基于iBeacon 技术的医院空调末端变风量系统节能方法及装置

摘要

本发明涉及基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法及装置，该方法包括步骤：获取第i天预设时间段T

说明书

技术领域

本发明涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法及装置。

背景技术

中央空调系统的高效、节能运行是一栋建筑“绿色”与否的重要标准，也是建筑内人工环境是否舒适的重要影响因素。随着建筑智能化的飞速发展，不仅仅是写字楼和商用住宅，越来越多的医院也希望通过智能化改造来方便医护人员的操作，减少人力物力成本，降低医院整体能耗。

变风量系统(Variable Air Volume System,VAV系统)根据室内符合变化或室内要求参数的变化，保持恒定送风温度，自动调节空调系统送风量，从而满足建筑内部环境的冷量需求。传统的VAV变风量系统的控制策略多以室内温度为控制点，对设备进行调节。但该方法的缺点是室内温度的变化是一个缓慢的过程，通常需要半个小时到一个小时才会将室内的冷负荷反应到温度的变化上。而整个中央空调系统根据温度变化指令对室内进行降温，又需要一段时间。在这段调节过程中，室内人员的舒适性大大降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A：获取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i以及变风量系统的出风量Q_i；

B：基于iBeacon技术获取监测区域内第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1；

C：根据所述N_i+1、N_i以及Q_i，确定第i+1天预设时间段T_m所述变风量系统的实际出风量。

优选地，所述步骤A进一步包括：

A11：基于iBeacon技术获取第i天预设时间段T_m内监测区域的人数；

A12：根据所述第i天预设时间段T_m内监测区域的人数，计算第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。

优选地，所述步骤A进一步还包括：

接收所述变风量系统的出风量Q_i。

优选地，所述步骤C进一步包括：

C11：提取第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i；

C12：将所述第i天预设时间段T_m的变风量系统的出风量Q_i作为第i+1天预设时段间T_m的初始时刻的变风量系统出风量的设定值。

优选地，所述步骤C进一步包括：

C21：提取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i；

C22：根据第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1，结合所述平均人数N_i以及第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i，计算监测区域的需求风量；

C23：将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统的阈值进行比较，获取所述变风量系统的实际出风量；

C24：根据所述变风量系统的实际出风量，修正步骤C12中的变风量系统的设定值。

优选地，所述步骤C23进一步包括：

C231：获取所述变风量系统出风量的最小风量值和最大风量值；

C232：将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统出风量的最小风量值和最大风量值进行比较判断，根据判断结果获得所述变风量系统的实际出风量。

本发明还提供一种基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能装置，包括：

获取单元，用于获取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i以及变风量系统的出风量Q_i；

采集单元，用于基于iBeacon技术获取监测区域内第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1；

确定单元，用于根据所述N_i+1、N_i以及Q_i，确定第i+1天预设时间段T_m所述变风量系统的实际出风量。

优选地，所述获取单元包括：

采集模块，用于基于iBeacon技术获取第i天预设时间段T_m内监测区域的人数；

第一计算模块，用于根据所述第i天预设时间段T_m内监测区域的人数，计算第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。

优选地，所述获取单元还包括：

接收模块，用于接收所述变风量系统的出风量Q_i。

优选地，所述确定单元包括：

第一提取模块，用于提取第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i；

预测模块，用于将所述第i天预设时间段T_m的变风量系统的出风量Q_i作为第i+1天预设时段间T_m的初始时刻的变风量系统出风量的设定值；

第二提取模块，用于提取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i；

第二计算模块，用于根据第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1，计算监测区域的需求风量；

比较模块，用于将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统的阈值进行比较，获取所述变风量系统的实际出风量；

修正模块，用于根据所述变风量系统的实际出风量，修正预测模块中获得的变风量系统的设定值。

实施本发明的基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法，具有以下有益效果：本发明利用iBeacon技术对监测区域内的人员变化情况进行监测，同时基于该数据对变风量系统的实际出风量进行预测和修正，从而达到变风量系统自适应调节风量，有效节约能耗，且还可提升室内的舒适性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法实施例一的流程示意图；

图2是本发明基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

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。

医院中央空调末端多采用变风量系统对室内进行降温，然而变风是系统的出风量变化多以室内的温度变化为控制点，这就导致了在负荷较高的夏天，变风量系统长时间高负荷运行，且不能根据室内人员变化情况进行相应的调节，造成了不必要的能源浪费。本发明利用iBeacon室内定位技术对室内人员变化情况进行监测，基于该数据对变风量系统的运行进行预测和修正，达到节能控制的目的，同时还可有效改善室内舒适性。

本发明的技术方案具体可参阅图1，图1是本发明基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法实施例一的流程示意图。可以理解地，本发明的基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法是建立在进出人员佩戴移动终端的基础上实现的，且每一个人员所佩戴的移动终端均设有iBeacon模块，当有人员进入监测区域(即变风量系统的调节区域)时，后台服务器即可接收到iBeacon模块发送的信号，根据该信号即可确定人员的变化情况。其中，终端包括但不限于手机、平板电脑、智能手表、智能手环等。终端的操作系统可包括但不限于Android操作系统和IOS操作系统等。

如图1所示，该实施例的基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法包括以下步骤：

A：获取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i以及变风量系统的出风量Q_i。

优选地，步骤A进一步包括：

A11：基于iBeacon技术获取第i天预设时间段T_m内监测区域的人数；

A12：根据所述第i天预设时间段T_m内监测区域的人数，计算第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。

具体地，基于iBeacon技术，可以实时监测到监测区域内的人员变化，例如，在预设时间段T_m内，若有人进入监测区域，服务器即可接收到一个对应的信号，并根据该信号确定有人进入监测区域，根据该方式统计在预设时间段T_m内的人数。

进一步地，根据所监测到的监测区域内的人数以及该人数在预设时间段T_m内出现的时间长度，进行统计。并将第i天预设时间段T_m内监测区域的人数以及该人数出现的时间长度记为长度进行统计。例如，第1天10点至11点的时间段内，10点至10点39分之间监测到进入监测区域内的总人数为9个人，则记为N¹⁰₁(10：00，10：39)＝9。以此类推，计算出预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。例如，第1天10点至11点内,10点至10点39之间有9个人，则记为N¹⁰₁(10：00，10：39)＝9，10点40分到10点59分之间有6个人，则N¹⁰₁(10：40，10：59)＝6；因此，10点到11点之间监测区域的平均人数为N¹⁰₁＝9*(2/3)+6*(1/3)＝8，即10点到11点之间监测区域的平均人数为8个人。

优选地，步骤A还包括：接收所述变风量系统的出风量Q_i。具体地，服务器与变风量系统通讯连接，可监测变风量系统的运行状态并可接收变风量系统的实时出风量。并将变风量系统运行状态信息(含出风量)保存在数据库中。

B：基于iBeacon技术获取监测区域内第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1。

该步骤对第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1的采集方式与步骤A相同，即在第i+1天，利用iBeacon技术获得监测区域内在预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1。

C：根据所述N_i+1、N_i以及Q_i，确定第i+1天预设时间段T_m所述变风量系统的实际出风量。

优选地，步骤C包括：

C11：提取第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i。

可以理解地，第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i直接由变风量系统发送给服务器，并由服务器保存在数据库中。当需要获取第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i时，服务器直接从数据库中提取出该数据。

C12：将所述第i天预设时间段T_m的变风量系统的出风量Q_i作为第i+1天预设时段间T_m的初始时刻的变风量系统出风量的设定值。

在第i+1天预设时间段T_m的初始时刻，管理人员通常会根据前一天(即第i天)变风量系统的出风量来设定第i+1天该初始时刻变风量系统的出风量，即以前一天的变风量系统的出风量Q_i作为当天的变风量系统的出风量Q_i+1。可以理解地，由于当天进入监测区域的人员是不是固定不变的，因此，初始时刻所设定的变风量系统的出风量为预测值。

进一步地，步骤C还包括：

C21：提取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。

C22：根据第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1，结合所述平均人数N_i以及第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i，计算监测区域的需求风量。

其中，监测区域的需求风量可根据以下式子算出：

Q_需求风量＝Q_预测风量*(N_i+1/N_i)

Q_预测风量为从数据库提取的第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i。

C23：将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统的阈值进行比较，获取所述变风量系统的实际出风量。

其中，步骤C23进一步包括：

C231：获取所述变风量系统出风量的最小风量值和最大风量值；

C232：将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统出风量的最小风量值和最大风量值进行比较判断，根据判断结果获得所述变风量系统的实际出风量。

具体地，当在步骤C22中算出变风量系统在第i+1天预设时间段T_m监测区域的需求风量后，先将该需求风量与变风量系统的最小风量值和最大风量值进行比较判断，若实际算出的需求风量大于最大风量，则此时变风量系统的实际出风量应为最大风量；若实际算出的需求风量小于最小风量，则此时变风量系统的实际邮风量应为最小风量；若实际算出的需求风量大于最小风量且小于最大风量，则此时算出的需求风量即为变风量系统的实际出风量。

C24：根据所述变风量系统的实际出风量，修正步骤C12中的变风量系统的设定值。根据所获得的第i+1天预设时间段T_m变风量系统的实际出风量，并对步骤C12中预测的变风量设定值进行修正，可使得变风量系统真正实现按需分配。

可以理解地，上述实施例的对变风量系统的出风量的修正为一个持续循环的过程，即在下一个设定的时间点，同时根据上述方法动态地获取变风量系统的实际出风量，从而达到变风量系统自适应调节、节能、舒适运行的目的。

本发明基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能方法，利用iBeacon技术对监测区域的人员变化情况进行实时监测，并基于监测结果对变风量系统的出风口风量进行控制。传统的VAV变风量系统的控制策略多以室内温度为控制点，对设备进行调节。该方法惰性较大，调节较慢，影响室内舒适性。本发明基于iBeacon技术，利用历史数据对变风量系统出风口风量进行预测，并基于实时监测的人流量对预测结果进行修正，从而达到变风量系统自学习、自适应、节能、舒适运行的目的。

本发明还公开了一种基于iBeacon技术的医院空调末端变风量系统节能装置，该装置包括：

获取单元，用于获取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i以及变风量系统的出风量Q_i。

优选地，所述获取单元包括：

采集模块，用于基于iBeacon技术获取第i天预设时间段T_m内监测区域的人数；

第一计算模块，用于根据所述第i天预设时间段T_m内监测区域的人数，计算第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。

具体地，基于iBeacon技术，可以实时监测到监测区域内的人员变化，例如，在预设时间段T_m内，若有人进入监测区域，服务器即可接收到一个对应的信号，并根据该信号确定有人进入监测区域，根据该方式统计在预设时间段T_m内的人数。

进一步地，根据所监测到的监测区域内的人数以及该人数在预设时间段T_m内出现的时间长度，进行统计。并将第i天预设时间段T_m内监测区域的人数以及该人数出现的时间长度记为长度进行统计。例如，第1天10点至11点的时间段内，10点至10点39分之间监测到进入监测区域内的总人数为9个人，则记为N¹⁰₁(10：00，10：39)＝9。以此类推，计算出预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。例如，第1天10点至11点内,10点至10点39之间有9个人，则记为N¹⁰₁(10：00，10：39)＝9，10点40分到10点59分之间有6个人，则N¹⁰₁(10：40，10：59)＝6；因此，10点到11点之间监测区域的平均人数为N¹⁰₁＝9*(2/3)+6*(1/3)＝8，即10点到11点之间监测区域的平均人数为8个人。

进一步地，获取单元还包括：

接收模块，用于接收所述变风量系统的出风量Q_i。具体地，服务器与变风量系统通讯连接，可监测变风量系统的运行状态并可接收变风量系统的实时出风量。并将变风量系统运行状态信息(含出风量)保存在数据库中。

采集单元，用于基于iBeacon技术获取监测区域内第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1。

可以理解地，采集单元对第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1的采集方式与采集模块的采集方式相同，即在第i+1天，利用iBeacon技术获得监测区域内在预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1。

确定单元，用于根据所述N_i+1、N_i以及Q_i，确定第i+1天预设时间段T_m所述变风量系统的实际出风量。

优选地，所述确定单元包括：

第一提取模块，用于提取第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i。

可以理解地，第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i直接由变风量系统发送给服务器，并由服务器保存在数据库中。当需要获取第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i时，服务器直接从数据库中提取出该数据。

预测模块，用于将所述第i天预设时间段T_m的变风量系统的出风量Q_i作为第i+1天预设时段间T_m的初始时刻的变风量系统出风量的设定值。

在第i+1天预设时间段T_m的初始时刻，管理人员通常会根据前一天(即第i天)变风量系统的出风量来设定第i+1天该初始时刻变风量系统的出风量，即以前一天的变风量系统的出风量Q_i作为当天的变风量系统的出风量Q_i+1。可以理解地，由于当天进入监测区域的人员是不是固定不变的，因此，初始时刻所设定的变风量系统的出风量为预测值。

第二提取模块，用于提取第i天预设时间段T_m内监测区域的平均人数N_i。

第二计算模块，用于根据第i+1天预设时间段T_m的初始时刻的总人数N_i+1，计算监测区域的需求风量。

其中，监测区域的需求风量可根据以下式子算出：

Q_需求风量＝Q_预测风量*(N_i+1/N_i)

Q_预测风量为从数据库提取的第i天预设时间段T_m所述变风量系统的出风量Q_i。

比较模块，用于将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统的阈值进行比较，获取所述变风量系统的实际出风量。

进一步地，比较模块还用于获取所述变风量系统出风量的最小风量值和最大风量值，并将所述监测区域的需求风量与所述变风量系统出风量的最小风量值和最大风量值进行比较判断，根据判断结果获得所述变风量系统的实际出风量。具体地，当第二计算模块算出变风量系统在第i+1天预设时间段T_m监测区域的需求风量后，先将该需求风量与变风量系统的最小风量值和最大风量值进行比较判断，若实际算出的需求风量大于最大风量，则此时变风量系统的实际出风量应为最大风量；若实际算出的需求风量小于最小风量，则此时变风量系统的实际邮风量应为最小风量；若实际算出的需求风量大于最小风量且小于最大风量，则此时算出的需求风量即为变风量系统的实际出风量。

修正模块，用于根据所述变风量系统的实际出风量，修正预测模块中获得的变风量系统的设定值。

可以理解地，上述实施例的对变风量系统的出风量的修正为一个持续循环的过程，即在下一个设定的时间点，同时根据上述方法动态地获取变风量系统的实际出风量，从而达到变风量系统自适应调节、节能、舒适运行的目的。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。