一种分布式智能调控系统的制作方法

1.本发明涉及温湿度调控技术领域，更具体地说，涉及一种分布式智能调控系统。


背景技术：

2.预防性保护珍贵文物的主要技术目标，是为珍贵文物营造一个长期“稳定、洁净”的安全生存环境，减缓环境因素对文物材料的劣化破坏。国内外的大量研究表明，环境因素是引发博物馆藏品劣化损害的主要原因，主要包括温湿度、光辐射、污染气体(包括颗粒物)和有害生物四类。其中，尤其是环境湿度的波动和各种污染气体的影响，对博物馆珍贵文物的损害作用最为显著。
3.现有技术中对环境温湿度的调控方案，如恒温恒湿机或空气净化设备等，其工作状态，依赖于其自身带有的传感器设备对调控区域内环境参数的检测，如空气净化设备，根据其自带的传感器，监测到空气质量的变化而改变风机的转速。这种模型下，由于传感器设备采用有线方式与调控功能器件链接，传感器与调控系统之间距离一般较近，甚至直接内置在调控设备机壳内，导致了环境调控效果主要反应了调控设备所在位置的环境状态，对于较大的调控空间，调控不均匀，不准确，而文物的保存与受到温湿度的影响较大，导致传统的调控方案难以适应文物储藏时对环境调控的需求。
4.另外，在进行温湿度监控调控过程中，在夏季需要先对空气进行除湿处理再通入博物馆文物储藏室内，冬季需要先对空气进行加热加湿再通入到博物馆文物储藏室内，在此过程中，由于分布式的智能调控，当某一个监测点附近的其中一个或几个恒温恒湿机对应的风管出风不正常时，其在短时间内对博物馆文物储藏室内整体温湿度的影响不大，但是相应的，正是因为短时间内影响不大，往往在发生问题较长时间后，才会发现故障问题，此时该监测点由于出风异常的问题，导致对温湿度的调控效率变低，导致温湿度的变化幅度比预定大，不利于文物的保存。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种分布式智能调控系统，可以根据环境监测结果实施针对性的调控措施，主动调控文物保存环境，提高文物收藏保管能力和环境控制水平；打通环境监测系统到环境调控设备之间的通路，实现博物馆的稳定环境，通过不间断的智能调控，改变以往恒温恒湿机组系统的频繁开关及不准确的实时温湿度反馈所造成的温湿度的短时周期性波动，给文物一个相对平稳的保存环境；另外通过引风导光管的设置，有效监测风管的出风情况，有效避免因风管出风异常对文物储藏隔间内温湿度的调控效率造成影响，并且可及时提醒工作人员对异常情况进行干预，进而大幅度降低由于异常对储藏环境温湿度变化幅度造成的影响。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种分布式智能调控系统，包括智能决策系统、智能调控模块以及分布式监控模块，所述监控模块包括安装在多个温湿度监测点的多个恒温恒湿采集终端以及恒温恒湿监控中心，所述恒温恒湿采集终端通过网关与恒温恒湿监控中心信号连接，所述调控模块包括无线控制装置以及安装在多个监测点的恒温恒湿空调机组，且恒温恒湿空调机组与无线控制装置信号连接，每个所述恒温恒湿空调机组的出风口处均连接有风管，多个所述风管远离恒温恒湿空调机组的口部分别与文物储藏库内的多个隔间相通，所述恒温恒湿空调机组包括加湿模组、智能控制模组以及两个除湿模组，所述加湿模组和除湿模组均与智能控制模组信号连接，所述智能控制模组与无线控制装置信号连接；
10.所述风管包括管体以及固定连接在管体口部的测风管，所述测风管下端开凿有出风孔，所述测风管远离管体的端部设有引风导光管，且引风导光管位于出风孔远离管体的一侧，所述引风导光管上端与测风管内顶端之间固定连接有左定杆以及右定杆，所述引风导光管内安装有激光发射端，所述测风管端部正对的隔间墙壁处安装有激光发射端，所述隔间四周墙壁顶端安装有贴壁灯带，所述隔间墙壁还安装有主控板，所述主控板分别与贴壁灯带、激光发射端以及恒温恒湿监控中心信号连接。
11.进一步的，所述恒温恒湿空调机组控制被调控区域内湿度日波动范围不大于5％rh，温度日波动范围为2-5℃。
12.进一步的，所述温湿度监控点设置在文物周边，确保反馈回来的温湿度值能真实反映文物环境处于受控状态
13.进一步的，每100平方米文物储藏室布置6-7个温湿度监测点，共安装38-50个温湿度传感器。
14.进一步的，所述激光发射端、激光发射端以及引风导光管的中心点位于同一条直线上。
15.进一步的，所述引风导光管包括与聚风管下端固定连接的聚风管、与右定杆固定连接的透光管以及固定连接在聚风管和透光管之间的风控层，所述聚风管内顶端固定连接有内定杆，所述激光发射端安装在内定杆上，所述内顶杆上还安装有温湿度传感器，所述温湿度传感器与主控板信号连接。
16.进一步的，所述测风管朝向激光发射端处的端部固定镶嵌有外封片，所述外封片为硬质透明结构。
17.进一步的，所述聚风管为喇叭状的弧面结构，且聚风管朝向出风孔的一端孔径大，聚风管另一端孔径小。
18.进一步的，所述风控层为柔性密封的环形片状结构，且风控层处于松弛坍塌状态，当风控层完全撑起时聚风管、风控层和透光管同心设置。
19.进一步的，所述风控层外表面固定连接有多个均匀分布的束风球，位于所述风控层中部的其中一个束风球为电磁铁，且控制电磁铁通断电的控制器与主控板信号连接，且其余多个束风球为磁性材料制成。
20.3.有益效果
21.相比于现有技术，本发明的优点在于：
22.(1)本方案可以根据环境监测结果实施针对性的调控措施，主动调控文物保存环境，提高文物收藏保管能力和环境控制水平；打通环境监测系统到环境调控设备之间的通
路，实现博物馆的稳定环境，通过不间断的智能调控，改变以往恒温恒湿机组系统的频繁开关及不准确的实时温湿度反馈所造成的温湿度的短时周期性波动，给文物一个相对平稳的保存环境；另外通过引风导光管的设置，有效监测风管的出风情况，有效避免因风管出风异常对文物储藏隔间内温湿度的调控效率造成影响，并且可及时提醒工作人员对异常情况进行干预，进而大幅度降低由于异常对储藏环境温湿度变化幅度造成的影响。
附图说明
23.图1为本发明的智能调控系统框架图；
24.图2为本发明的的调控原理图；
25.图3为本发明的监控模块功能框图；
26.图4为本发明的在风管不出风时储藏室隔间俯视的结构示意图；
27.图5为本发明的在风管出风时储藏室隔间俯视的结构示意图；
28.图6为本发明的风管端部截面的结构示意图；
29.图7为本发明的在风管不出风时引风导光管的结构示意图；
30.图8为本发明的在风管正常出风时引风导光管的结构示意图；
31.图9为本发明的风管在不同状态下贴壁灯带的点亮情况示意图；
32.图10为夏季文物储藏室内温度现场检测程序及合格判定流程图；
33.图11为冬季文物储藏室内温度现场检测程序及合格判定流程图；
34.图中标号说明：
35.1管体、2测风管、3贴壁灯带、41激光发射端、42激光接收端、51左定杆、52右定杆、53内定杆、6引风导光管、61聚风管、62风控层、63透光管、7外封片、8束风球。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.实施例1：
40.请参阅图1-2，一种分布式智能调控系统，包括智能决策系统、智能调控模块以及
分布式监控模块，监控模块包括安装在多个温湿度监测点的多个恒温恒湿采集终端以及恒温恒湿监控中心，恒温恒湿采集终端通过网关与恒温恒湿监控中心信号连接，调控模块包括无线控制装置以及安装在多个监测点的恒温恒湿空调机组，且恒温恒湿空调机组与无线控制装置信号连接，其中，本领域技术人员可根据实际需要将恒温恒湿采集终端选用为合适型号的温湿度传感器。
41.在进行智能调控时，环境监测设备即恒温恒湿采集终端可对文物储藏室内进行实时、分布式监测，然后将数据上传至云平台的智能决策系统，智能决策系统将该数据与目标环境的温湿度进行对比，当出现偏差时，下发指令至环境调控设备即恒温恒湿空调机组，使其进行温湿度实时智能的调控，环境监测设备继续对文物储藏室内进行实时、分布式监测，并不断循环该过程，使文物储藏室内环境的温湿度相对稳定。
42.本方案中，环境监测与调控是一个有机的整体，以环境监测为基础，以基于云计算的环境数据分析、计算和管理系统为调控中枢，以环境调控设备为调控手段，根据设定调控目标，通过系统对环境数据的监测、计算与分析、调控、反馈，周而复始，完成实时、自动化、平稳的环境调控功能。具体的工作流程是，某区域内的环境分布式感知分析网络根据设置的频率，将实时环境数据上报给环境管理系统，环境管理系统根据区域内的文物类别、设定的调控目标、区域内的调控设备类型与数量、调控稳定性需求、环境调控历史数据曲线分析等多个技术因子，进行综合计算、学习与分析，并实时生成动态的环境调控规则。环境管理系统将调控规则下发给区域内的多个环境调控设备，环境调控设备根据规则进行环境的调控，包括修订调控目标，动态修改调控功率等。环境管理系统作为整个系统的中枢，根据持续接收到的环境数据，不断的修正和下发调控规则给环境调控设备，周而复始，达到及时、准确、稳定的环境控制。
43.另外，智能决策系统对各监测点温湿度传感器取得的监测数据进行加权平均，对文物储藏室内的温湿度场进行精准监测，并将监测数据反馈给调控系统，达到对空调的精准智能控制，保证文物储藏室稳定的温湿度环境。
44.每个恒温恒湿空调机组的出风口处均连接有风管，多个风管远离恒温恒湿空调机组的口部分别与文物储藏库内的多个隔间相通，恒温恒湿空调机组包括加湿模组、智能控制模组以及两个除湿模组，加湿模组和除湿模组均与智能控制模组信号连接，智能控制模组与无线控制装置信号连接；
45.请参阅图10，t
rm
表示检测持续时间内受检房间的室内平均温度，表示检测持续时间内受检房间的室内平均相对湿度，夏季储藏室内空气经过恒温恒湿空调机组的除湿模组，除去湿负荷后，送入室内吸收室内余热余湿，恒温恒湿空调机组自动检测回风温、湿度，控制机组冷凝器再热回收量，由电加热进行精密控制，以保证室内恒温恒湿要求。如图11，冬季将空气经过恒温恒湿空调机组加湿模组进行加热加湿以后送入室内，以保证室内的温、湿度的稳定。
46.另外值得注意的是，图10和11中t
rm
以及的具体阈值可根据不同的文物进行设定，图中数据仅为某一种文物保存环境的数值设置，仅作为一种示例。
47.空调出风口通过奖罚算法，接近目标就给奖励，后面可以调控的更好；偏离目标值越大给的惩罚越大，其就会弱化这个动作，更多的转向另外的动作，其中动作只有两个，加湿动作使得该区域湿度增加，除湿动作使得该区域湿度下降。
48.本方案利用分布的监测数据自动呈现微环境场二维平面图、三维立体图，利用插值算法将调控空间内环境以标量场的方式呈现，内某时刻所有监测点的温度，湿度以指标数据，在空间坐标内以色彩渲染的方式形成场的概念，宏观展示出来。利用该布设及计算方法，能够实时反馈环境中不同位置的环境数据，为珍贵文物存放提供位置参考。
49.恒温恒湿空调机组控制被调控区域内湿度日波动范围不大于5％rh，温度日波动范围为2-5℃。
50.温湿度监控点设置在文物周边，确保反馈回来的温湿度值能真实反映文物环境处于受控状态。
51.每100平方米文物储藏室布置6-7个温湿度监测点，共安装38-50个温湿度传感器。
52.具体的，温、湿度测点位置及数量还应符合以下规定：
53.室内面积不足16m2的一种分布式智能调控系统，设监测点1个，且设置在室内活动区域中央；
54.室内面积16m2以上并不足30m2的一种分布式智能调控系统，设监测点2个，检测区域对角线三等分，其二个等分点作为监测点；
55.室内面积30m2以上并不足60m2的一种分布式智能调控系统，设监测点3个，居室对角线四等分，其三个等分点作为测点；
56.室内面积60m2以上并不足100m2的一种分布式智能调控系统，设监测点5个，二对角线上梅花设点；
57.室内面积100m2及以上每增加20-50m2酌情增加1-2个监测点，且增加的检测点须均匀设置。
58.室内平均温、湿度应进行连续监测，数据记录时间间隔最长不得超过30min。
59.请参阅图4和图6，图中a表示墙壁，b表示激光光束，风管包括管体1以及固定连接在管体1口部的测风管2，测风管2下端开凿有出风孔，测风管2远离管体1的端部设有引风导光管6，且引风导光管6位于出风孔远离管体1的一侧，引风导光管6上端与测风管2内顶端之间固定连接有左定杆51以及右定杆52，左定杆51以及右定杆52可有效限制引风导光管6两个边缘端部位置的固定，使引风导光管6内激光发射端41位置固定，使激光发射端41的位置不易受到风管出风口处正常出风时的影响而偏移，如图4，有效保证在风管正常出风时，激光发射端41的产生的激光光束能射到激光发射端42上，从而点亮贴壁灯带3，进而给工作人员一个风管正常出风的信号，如图5，当风管不出风或者出风量变小时，贴壁灯带3处难以被正常点亮，进而对工作人员及时起到提醒预警的作用，从而有效避免因风管出风不正常造成对文物储藏室内的环境调控效率和效果变差的情况发生，测风管2朝向激光发射端42处的端部固定镶嵌有外封片7，外封片7为硬质透明结构，使外封片7不易影响激光发射端41激光光束朝向激光发射端42的照射。
60.请参阅图5，引风导光管6内安装有激光发射端41，测风管2端部正对的隔间墙壁处安装有激光发射端42，隔间四周墙壁顶端安装有贴壁灯带3，贴壁灯带3的安装跨度相对较大，当风管出风不正常时，贴壁灯带3处的变化明显，使预警提醒效果更好，隔间墙壁还安装有主控板，主控板分别与贴壁灯带3、激光发射端42以及恒温恒湿监控中心信号连接，一方面光线变化可对现场工作人员即时起到预警作用，另一方面可将该信号反馈给恒温恒湿监控中心，通过恒温恒湿监控中心对工作人员进行线上提醒预警。
61.当激光接收端42接收到光信号时，将该信号反馈给主控板，主控板控制贴壁灯带3点亮，反之贴壁灯带3处于熄灭状态，可根据其不同状态，判断分管的出风情况，并且正常情况下，风管安装在顶部，通过这种方式，工作人员无需到顶部管道处即可判断处风管是否出风正常，可降低维护检修时的难度以及工作量。
62.请参阅图7，引风导光管6包括与聚风管61下端固定连接的聚风管61、与右定杆52固定连接的透光管63以及固定连接在聚风管61和透光管63之间的风控层62，聚风管61内顶端固定连接有内定杆53，激光发射端41安装在内定杆53上，内定杆53上还安装有温湿度传感器，此处的温湿度传感器与主控板信号连接。
63.聚风管61为喇叭状的弧面结构，且聚风管61朝向出风孔的一端孔径大，聚风管61另一端孔径小，使聚风管61具有聚风效果，便于将风引入引风导光管6内，风控层62为柔性密封的环形片状结构，且风控层62处于松弛坍塌状态，当风控层62完全撑起时聚风管61、风控层62和透光管63同心设置，激光发射端41、激光发射端42以及引风导光管6的中心点位于同一条直线上，当出风正常时，如图8-9，引风导光管6在风作用下中部鼓胀，进而使其难以对激光发射端41的激光光束造成遮挡，使贴壁灯带3被正常点亮，当出风量较小或者不出风时，风控层62难以被撑开，从而对光束遮挡，使激光发射端42不能接收到光信号，从而使贴壁灯带3难以被点亮。
64.风控层62外表面固定连接有多个均匀分布的束风球8，位于风控层62中部的其中一个束风球8为电磁铁，且控制电磁铁通断电的控制器与主控板信号连接，且其余多个束风球8为磁性材料制成，使多个束风球8之间存在相互吸附力，使风控层62中部整体褶皱处于相互聚合的状态，当出风量较小时难以将风控层62完全撑开，进而使风管在出现问题前期就能起到预警作用，无需等到其完全不能出风时才会产生贴壁灯带3熄灭。
65.另外，当风管出风口处的空气湿度或者温度不在预设范围内时，内顶杆53处的温湿度传感器将该信号反馈给主控板，主控板控制电磁铁通电，使其带有磁性，从而吸附其周围的束风球8，使风控层62从中部开始逐渐皱缩，从而逐渐遮挡激光发射端41发出的激光光束，使激光接收端42难以接收到光束信号，此时主控板控制贴壁灯带3熄灭，只有风管出风口处的出风量以及温度湿度均达标的情况下，才能点亮贴壁灯带3，当其熄灭时，可对工作人员及时起到风管出风异常的预警作用。
66.可以根据环境监测结果实施针对性的调控措施，主动调控文物保存环境，提高文物收藏保管能力和环境控制水平；打通环境监测系统到环境调控设备之间的通路，实现博物馆的稳定环境，通过不间断的智能调控，改变以往恒温恒湿机组系统的频繁开关及不准确的实时温湿度反馈所造成的温湿度的短时周期性波动，给文物一个相对平稳的保存环境；另外通过引风导光管6的设置，有效监测风管的出风情况，有效避免因风管出风异常对文物储藏隔间内温湿度的调控效率造成影响，并且可及时提醒工作人员对异常情况进行干预，进而大幅度降低由于异常对储藏环境温湿度变化幅度造成的影响。
67.以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。