[發(fā)明專利]一種基于實時監(jiān)測和大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)技術(shù)的自動化智能風(fēng)機管理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010639058.6
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111752199A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙宇;楊皖凝
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

1.一種基于實時監(jiān)測和大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)技術(shù)的自動化智能風(fēng)機管理系統(tǒng)，其特征在于，該自動化智能風(fēng)機管理系統(tǒng)，包括污染物檢測模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、經(jīng)驗?zāi)K、機器學(xué)習(xí)模塊、單片機、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和執(zhí)行模塊；

所述的污染物檢測模塊包括用于檢測汽車尾氣污染物主要成分的一氧化碳傳感器、氮氧化物傳感器和細(xì)顆粒物傳感器；所述污染物檢測模塊與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入端相連；

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將污染物檢測模塊監(jiān)測到的污染物濃度由模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出端分別與經(jīng)驗?zāi)K輸入端和機器學(xué)習(xí)模塊輸入端相連；

所述的經(jīng)驗?zāi)K基于已有的隧道內(nèi)污染物濃度與風(fēng)機功率的實測數(shù)據(jù)，將污染物濃度進(jìn)行分級，不同級別污染物濃度對應(yīng)不同大小的風(fēng)機功率，確保該濃度下的風(fēng)機運行狀態(tài)維持隧道內(nèi)污染物濃度保持在合理的標(biāo)準(zhǔn)下；

所述的機器學(xué)習(xí)模塊基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)手段，將污染物檢測模塊測得的污染物濃度在時間歷程中的變化進(jìn)行統(tǒng)計，得到污染物濃度隨時間變化的規(guī)律，對濃度變化進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而指導(dǎo)機構(gòu)動作；機器學(xué)習(xí)模塊由用戶選裝；

所述的單片機根據(jù)內(nèi)置控制程序?qū)⒔?jīng)驗?zāi)K和機器學(xué)習(xí)模塊的分級結(jié)果和預(yù)測結(jié)果進(jìn)行處理，得到控制風(fēng)機功率大小的信號；所述單片機輸入端分別與經(jīng)驗?zāi)K輸出端和機器學(xué)習(xí)模塊輸出端；

所述的D/A轉(zhuǎn)換模塊將單片機的執(zhí)行結(jié)果由數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與單片機輸出端相連。

2.一種用基于實時監(jiān)測和大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)技術(shù)的自動化智能風(fēng)機管理系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1：由污染物檢測模塊對隧道內(nèi)的污染物進(jìn)行檢測；

步驟2：模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將上述實測值由模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳輸?shù)浇?jīng)驗?zāi)K和機器學(xué)習(xí)模塊；

步驟3：經(jīng)驗?zāi)K對污染物濃度進(jìn)行判斷，將污染物濃度分級，運用分段函數(shù)將不同濃度級別對應(yīng)不同的風(fēng)機功率，之后將判斷結(jié)果輸出到單片機；

在某些隧道內(nèi)，當(dāng)污染物濃度對應(yīng)下的風(fēng)機功率并不能將污染物排放至允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時，借助機器學(xué)習(xí)模塊，機器學(xué)習(xí)模塊基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)手段，總結(jié)污染物濃度隨時間歷程的變化規(guī)律，對隧道內(nèi)的污染物濃度變化進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測結(jié)果輸出到單片機；

步驟4：單片機將經(jīng)驗?zāi)K和機器學(xué)習(xí)模塊的分級結(jié)果和預(yù)測結(jié)果進(jìn)行處理，得到控制風(fēng)機功率大小的信號，進(jìn)而傳遞到D/A轉(zhuǎn)換模塊；

步驟5：D/A轉(zhuǎn)換模塊將單片機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，傳輸?shù)綀?zhí)行模塊；

步驟6：執(zhí)行模塊根據(jù)單片機發(fā)出的指令做出相應(yīng)的動作：根據(jù)經(jīng)驗?zāi)K對當(dāng)前濃度的分級和機器學(xué)習(xí)模塊對未來濃度的預(yù)測，執(zhí)行模塊調(diào)整隧道內(nèi)風(fēng)機的功率，使隧道內(nèi)的污染物濃度控制在對人體無害的濃度范圍內(nèi)。