[发明专利]基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置及方法

权利要求书

1.一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置，其特征是，包括：将建筑物划分为若干空间单元，每一个空间单元内安装有至少一种电气设备；设置在建筑物控制室内的至少一台管理计算机；设置在空间单元里的若干无线测控模块、房间控制器以及若干人员监测模块；

所述若干无线测控模块和若干人员监测模块分别与房间控制器通信，所述房间控制器通过以太网与管理计算机通信，所述管理计算机连接远程控制终端；

所述管理计算机以数据库的形式存储每一个空间单元的用电设备能耗、人员信息、室外温度以及各设备开关状态数据的历史记录；通过关联规则挖掘找到用电设备能耗、人员信息、室外温度以及各设备开关状态数据与空间单元能耗之间的强关联规则；记录各空间单元的在建筑物内的能耗分布，并以建筑物三维模型能耗分布图的形式呈现。

2.如权利要求1所述的一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置，其特征是，所述无线测控模块采集各用电设备的电能耗数值及其参数信息，并通过射频收发器以无线方式发送给房间控制器，同时接收来自房间控制器的控制命令实现对相应用电设备的操作和控制。

3.如权利要求1所述的一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置，其特征是，建筑物内用电设备由开关信号控制，所述无线测控模块上设有用于控制开关信号的继电器和控制按钮。

4.如权利要求1所述的一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置，其特征是，所述房间控制器通过无线传感网络与无线测控模块和人员监测模块分别进行通信，通过以太网与管理计算机通信。

5.如权利要求4所述的一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置，其特征是，当房间控制器与无线测控模块进行通信的时候，发送方向无线传感器网络中发送一帧信息，所述信息包含物理帧头、网络帧头和数据负载3个字段；无线传感器网络收到这帧信息的节点对网络帧头进行解析，得到源地址与目的地址；

无线传感器网络根据当前节点是否为协调器来判断是沿着树状网络向上还是向下转发数据；若向上，则从每一层的路由节点开始判断目标节点是否在该层，若不在，则转发到上一层直到最顶层；若向下，依次从每个路由节点判断该目标节点是在本层或是在下一层，直到最大深度，经过层层的传递，信息最终到达目的地址。

6.如权利要求1所述的一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制装置，其特征是，所述人员监测模块包括若干分布在空间单元内的热释电红外传感器，通过检测人员触发热释电红外传感器的先后顺序，对空间单元内的人数进行记录；

各建筑用电设备由开关信号控制，与之相对应的无线测控模块上设有继电器和控制按钮。

7.一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制方法，其特征是，包括：

(1)采集建筑物内各个空间单元内用电设备的能耗数据以及人员个数信息，同时调用建筑物所在地的室外温度历史数据，将上述采集的数据存储至建筑能耗数据库中；

(2)设定采样周期T，对建筑能耗数据库中的数据进行采样；计算采样周期T结束时各用电设备在采样周期T内的总能耗、各空间单元在周期T内的总能耗、人员个数、室外温度、各设备开关状态数据，生成布尔表；

(3)通过Apriori算法找到布尔表中的用电设备能耗、人员个数、室外温度、各设备开关状态数据与空间单元能耗的强关联规则，根据强关联规则得到影响建筑物能耗的主要因素；

(4)建立建筑物的三维模型，采用不同的颜色对不同能耗的空间单元进行标记，进一步生成能耗分布图；同时，将步骤(3)中得到的强关联规则在三维模型上进行显示。

8.如权利要求7所述的一种基于关联规则挖掘的建筑能耗控制方法，其特征是，所述步骤(3)中，确定布尔表中的各种数据与空间单元能耗的强关联规则的方法为：

1)扫描建筑能耗数据库，设置时间A为1-频繁项集L₁，人为设定最小支持度minsup和最小置信度minconf；

2)设置人员个数B为下一阶候选集，记1-频繁项集L₁中的每个元素为L_1m，候选集B中的每个元素为B_n，计算1-频繁项集L₁中与候选集B中的各个元素的支持度sup：L_1m→B_n；

3)若sup大于或等于minsup，则该规则进入2-频繁项集L₂；

4)对上述步骤采用不断迭代的方式来对各个频繁项集进行剪枝叶和拼接，直至频繁项集是空集，得到n-频繁项集；

5)对n-频繁项集的各个规则计算置信度conf：L_nm，若conf大于或等于minconf，生成强关联规则。