[發(fā)明專利]一種基于人工智能的空調(diào)控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210441943.2
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN114811877A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡增;劉偉;鐘生
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥金人科技有限公司
• 主分類號(hào): F24F11/54
• 分類號(hào): F24F11/54;F24F11/56;F24F11/64;F24F11/77;F24F11/88;F24F11/89;F24F110/10;F24F110/12;F24F110/76
• 代理公司: 合肥洪雷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34164
• 代理人: 趙可

1.一種基于人工智能的空調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于,該系統(tǒng)包括:移動(dòng)應(yīng)用窗口、OneNET云平臺(tái)上的虛擬設(shè)備、STM32F103C8T6微處理器、AD590溫濕度采集傳感器、ESP8266無線通信模塊、XK2233-1空調(diào)控制模塊、SD卡讀取存儲(chǔ)模塊、5V和3.3V電源，多模型融合的智能算法模塊；

所述STM32F103C8T6微處理器利用GPIO口接AD590溫濕度采集傳感器,采集溫濕度數(shù)據(jù),利用串口發(fā)送給ESP8266無線通信模塊,由ESP8266無線通信模塊發(fā)送給OneNET云平臺(tái)上的虛擬設(shè)備多模型融合的智能算法模塊進(jìn)行空調(diào)溫度的計(jì)算與控制,再由OneNET云平臺(tái)上的虛擬設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)應(yīng)用窗口；移動(dòng)應(yīng)用窗口發(fā)出控制指令,通過OneNET云平臺(tái)上的虛擬設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)給STM32F103C8T6微處理器,STM32F103C8T6微處理器根據(jù)指令構(gòu)造出空調(diào)控制碼,5V和3.3V電源對微處理器進(jìn)行供電，通過串口發(fā)送給XK2233-1空調(diào)控制模塊,XK2233-1空調(diào)控制模塊調(diào)制產(chǎn)生紅外信號(hào),發(fā)送給空調(diào),空調(diào)接收解調(diào)紅外信號(hào)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于人工智能的空調(diào)控制方法，其特征在于，該方法步驟為：

步驟S1：利用AD590溫濕度采集傳感器進(jìn)行溫濕度采集，并由ESP8266無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸給OneNET云平臺(tái)；

步驟S2：在OneNET云平臺(tái)中建立空調(diào)房間溫度變化模型；

步驟S3：在OneNET云平臺(tái)中建立房間溫度模糊控制器；

步驟S4：在OneNET云平臺(tái)中利用改進(jìn)遺傳算法對控制器進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化包括建立適應(yīng)度函數(shù)、溫度模糊控制器的可行解空間、溫度數(shù)據(jù)篩選、溫度數(shù)據(jù)編碼、溫度數(shù)據(jù)選擇操作、溫度數(shù)據(jù)交叉操作、溫度數(shù)據(jù)預(yù)測操作；

步驟S5：在OneNET云平臺(tái)中建立空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能耗優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，輸出對空調(diào)溫度和能耗控制的參數(shù)；

步驟S6：將溫度和能耗控制的參數(shù)過由OneNET云平臺(tái)上發(fā)送給STM32F103C8T6微處理器；

步驟S7：由STM32F103C8T6微處理器根據(jù)指令構(gòu)造出空調(diào)控制碼，通過串口發(fā)送給XK2233-1空調(diào)控制模塊，XK2233-1空調(diào)控制模塊調(diào)制產(chǎn)生紅外信號(hào)，發(fā)送給空調(diào)，空調(diào)接收解調(diào)紅外信號(hào)，完成對空調(diào)溫度和能耗的控制。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于人工智能的空調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟S2建立空調(diào)房間溫度變化模型表達(dá)式為：

其中，A_f表示空調(diào)的出風(fēng)大小，表示在單位時(shí)間內(nèi)室內(nèi)溫度變化率，a表示室內(nèi)氧氣濃度，i_k表示室內(nèi)所有引起溫度變化的負(fù)荷，b表示室內(nèi)氧氣變化率的，i_j表示空調(diào)出風(fēng)所能承擔(dān)的最大負(fù)荷，i_j＝b·Z_x·(y_x-c_e)，y_x表示空調(diào)出風(fēng)的溫度，Z_x表示空調(diào)的單位時(shí)間內(nèi)的最大風(fēng)量，i₁、i₂分別表示從窗門以及墻體進(jìn)入室內(nèi)的室外熱量，i＝K(y₀-c_e)，i＝1,2，y₀表示單位時(shí)間內(nèi)的室外溫度，K表示傳熱系數(shù)，g_h表示空調(diào)送風(fēng)的氣體濃度，c_e表示單位時(shí)間內(nèi)室內(nèi)空氣溫度的變化值，c_f表示單位時(shí)間內(nèi)空調(diào)的送風(fēng)溫度的變化值。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于人工智能的空調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟S3建立房間溫度模糊控制器表達(dá)式為：

l(m)＝n(m)-o(m)

lp(m)＝l(m)-l(m-1)

q(r)＝q(m-1)+Δq

s(m)＝s(m-1)+Δs

其中，o表示房間即刻溫度，n表示房間溫度的預(yù)設(shè)值，m表示對房間溫度的第m次采集，l表示單位時(shí)間內(nèi)所采集溫度的偏差，lp表示單位時(shí)間內(nèi)室內(nèi)溫差變化率，q表示控制器輸出的溫度信號(hào)，是空調(diào)送風(fēng)溫度與回風(fēng)溫度的差值，△q表示溫度差值的變化范圍，s為控制器輸出的出風(fēng)量信號(hào)，是空調(diào)送風(fēng)量與回風(fēng)量的差值，△s表示風(fēng)量差值的變化范圍。