智能建筑节能系统、节能方法和控制器

摘要

本发明公开一种建筑节能控制器、建筑节能系统及其方法。该节能控制器包括：环境状态数据采集模块，用于从传感器接收环境状态参数；用户管理模块，用于从读卡器接收用户信息；数据处理与逻辑控制模块，用于接收用户信息和环境状态参数，获取与用户信息对应的节能策略，根据用户对应的节能策略结合环境状态参数控制执行器调整环境状态。该方法针对不同用户实施不同的节能方案，采用不同的处理流程，综合满足控制效果的实时性和控制数据的精确性两方面的需求。智能建筑节能控制器具备用户环境需求信息的感知能力，能完成分用户类别的节能控制流程，并具备用户管理功能，节能控制更加人性化。

说明书

技术领域

本发明涉及智能建筑控制领域，尤其涉及一种智能建筑节能系统、 节能方法和智能建筑节能控制器。

背景技术

在我国，建筑能耗占据着总能耗的27％以上，而且还在以每年1个 百分点的速度增加，建筑节能已经引起各界的重视。建筑节能就是要在 保证和提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效 率。

当前的建筑节能系统往往和楼宇自动控制系统相结合，通过智能感 知室内环境情况及人员情况实现对用电设施的节能控制。由于现有楼宇 自动控制系统多采用分布式单设备控制模块，往往难以完成对整个系统 统一的管理与控制。因此，越来越多的用户转向了由以工业控制为基础 的集中式控制方式上。但是现有的集中式控制方法都是对所有用户进行 “一刀切”式的节能管理，控制方法过于单一，缺乏相应的灵活性，也 不够人性化。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种智能建筑节能控制器，具 有智能化和人性化。

根据本发明的一个方面，提供一种建筑节能控制器，包括：

环境状态数据采集模块，用于从传感器接收环境状态参数，发送环 境状态参数；

用户管理模块，用于从读卡器接收用户信息，发送用户信息；

数据处理与逻辑控制模块，用于接收来自用户管理模块的用户信息 和来自环境状态数据采集模块的环境状态参数，获取与用户信息对应的 节能策略，根据用户对应的节能策略结合环境状态参数控制执行器调整 环境状态。

根据本发明的建筑节能控制器的一个实施例，数据处理与逻辑控制 模块包括：

普通节能策略存储单元，用于存储普通用户的节能策略；

个性化策略获取单元，用于接收用户信息，根据用户信息从管理工 作站获得与用户信息对应的个性化节能策略；

用户数据处理单元，用于接收用户信息，判断用户为普通用户还是 个性化用户；当用户为普通用户时，从节能策略存储单元获取普通用户 节能策略，发送给逻辑控制单元；当用户为个性化用户时，通过个性化 策略获取单元获取与用户信息对应的个性化节能策略，发送给逻辑控制 单元；

逻辑控制单元，用于接收来自传感器的环境状态参数，根据接收的 普通用户节能策略或个性化节能策略控制执行器调整环境状态。

根据本发明的建筑节能控制器的一个实施例，通过管理工作站向节 能策略存储单元写入普通用户的节能策略。

根据本发明的建筑节能控制器的一个实施例，传感器包括温度传感 器、湿度传感器、照度传感器；或读卡器为接触式或非接触式感应卡读 卡器。

本发明提供的建筑节能控制器，通过传感器获得环境状态参数，通 过读卡器获得用户信息，根据用户信息获得对应的节能策略，从而通过 控制器对环境状态进行调整，具备智能化和人性化。

根据本发明的另一方面，还提供一种建筑节能系统，包括上述的建 筑节能控制器；以及：

数据处理服务器，用于存储用户的个性化节能策略；

管理工作站，用于接收来自建筑节能控制器的用户信息，根据用户 信息从数据处理服务器获取用户的个性化节能策略，发送给建筑节能控 制器。

根据本发明的建筑节能系统的一个实施例，还包括：

读卡器，用于读取用户卡中的用户信息，发送给建筑节能控制器；

传感器，用于监测环境状态参数；

执行器，用于接收来自建筑节能控制器的控制指令，根据控制指令 控制环境状态调整设备。

根据本发明的建筑节能系统的一个实施例，还包括：

控制终端，用于控制终端提供人机交互界面，向用户提供管理建筑 节能系统的功能。

本发明要解决的又一个技术问题是提供一种建筑节能方法，具有智 能化和人性化。

根据本发明的一个方面，提供一种建筑节能方法，包括：

从传感器接收环境状态参数；

从读卡器接收用户信息，获取与用户信息对应的节能策略；

根据用户对应的节能策略结合环境状态参数控制执行器调整环境状 态。

根据本发明的建筑节能方法的一个实施例，获取与用户信息对应的 节能策略包括：根据用户信息判断用户为普通用户还是个性化用户；当 用户为普通用户时，从建筑节能控制器读取普通用户节能策略；当用户 为个性化用户时，通过管理工作站获取单元获取与用户信息对应的个性 化节能策略。

根据本发明的建筑节能方法的一个实施例，该方法还包括：通过管 理工作站向建筑节能控制器写入普通用户节能策略。

本发明提供的建筑节能方法，通过传感器获得环境状态参数，通过 读卡器获得用户信息，根据用户信息获得对应的节能策略，从而通过控 制器对环境状态进行调整，具备智能化和人性化的优点。

附图说明

图1示出本发明的智能建筑节能系统的一个实施例的结构图；

图2示出本发明的智能建筑节能控制器的一个实施例的结构图；

图3示出本发明的智能建筑节能控制器的另一个实施例的结构图；

图4示出本发明的智能建筑节能方法的一个实施例的流程图；

图5示出本发明的智能建筑节能方法的另一个实施例的流程图；

图6示出本发明的智能建筑节能系统和方法的一个应用例的图示；

图7示出本发明的智能建筑节能系统和方法的另一个应用例的图 示。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例 性实施例。

图1示出本发明的智能建筑节能系统的一个实施例的结构图。如图 1所示，在整个建筑内部署各种用于监测环境状态参数(温度、湿度、 照度)的传感器13，在建筑及室内入口处部署用户感应卡读卡器12。 智能建筑节能控制器11与各传感器13、用户感应卡读卡器12以及执行 器14通过有线或者无线方式连接，并对它们进行管理。建筑节能控制 器11连接至管理工作站15，与其进行数据交互。管理工作站15将相关 环境状态以及用户配置数据放入数据处理服务器16进行管理。控制终 端17作为人机交互界面，向管理者提供管理整个系统的功能。智能建 筑节能系统包括节能控制器11、管理工作站15和数据处理服务器16。 节能控制器11从各种传感器13(例如图1中所示，温度传感器、湿度 传感器和照度传感器等)接收环境状态参数；用户在读卡器12上刷用 户卡19，智能建筑节能控制器11从读卡器12接收用户信息(例如，用 户标识)，获取与用户信息对应的节能策略，根据用户对应的节能策略 结合环境状态参数控制执行器14启闭或调整各种设备18(例如图1中 所示，暖通设备、照明设备和空调设备等)，从而调整环境状态。数据 处理服务器16存储用户的个性化节能策略，例如，在数据处理服务器 16将用户标识与用户的个性化节能策略对应存储；智能建筑节能控制器 11将用户信息发送给管理站15，管理工作站15根据接收从建筑节能控 制器11接收的用户信息从数据处理服务器16获取用户的个性化节能策 略，发送给建筑节能控制器16，节能控制器11根据环境状态参数和用 户的个性化节能策略控制执行器14，调整各个设备18。

用户携带用户感应卡，用于用户身份及用户等级识别。用户感应卡 与读卡器可以采用无线短距离身份识别技术(如RFID技术)，也可以 使普通智能IC卡。通过用户标识，将用户分为普通用户和个性化用 户，对不同用户启动不同的节能策略。

上述实施例中，通过传感器获得环境状态参数，通过读卡器获得用 户信息，根据用户信息获得对应的节能策略，从而通过控制器对环境状 态进行调整，具备智能化和人性化的优点。

图2示出本发明的节能控制器的一个实施例的结构图。如图2所 示，节能控制器200包括用户管理模块21、环境状态数据采集模块22 和数据处理与逻辑控制模块23。节能控制器200通过用户管理模块21 经由读卡器接口完成对用户卡读卡器的管理，通过环境状态数据采集模 块22经由传感器接口完成各种传感器的管理，将检测到的数据通过管 理系统接口上报到管理工作站，通过数据处理与逻辑控制模块23经由 执行器接口对执行器的控制。各模块详细功能介绍如下：

用户管理模块21从读卡器接收用户信息，发送用户信息到数据处 理与逻辑控制模块23。

环境状态数据采集模块22从传感器接收环境状态参数，发送环境 状态参数到数据处理与逻辑控制模块23。例如，环境状态数据采集模块 22以一定的周期读取传感器信息，上报给数据处理与逻辑控制模块 23。

数据处理与逻辑控制模块23提供向管理工作站上报传感器和用户 卡信息的功能，并接受管理工作站对它进行的控制逻辑或者控制策略修 改。具备一定的智能控制能力，能根据设定的策略，结合用户卡信息和 传感器信息进行对执行器的控制。数据处理与逻辑控制模块23接收来 自用户管理模块21的用户信息和来自环境状态数据采集模块22的环境 状态参数，获取与用户信息对应的节能策略，根据用户对应的节能策略 结合环境状态参数控制执行器调整环境状态。

图3示出本发明的节能控制器的另一个实施例的结构图。和图2相 比，图3中控制器300的数据处理与逻辑控制模块33包括节能策略存 储单元331、用户数据处理单元332、个性化策略获取单元333和逻辑 控制单元334。其中，节能策略存储单元331存储普通用户的节能策 略；个性化策略获取单元333用于接收用户信息，根据用户信息从管理 工作站获得与用户信息对应的个性化节能策略；用户数据处理单元331 用于接收用户信息，判断用户为普通用户还是个性化用户；当用户为普 通用户时，从节能策略存储单元331获取普通用户节能策略，发送给逻 辑控制单元334；当用户为个性化用户时，通过个性化策略获取单元 331获取与用户信息对应的个性化节能策略，发送给逻辑控制单元 334；逻辑控制单元334接收来自传感器的环境状态参数，根据接收的 普通用户节能策略或个性化节能策略控制执行器调整环境状态。

控制器中的数据处理与逻辑控制模块具备智能控制能力，对于普通 用户，不需要和管理工作站交互即可直接控制执行器进行调整，能提高 控制器响应速度，并且使整个系统具有更好的灵活性；对于个性化用 户，通过个性化策略获取单元获取与用户信息对应的个性化节能策略， 从而具备智能化和人性化的优点。

在图2、图3的实施例中，各个装置用框图示出以说明它们的功 能。这些功能块可以用硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述 语音或者它们的任意组合来实现。举例来说，一个或者两个功能块都可 以利用运行在微处理器、数字信号处理器(DSP)或任何其他适当平台 上的代码实现。代码可以表示过程、功能、子程序、程序、例行程序、 子例行程序、模块或者指令、数据结构或程序语句的任意组合。代码可 以位于计算机可读介质中。计算机可读介质可以包括一个或者多个存储 设备，例如，包括RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、 EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD- ROM或本领域公知的其他任何形式的存储介质。计算机可读介质还可 以包括编码数据信号的载波。

可选地，或者除此之外，一个或者两个功能模块都可以利用专用集 成电路(ASIC)、控制器、微控制器、状态机、现场可编程门阵列 (FPGA)或者其他可编程逻辑器件、离散门或者晶体管逻辑、离散硬 件部件、或者它们的任意组合实现。

本领域技术人员将意识到硬件、固件和软件配置在这些情况下的可 替换性，以及如何最好地实现每个特定应用地功能。

图4示出本发明的智能建筑节能方法的一个实施例的流程图。

如图4所示，在步骤402，从传感器接收环境状态参数。传感器例 如包括温度传感器、湿度传感器、照度传感器等，分别监测温度、湿 度、光照等环境状态参数。

在步骤404，从读卡器接收用户信息，获取与用户信息对应的节能 策略。例如，可以不同的用户具有不同的节能策略，或者不同的用户类 别具有不同的节能策略；根据用户信息判断用户为普通用户还是个性化 用户；当用户为普通用户时，从节能控制器获取普通用户节能策略；当 用户为个性化用户时，通过管理工作站获取与用户信息对应的个性化节 能策略。

在步骤406，根据用户对应的节能策略结合环境状态参数控制执行 器调整环境状态。节能控制器根据普通用户节能策略或者个性化节能策 略结合环境状态参数控制执行器调整环境状态。

上述实施例中，通过传感器获得环境状态参数，通过读卡器获得用 户信息，根据用户信息获得对应的节能策略，从而通过控制器对环境状 态进行调整，具备智能化和人性化的优点。

图5示出本发明的智能建筑节能方法的另一个实施例的流程图。

如图5所示，在步骤502，携带用户卡的用户进入部署了该节能系 统的区域内。

在步骤504，读卡器监测到用户卡并读取用户信息，上传至节能控 制器中。

在步骤506，节能控制器的用户管理模块进行初步判断，如果用户 级别是普通用户，则继续执行步骤508；如果用户是个性化用户，继续 执行步骤510。

在步骤508，节能控制器的数据处理与逻辑控制模块根据其中预设 普通用户节能策略，继续执行步骤516。

在步骤510，对于个性化用户，启用基本需求设施，例如照明等。

在步骤512，节能控制器经过管理工作站向数据处理服务器请求相 应的用户个性化节能策略。

在步骤514，管理工作站向节能控制器的数据处理与逻辑控制模块 返回用户的个性化节能策略。

在步骤516，由执行器根据普通用户节能策略或者个性化节能策略 调整环境参数，调整环境照度、温度等环境参数。

在上述实施例中，对于普通用户，数据处理与逻辑控制模块直接根 据其中预设普通用户节能策略控制执行器调整环境参数，能提高控制器 响应速度，使整个系统具有更好的灵活性；对于个性化用户获取与用户 信息对应的个性化节能策略通过执行器调整环境参数，从而具备智能化 和人性化的优点。

本发明提供的智能建筑节能系统及方法，提供了包含用户管理、环 境状态数据采集、数据处理与逻辑控制的智能建筑节能控制器。结合分 用户类别的节能处理流程，所设计的节能方法一方面能自动启闭照明、 空调，实现节能的自动化管理，另一方面可以根据用户卡中设置的用户 等级进行相应的节能策略调整，解决了现有节能控制方法单一、不够人 性化的问题。所设计的整个控制系统结构性好、可靠性高，而且具备智 能化和人性化的特点。

图6示出本发明的智能建筑节能系统和方法的一个应用例的图示。 如图6所示，携带用户卡19的普通用户进入楼宇或室内。读卡器12监 测到用户信号，将用户信息上报至控制器200。控制器200中的用户管 理模块21接收读卡器上报信息，判断用户等级为普通用户。由于是普 通用户，直接由控制器200内数据处理与逻辑控制模块按照默认的节能 设置动作，交由执行器14执行完成相应设备18启闭等动作。

具体而言，控制器200从所部署的传感器13中采集到的参数包括 空气温度、空气湿度和光照强度(亦可以根据需要，进一步检测空气的 洁净度等其他参数)。假设在某一楼层中装置所设计系统的房间内，控 制器200中默认的节能环境设置为：(1)温度：夏季26度，冬季20 度；(2)湿度：夏季30％至60％，冬季30％至80％；(3)照度： 300LUX。则控制器200中的控制逻辑为：(1)用户进入室内时，按照 上述设置启动照明、空调等设施。(2)当传感器检测到的环境参数，超 过上述范围时，启动调整手段。比如：夏季湿度大于60％时，启动除湿 功能。(3)当环境参数在此范围内时，暂时关闭对应设施，实现节能。

图7示出本发明的智能建筑节能系统和方法的另一个应用例的图 示。如图7所示，携带用户卡19的个性化用户进入楼宇或室内。读卡 器12监测到用户信号，将用户信息上报至控制器200。控制器200中用 户管理模块21判断用户等级为个性化用户，通过数据处理与逻辑控制 模块23向管理工作站15和数据处理服务器16请求相关用电设施配 置。数据处理服务器16查询得到相关数据，经过管理工作站15提交给 控制器200，控制器200中的数据处理与逻辑控制模块23再根据得到的 数据控制执行器14调整用电设施18。

假设通过控制终端，将个性化环境参数设置为：(1)当前温度：25 度；(2)当前湿度：30％至70％；(3)当前照度：700LUX。用户进入 部署所设计系统的室内后，首先，各用电设施，如照明、空调18等将 按照通用设置启动；然后，数据处理与逻辑控制模块23向管理工作站 15请求个性化环境参数；接下来，数据处理与逻辑控制模块23将传感 器13中采集到的参数，与该个性化环境参数进行对比，以此作为启闭 用电设施的准则。控制器200中的控制逻辑为：(1)用户进入室内时， 按照通用环境参数设置开启照明、空调等设施。(2)已取得个性化环境 参数设置后，当传感器检测到的环境参数，超过该个性化环境参数时， 启动调整手段。(3)当环境参数在此范围内时，暂时关闭对应设施，实 现节能。

本发明提供的智能建筑节能方法和系统，节能控制器支持多种用户 识别技术，可扩展性好；可以根据用户等级及用户需求进行对用电设施 的控制，节能控制更加人性化；针对不同用户实施不同的节能方案，并 且采用不同的处理流程，综合满足控制效果的实时性和控制数据的精确 性两方面的需求。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的 或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技 术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理 和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适 于特定用途的带有各种修改的各种实施例。