[發明專利]基于人員實時檢測的防疫節能智能通風控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110203407.4
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112963949B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 曹世杰;王俊淇;馮壯波
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F24F11/64
• 分類號: F24F11/64;F24F11/65;F24F11/84;F24F11/74;F24F110/10;F24F110/20
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發明公開基于人員實時檢測的防疫節能智能通風控制系統及方法，涉及室內環境控制領域，包括在建筑內安裝攝像頭(或采用原有監控攝像頭)、溫濕傳感器(或采用原有傳感器)和樹莓派單片機，以及一套智能化控制風量系統；所述方法及系統通過攝像頭捕獲監測區域畫面，樹莓派處理視頻數據以此確定各通風區域的人員數量，溫濕度傳感器將監測到的環境數據傳入至樹莓派，輔助整個通風系統來調控風量，樹莓派調節各送風口的電動風閥，風閥控制散流器的風量，讓其智能地在按需通風模式和防疫通風模式中切換，滿足各區域實時的通風需求，在有效稀釋空氣中有害物質的同時，降低通風系統能耗。

技術領域

本發明涉及室內環境控制領域，具體的是基于人員實時檢測的防疫節能智能通風控制系統及方法。

背景技術

當前，新型冠狀病毒肺炎在全球肆虐，大型公共場所(如商場、火車站、汽車站、航站樓等)人員密度大、流動性強，特別是節假日期間，疫情防控壓力大。新冠肺炎作為一種呼吸道疾病，它的傳播會受到空調氣流組織的影響，在室內通風不暢時易增加人員的感染風險。因此，通風在傳染病疫情的防控中起著重要作用。當前設計標準規定的最小通風量難以保證一個較低水平的感染概率。相關研究表明加大新風量可以在一定程度上降低感染的概率，但全天保持較高的新風量，一方面超過了相對通風標準，并可能導致能源的浪費。另一方面，大型公共場所并非全天、全區域都是滿員，存在非高峰時段和人員空間分布不均的情況。在此情況下，可以適當降低通風量以實現節能的目的。

發明內容

為解決上述背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供基于人員實時檢測的防疫節能智能通風控制系統及方法，用以解決公共場所無法根據人員密度實時按需調節通風量，造成公共場所內通風不合理、有害物質無法及時稀釋以及能源浪費的問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于人員實時檢測的防疫節能智能通風控制方法，包括如下步驟：

步驟1、在室內頂端安裝攝像頭，或者調用原有的數據；

步驟2、在人員活動區安裝溫濕度傳感器；

步驟3、在風閥附近安裝樹莓派，通過有線與風閥通信；

步驟4、將溫濕度傳感器，攝像頭，樹莓派，通過局域網整合在一起，形成一套智能化控制系統；

步驟5、樹莓派調用攝像頭捕獲到的實時畫面，經YOLO圖像處理算法處理，輸出各個散流器對應區域的人員密度數據；

步驟6、當人員密度超過設定的閾值，則啟動防疫通風模式，否則采取按需通風模式；

所述防疫通風模式的通風量基于Wells-Riley模型確定，通過設定一個感染概率的目標值，通過模型計算出給定人員情況下的通風量；

所述感染概率采用加入社交距離和通風有效性后修正的Wells-Riley模型：

其中IP代表感染概率，P_d是社交距離指數用公式：

P_d＝(-18.19ln(d)+43.276)/100

B代表初始的感染概率，q表示一個感染者產生的量子產生率，p表示易感個體的肺通氣率，t是暴露時間，E_z表示通風有效性，Q表示房間的通風量，N表示當前場景中人員的數量，d表示傳輸距離。

一種基于人員實時檢測的防疫節能智能通風控制系統，用于執行上述方法，包括智能化控制系統，所述智能化控制系統的底部設置有散流器，智能化控制系統包括攝像頭、溫濕度傳感器、樹莓派和風閥，在公共建筑內開設有排風口，排風口處設置有主風管，主風管通過支管與末端散流器相連，樹莓派控制各區域散流器的風閥，通過風閥控制風量，使其智能工作在按需通風模式與防疫通風模式之間；