[实用新型]一种基于物联网和神经网络的热舒适度指标测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热舒适度指标测量装置，特别是一种基于物联网和神经网络的热舒适度指标测量装置。

背景技术

随着经济的发展以及生活水平的提高，人们对室内环境的热舒适度要求也越来越高。热舒适是指大多数人对客观热环境从生理到心理方面都达到满意的状态。由于影响人体热舒适的因素与条件十分复杂，研究人员对室内热舒适的评价方法进行了大量研究，并提出若干评价热舒适度的指标，其中PMV（Predicted Mean Vote）指标是应用最广泛的舒适性评价指标。然而PMV公式计算涉及多个物理参数，采集过程复杂，同时使用PMV公式计算热舒适度值涉及复杂的迭代步骤，实时性较差，无法较好的满足中央空调系统中对PMV值实时测量的需求，因此开发基于物联网数据采集和神经网络预测技术的热舒适度指标测量装置是热舒适度测量智能仪器研究的重要发展方向。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网传感器数据采集和神经网络计算技术的热舒适度指标测量装置，该装置利用物联网迅速高效的采集传感器数据，利用神经网络快速建立PMV指标输入输出之间的非线性映射，满足中央空调系统中对PMV指标实时测量的需求。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

 基于物联网和神经网络的热舒适度指标测量装置，其特征在于：该装置由传感器节点和热舒适度监测与控制中心组成，所述的传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、微风速传感器、Zigbee通信模块、单片机和电源，所述的热舒适度监测与控制中心包括黑球温度传感器、微处理器、Zigbee网络协调器、显示屏、按键、热舒适度值神经网络计算模块和控制模块；传感器节点中单片机分别与温度传感器、湿度传感器、微风速传感器、Zigbee通信模块和电源连接，热舒适度监测与控制中心中的微处理器分别与黑球温度传感器、Zigbee网络协调器、热舒适度值神经网络计算模块、显示屏、按键和控制模块连接，微处理器将传感器数据发送至热舒适度值神经网络计算模块，并通过热舒适度值神经网络计算模块返回测量的热舒适度数据，热舒适度监测与控制中心中的Zigbee网络协调器与各传感器节点中的Zigbee通信模块进行一对多的双向无线通信。

本实用新型的有益效果在于：该基于物联网和神经网络的热舒适度指标测量装置结构简单、成本低、安装便捷，能够有效的采集安装区域内的传感器数据，同时采用神经网络技术进行热舒适度值的计算，实时性好，准确度高。

附图说明

 图1是本实用新型基于物联网和神经网络的热舒适度指标测量装置的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，基于物联网和神经网络的热舒适度指标测量装置由传感器节点和热舒适度监测与控制中心组成，所述的传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、微风速传感器、Zigbee通信模块、单片机和电源，所述的热舒适度监测与控制中心包括黑球温度传感器、微处理器、Zigbee网络协调器、显示屏、按键、热舒适度值神经网络计算模块和控制模块；传感器节点中单片机分别与温度传感器、湿度传感器、微风速传感器、Zigbee通信模块和电源连接，热舒适度监测与控制中心中的微处理器分别与黑球温度传感器、Zigbee网络协调器、热舒适度值神经网络计算模块、显示屏、按键和控制模块连接，微处理器将传感器数据发送至热舒适度值神经网络计算模块，并通过热舒适度值神经网络计算模块返回测量的热舒适度数据，热舒适度监测与控制中心中的Zigbee网络协调器与各传感器节点中的Zigbee通信模块进行一对多的双向无线通信。

各传感器节点将通过温度传感器、湿度传感器、微风速传感器采集计算热舒适度PMV值所需的温度，相对湿度和风速三种数据，并将数据传输至传感器节点中的处理器单片机，单片机将采集到的实时数据（温度，相对湿度和风速）通过Zigbee通信模块发送至热舒适度监测与控制中心。热舒适度监测与控制中心通过Zigbee网络协调器接收各个传感器节点的实时数据（温度，相对湿度和风速）并发送至热舒适度监测与控制中心的微处理器，微处理器同时通过黑球温度传感器采集计算PMV值所需的平均辐射温度，并将温度、相对湿度、风速和平均辐射温度四种数据输入基于FPGA芯片的热舒适度值神经网络计算模块，然后调用内置的神经网络程序进行PMV值计算，并输出计算结果。微处理器接收热舒适度值神经网络计算模块输出的PMV值，可通过控制模块输出PWM控制信号和变频器频率信号对中央空调系统进行进一步控制。同时热舒适度监测与控制中心还配备显示屏和按键，能够对装置的工作过程进行控制和显示。