感应区内人员滞留时间短时，还根据单位时间内的人员出入次数b对热水输入流量进行修正，当人员频繁出入时，虽然滞留时间短，但其仍有对暖气的使用需求，而通过根据出入次数b设置热水输入流量的计算公式，使热水输入流量随出入次数b的增加而增大，通过控制热水输入流量增加，可进一步满足对暖气的使用需求，提高暖气的使用效率。
72.具体而言，当红外感应区内存在大量人员时，所述控制器获取单位时间内红外感应区的人员减少数量n，并将获取的人员减少数量n与预设人员减少数量n0进行比对，并根据比对结果对热水输入流量mmax进行补偿，其中，
73.当n≤n0时，所述控制器判定红外感应区人员流动正常，不对热水输入流量mmax进行补偿；
74.当n＞n0时，所述控制器判定红外感应区人员流失过多，并将热水输入流量补偿为m3，设定m3＝mmax-mmax
×
(n-n0)/n；
75.当补偿后的热水输入流量m3≤m2时，所述控制器将热水输入流量设置为m2。
76.具体而言，当红外感应区人员流动正常时，所述控制器获取红外感应区内单位时间人员移动次数c，并将获取的人员移动次数c与预设人员移动次数c0进行比对，并根据比
对结果降低热水输入流量，其中，
77.当c≤c0时，所述控制器判定红外感应区内人员进入休息状态，并将热水输入流量降低为m4，设定m4＝mmax
×
a，a为流量降低系数，0.8＜a＜1；
78.当c＞c0时，所述控制器判定红外感应区内人员处于活动状态，无需降低热水输入流量。
79.具体而言，本实施例中当红外感应区内存在大量人员时，所述控制器已控制自动阀门全部打开，此时，所述控制器还根据单位时间内红外感应区的人员减少数量n对热水输入流量进行降低，同时还设有热水输入流量的计算公式，使热水输入流量随人员减少量的增加而降低，以进一步节约能源，且本实施例中当红外感应区人员流动正常时，通过获取单位时间人员移动次数c进一步控制热水输入流量，当移动次数c在预设值以内时，则判定人员进入休息状态，此时通过降低热水输入流量以使室内温度进一步满足需求，同时进一步节约了能源。
80.具体而言，本实施例在获取单位时间人员移动次数c时，所述控制器将红外感应图像内人体区域的中心点作为基准点，并获取该基准点的移动距离d，并将基准点的移动距离d与预设移动距离d0进行比对，并根据比对结果判定人员是否发生移动，其中，
81.当d≤d0时，所述控制器判定人员未发生移动；
82.当d＞d0时，所述控制器判定人员发生移动；
83.所述控制器获取红外感应图像内单位时间每个人体区域的移动次数，并计算平均值作为单位时间人员移动次数c。
84.具体而言，当所述红外感应区内存在人员时，所述控制器记录红外感应区内人员全部消失的持续时间tb，并将人员全部消失的持续时间tb与预设人员消失时间tb0进行比对，并根据比对结果控制热水输入流量，其中，
85.当tb＜tb0时，所述控制器判定人员消失时间处于正常状态，无需改变热水输入流量；
86.当tb≥tb0时，所述控制器判定人员消失时间过长，并将热水输入流量设置为m1。
87.具体而言，本实施例中当所述红外感应区内存在人员时，通过获取人员全部消失的持续时间tb控制热水输入流量的降低，当短时间人员全部消失时，不对热水输入流量进行调整，当人员全部消失的持续时间tb达到预设值时，则及时降低热水输入流量，以满足对暖气使用需求的同时进一步节约能源。
88.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。