基于LORA技术的空调能耗管控系统的制作方法

基于lora技术的空调能耗管控系统
技术领域
1.本发明涉及空调耗能管控技术领域，具体为基于lora技术的空调能耗管控系统。


背景技术：

2.随着人类城市化进程的加快，一幢幢大楼拔地而起，中央空调也广泛的应用到城市建筑中。据调查，目前建筑能耗占了全社会总能耗的三分之一。而在拥有中央空调的建筑里，中央空调又是耗能大户，约占建筑总能耗的60％。中央空调耗能巨大，以制冷中央空调为例。中央空调实质上承担的是一个搬运工的角色，将外界的冷量源源不断的搬到室内。而末端的环境是不断变化的，所以中央空调的供冷量也应该是时刻变化的。
3.但是在现有技术中，空调设备运行过程中无法根据设备匹配、运行设备状态以及环境影响多方面分析，导致空调设备的能耗状态分析准确性低，不能够准确的进行能耗状态管控。
4.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出基于lora技术的空调能耗管控系统，将空调设备的控制区域进行分析，获取控制区域的实时环境需求，从而针对实时环境需求进行合理匹配空调设备的类型，提高了空调设备匹配的合理性，防止出现空调设备匹配不合格，导致能耗产生不必要的浪费，同时降低了用户的使用质量；通过能耗占比的浮动分析判断空调设备的运行合格性，从而提高空调设备的运行效率同时能够对空调设备的耗能进行实时管控，在耗能出现异常时能够及时进行整顿。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.基于lora技术的空调能耗管控系统，包括服务器，服务器通讯连接有：
8.管控环境分析单元，用于将空调设备的控制区域进行分析，通过分析获取到空调设备的控制区域环境分析系数，根据比较将控制区域划分为高需求区域和低需求区域，并将其发送至服务器；
9.能耗占比分析单元，用于将空调设备在控制区域内的运行进行分析，实时分析出空调设备对应各个装置的能耗占比，通过能耗占比分析获取到异常时刻点和正常时刻点，并将其发送至设备运行监测单元；设备运行监测单元接收到设备运行监测信号和对应异常时刻点后，将能耗占比异常的子设备标记为监测设备，将对应异常时刻点的子设备运行进行监测，通过监测分析生成设备运行管控信号和设备控制分析信号以及对应监测设备类型发送至服务器；
10.运行误差分析单元，用于将空调设备的运行误差进行分析，判断空调设备对应水或者风输送过程是否正常，通过分析生成运行误差信号和运行正常信号，并将其发送至服务器；
11.管道铺设监管单元，用于将控制区域内管道铺设进行分析监管，通过分析生成管
道检测信号和管道正常信号，并将其发送至服务器；
12.实时环境变化单元，用于将控制区域内的实时环境变化进行分析，通过分析生成环境影响信号和环境正常信号，并将其发送至服务器。
13.作为本发明的一种优选实施方式，管控环境分析单元的运行过程如下：
14.采集到控制区域所在建筑内温度与建筑外温度同趋势降低速度、控制区域内实时占地面积以及对应控制区域内热点数量；通过分析获取到空调设备的控制区域环境分析系数；将空调设备的控制区域环境分析系数x与环境分析系数阈值进行比较：若空调设备的控制区域环境分析系数超过环境分析系数阈值，则将对应控制区域标记为高需求区域；若空调设备的控制区域环境分析系数未超过环境分析系数阈值，则将对应控制区域标记为低需求区域；将高需求区域和低需求区域发送至服务器。
15.作为本发明的一种优选实施方式，能耗占比分析单元的运行过程如下：
16.根据空调设备的起始运行时刻获取到空调设备的运行时间段，采集到运行时间段内空调设备对应子设备的能耗占比，并根据运行时间内各个时刻点的能耗占比构建能耗占比子集，采集到相邻子集对应能耗占比的浮动速度以及能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值，并将其分别与浮动速度阈值和最大能耗占比差值阈值进行比较：
17.若相邻子集对应能耗占比的浮动速度超过浮动速度阈值，或者能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值超过最大能耗占比差值阈值，则将对应时刻点标记为异常时刻点，生成设备运行监测信号并将设备运行监测信号和对应异常时刻点发送至设备运行监测单元；若相邻子集对应能耗占比的浮动速度未超过浮动速度阈值，且能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值未超过最大能耗占比差值阈值，则将对应时刻点标记为正常时刻点。
18.作为本发明的一种优选实施方式，设备运行监测单元的运行过程如下：
19.采集到监测设备在异常时刻点时已持续运行时长以及监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率，并将其分别与运行时长阈值和浮动频率阈值进行比较：
20.若监测设备在异常时刻点时已持续运行时长超过运行时长阈值，或者监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率超过浮动频率阈值，则判定异常时刻点对应监测设备运行状态不合格，生成设备运行管控信号并将设备运行管控信号和对应监测设备类型发送至服务器；若监测设备在异常时刻点时已持续运行时长未超过运行时长阈值，且监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定异常时刻点对应监测设备运行状态合格，生成设备控制分析信号并将设备控制分析信号和对应监测设备类型发送至服务器。
21.作为本发明的一种优选实施方式，运行误差分析单元的运行过程如下：
22.采集到空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值以及对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值，并将其分别与流量差值阈值以及流动温度差值阈值进行比较：
23.若空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值超过流量差值阈值，或者对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值超过流动温度差值阈值，则生成运行误差信号并将运行误差信号发送至服务器；若空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值未超过流量差值阈值，且对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差
值未超过流动温度差值阈值，则生成运行正常信号并将运行正常信号发送至服务器。
24.作为本发明的一种优选实施方式，管道铺设监管单元的运行过程如下：
25.采集到控制区域内对应铺设管道的坡度值以及对应铺设管道的重叠管道长度，并将其分别与坡度值阈值和管道长度阈值进行比较：
26.若控制区域内对应铺设管道的坡度值超过坡度值阈值，或者对应铺设管道的重叠管道长度超过管道长度阈值，则判定控制区域内管道铺设存在异常，生成管道检测信号并将管道检测信号发送至服务器；若控制区域内对应铺设管道的坡度值未超过坡度值阈值，且对应铺设管道的重叠管道长度未超过管道长度阈值，则判定控制区域内管道铺设无异常，生成管道正常信号并将管道正常信号发送至服务器。
27.作为本发明的一种优选实施方式，实时环境变化单元的运行过程如下：
28.采集到控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度以及对应周边环境温度的浮动速度，并将其分别与缩短速度差值阈值和浮动速度差值阈值进行比较：
29.若控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度超过缩短速度差值阈值，或者对应周边环境温度的浮动速度超过浮动速度差值阈值，则判定控制区域内实时环境变化异常，生成环境影响信号并将环境影响信号发送至服务器；若控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度未超过缩短速度差值阈值，且对应周边环境温度的浮动速度未超过浮动速度差值阈值，则判定控制区域内实时环境变化正常，生成环境正常信号并将环境正常信号发送至服务器。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31.1、本发明中，将空调设备的控制区域进行分析，获取控制区域的实时环境需求，从而针对实时环境需求进行合理匹配空调设备的类型，提高了空调设备匹配的合理性，防止出现空调设备匹配不合格，导致能耗产生不必要的浪费，同时降低了用户的使用质量；通过能耗占比的浮动分析判断空调设备的运行合格性，从而提高空调设备的运行效率同时能够对空调设备的耗能进行实时管控，在耗能出现异常时能够及时进行整顿；判断空调设备对应子设备运行是否合格，从而保证空调设备子设备运行正常，降低因设备运行异常导致能耗增加的风险，同时根据能耗占比对应子设备分析，准确分析出对应子设备的运行状态，保证子设备运行质量的同时对其耗能进行实时掌控；
32.2、本发明中，判断监测设备的人工控制指令是否正常，并将对应人工控制指令进行管控，保证监测设备的运行合格性，防止人工控制不合格导致能耗增加；将空调设备的运行误差进行分析，判断空调设备对应水或者风输送过程是否正常，从而分析出空调设备的运行误差，准确分析出当前空调设备的能耗消耗，提高了空调设备能耗管控效率，保证空调设备的运行稳定性；判断控制区域内管道铺设是否合格，防止管道铺设异常导致空调设备对应水风流量损耗过大，导致空调设备的能耗增加，且控制区域内温度控制效率降低；判断控制区域内实时环境变化是否对水风流量温度存在影响，从而提高了水风流量温度的管控力度，防止周边环境影响水风流量温度，导致其空调设备的耗能增加。
附图说明
33.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
34.图1为本发明基于lora技术的空调能耗管控系统的原理框图。
具体实施方式
35.下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1所示，基于lora技术的空调能耗管控系统，包括服务器，服务器通讯连接有管控环境分析单元、能耗占比分析单元、设备运行监测单元、运行误差分析单元、实时环境变化单元以及管道铺设监管单元；
37.lora为低功耗广域网通信技术的一种，本技术中通过lora设备将空调设备进行分析，通过数据处理分析后在服务器云端进行决策，从而控制空调设备运行，从而达到节能的目的；
38.服务器生成管控环境分析信号并将管控环境分析信号发送至管控环境分析单元，管控环境分析单元接收到管控环境分析信号后，将空调设备的控制区域进行分析，获取控制区域的实时环境需求，从而针对实时环境需求进行合理匹配空调设备的类型，提高了空调设备匹配的合理性，防止出现空调设备匹配不合格，导致能耗产生不必要的浪费，同时降低了用户的使用质量；空调设备分别表示为现有技术中水泵以及风机等子设备；空调设备的控制区域则表示为空调设备对应覆盖区域；
39.采集到控制区域所在建筑内温度与建筑外温度同趋势降低速度，并将控制区域所在建筑内温度与建筑外温度同趋势降低速度标记为jdv，其中，所在建筑内温度与建筑外温度同趋势降低速度表示为建筑外温度降低时，建筑内温度因外温度降低也随之降低，即在外温度降低时，内温度随之降低的速度；
40.采集到控制区域内实时占地面积以及对应控制区域内热点数量，并将控制区域内实时占地面积以及对应控制区域内热点数量分别标记为zdm和rds；其中，热点数量表示为控制区域内存在的运行设备等相关产生温度的设备，如电控箱等；
41.通过公式获取到空调设备的控制区域环境分析系数x，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0；将空调设备的控制区域环境分析系数x与环境分析系数阈值进行比较：
42.若空调设备的控制区域环境分析系数x超过环境分析系数阈值，则将对应控制区域标记为高需求区域；若空调设备的控制区域环境分析系数x未超过环境分析系数阈值，则将对应控制区域标记为低需求区域；
43.将高需求区域和低需求区域发送至服务器，服务器接收到高需求区域和低需求区域后，针对区域类型进行空调设备选型，如高需求区域内面积大或者热点数量多，则针对性的设置出风口，若高需求区域内同趋势降低速度大，则选择大功率空调设备；
44.空调设备与控制区域完成匹配后，在运行过程中服务器生成能耗占比分析信号并将能耗占比分析信号发送至能耗占比分析单元，能耗占比分析单元接收到能耗占比分析信号后，将空调设备在控制区域内的运行进行分析，实时分析出空调设备对应各个装置的能耗占比，通过能耗占比的浮动分析判断空调设备的运行合格性，从而提高空调设备的运行效率同时能够对空调设备的耗能进行实时管控，在耗能出现异常时能够及时进行整顿；
45.根据空调设备的起始运行时刻获取到空调设备的运行时间段，采集到运行时间段内空调设备对应子设备的能耗占比，并根据运行时间内各个时刻点的能耗占比构建能耗占比子集，采集到相邻子集对应能耗占比的浮动速度以及能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值，并将相邻子集对应能耗占比的浮动速度以及能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值分别与浮动速度阈值和最大能耗占比差值阈值进行比较：
46.若相邻子集对应能耗占比的浮动速度超过浮动速度阈值，或者能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值超过最大能耗占比差值阈值，则将对应时刻点标记为异常时刻点，生成设备运行监测信号并将设备运行监测信号和对应异常时刻点发送至设备运行监测单元；
47.若相邻子集对应能耗占比的浮动速度未超过浮动速度阈值，且能耗占比子集内对应两个子集的最大能耗占比差值未超过最大能耗占比差值阈值，则将对应时刻点标记为正常时刻点；
48.设备运行监测单元接收到设备运行监测信号和对应异常时刻点后，将对应异常时刻点的子设备运行进行监测，判断空调设备对应子设备运行是否合格，从而保证空调设备子设备运行正常，降低因设备运行异常导致能耗增加的风险，同时根据能耗占比对应子设备分析，准确分析出对应子设备的运行状态，保证子设备运行质量的同时对其耗能进行实时掌控；
49.将能耗占比异常的子设备标记为监测设备，采集到监测设备在异常时刻点时已持续运行时长以及监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率，并将监测设备在异常时刻点时已持续运行时长以及监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率分别与运行时长阈值和浮动频率阈值进行比较：
50.可以理解的是，监测设备的性能参数表示为体现监测设备运行效率的参数，如监测设备的风机时，则风力值或者转速为对应性能参数；
51.若监测设备在异常时刻点时已持续运行时长超过运行时长阈值，或者监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率超过浮动频率阈值，则判定异常时刻点对应监测设备运行状态不合格，生成设备运行管控信号并将设备运行管控信号和对应监测设备类型发送至服务器，服务器接收到设备运行管控信号后，将对应类型的监测设备进行运行调节，防止运行异常导致设备耗能异常；
52.若监测设备在异常时刻点时已持续运行时长未超过运行时长阈值，且监测设备在已持续运行时长中性能参数的浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定异常时刻点对应监测设备运行状态合格，生成设备控制分析信号并将设备控制分析信号和对应监测设备类型发送至服务器，服务器接收到设备控制分析信号后，将对应类型的监测设备进行控制运行分析，判断监测设备的人工控制指令是否正常，并将对应人工控制指令进行管控，保证监测设备的运行合格性，防止人工控制不合格导致能耗增加，如现有技术中重复执行或者执行间隔时长过短则会增大能耗；
53.在对设备进行能耗管控后，服务器生成运行误差分析信号并将运行误差分析信号发送至运行误差分析单元，运行误差分析单元接收到运行误差分析信号后，将空调设备的运行误差进行分析，判断空调设备对应水或者风输送过程是否正常，从而分析出空调设备的运行误差，准确分析出当前空调设备的能耗消耗，提高了空调设备能耗管控效率，保证空
调设备的运行稳定性；
54.采集到空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值以及对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值，并将空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值以及对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值分别与流量差值阈值以及流动温度差值阈值进行比较：
55.若空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值超过流量差值阈值，或者对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值超过流动温度差值阈值，则判定空调设备运行存在误差，生成运行误差信号并将运行误差信号发送至服务器；
56.若空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值未超过流量差值阈值，且对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值未超过流动温度差值阈值，则判定空调设备运行不存在误差，生成运行正常信号并将运行正常信号发送至服务器；
57.服务器接收到运行误差信号后，若空调设备的预设水风流量与实际水风流量的差值超过流量差值阈值，则生成管道铺设监管信号并将管道铺设监管信号发送至管道铺设监管单元；若对应空调设备的水风实时流动温度与测量流动温度的偏差值超过流动温度差值阈值，则生成实时环境变化分析信号并将实时环境变化分析信号发送至实时环境变化单元；
58.管道铺设监管单元接收到管道铺设监管信号后，将控制区域内管道铺设进行分析监管，判断控制区域内管道铺设是否合格，防止管道铺设异常导致空调设备对应水风流量损耗过大，导致空调设备的能耗增加，且控制区域内温度控制效率降低；
59.采集到控制区域内对应铺设管道的坡度值以及对应铺设管道的重叠管道长度，并将控制区域内对应铺设管道的坡度值以及对应铺设管道的重叠管道长度分别与坡度值阈值和管道长度阈值进行比较：
60.若控制区域内对应铺设管道的坡度值超过坡度值阈值，或者对应铺设管道的重叠管道长度超过管道长度阈值，则判定控制区域内管道铺设存在异常，生成管道检测信号并将管道检测信号发送至服务器，服务器接收到管道检测信号后，将其发送至管理人员的手机终端，若管道铺设存在异常，则将对应管道进行整顿，防止增加空调设备的能耗；
61.若控制区域内对应铺设管道的坡度值未超过坡度值阈值，且对应铺设管道的重叠管道长度未超过管道长度阈值，则判定控制区域内管道铺设无异常，生成管道正常信号并将管道正常信号发送至服务器，服务器接收到管道正常信号后，将对应空调设备的参数监测传感器进行精度增加，防止出现参数监测不准确；
62.实时环境变化单元接收到实时环境变化分析信号后，将控制区域内的实时环境变化进行分析，判断控制区域内实时环境变化是否对水风流量温度存在影响，从而提高了水风流量温度的管控力度，防止周边环境影响水风流量温度，导致其空调设备的耗能增加；
63.采集到控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度以及对应周边环境温度的浮动速度，并将控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度以及对应周边环境温度的浮动速度分别与缩短速度差值阈值和浮动速度差值阈值进行比较：
64.若控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度超过缩短速度差值阈值，或者对应周边环境温度的浮动速度超过浮动速度差值阈值，则判定控制区域内实
时环境变化异常，生成环境影响信号并将环境影响信号发送至服务器，服务器接收到环境影响信号后，针对实时环境温度以及温度变化进行水风温度设置，防止水风温度设置不合理，导致空调设备能耗增加；
65.若控制区域内周边环境温度与水风流量温度对应差值缩短速度未超过缩短速度差值阈值，且对应周边环境温度的浮动速度未超过浮动速度差值阈值，则判定控制区域内实时环境变化正常，生成环境正常信号并将环境正常信号发送至服务器；服务器接收到环境正常信号后，将对应控制区域内的铺设管道进行材料更换，选用隔热性能更好的材料。
66.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；
67.本发明在使用时，通过管控环境分析单元将空调设备的控制区域进行分析，通过分析获取到空调设备的控制区域环境分析系数，根据比较将控制区域划分为高需求区域和低需求区域，并将其发送至服务器；通过能耗占比分析单元将空调设备在控制区域内的运行进行分析，实时分析出空调设备对应各个装置的能耗占比，通过能耗占比分析获取到异常时刻点和正常时刻点，并将其发送至设备运行监测单元；设备运行监测单元接收到设备运行监测信号和对应异常时刻点后，将能耗占比异常的子设备标记为监测设备，将对应异常时刻点的子设备运行进行监测，通过监测分析生成设备运行管控信号和设备控制分析信号以及对应监测设备类型发送至服务器；通过运行误差分析单元将空调设备的运行误差进行分析，判断空调设备对应水或者风输送过程是否正常，通过分析生成运行误差信号和运行正常信号，并将其发送至服务器；通过管道铺设监管单元将控制区域内管道铺设进行分析监管，通过分析生成管道检测信号和管道正常信号，并将其发送至服务器；通过实时环境变化单元将控制区域内的实时环境变化进行分析，通过分析生成环境影响信号和环境正常信号，并将其发送至服务器。
68.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。