一种建筑智能管理系统

1.本技术涉及建筑管理领域，具体涉及一种建筑智能管理系统。


背景技术：

2.随着人们对室内环境的舒适度和健康度要求越来越高，如何打造一个智能化、高效化和可控制的室内环境成为了重要的研究方向。在过去，人们通过传统的环境控制手段，如温控器、加湿器、空气净化器等，来调整室内环境参数，实现室内环境控制。但是这些手段受限于人工调节、单一性问题，效果并不理想。
3.随着人工智能与机器学习技术的不断发展和应用，我们开始看到将这些技术应用于室内环境控制的尝试。采用人工智能和机器学习技术的优势在于它可以更好地理解环境因素的影响，并利用历史数据分析、预测和优化室内环境参数。
4.同时，近年来，智能化家居设备的普及也推进了室内环境智能控制的进程。传感器技术与物联网技术的发展，使得环境参数测量、数据传输和控制都更加灵活高效，增强了智能化室内环境控制的可行性。


技术实现要素：

5.为解决上述背景中的技术问题，本技术通过机器学习技术的运用，结合先进的智能家居设备，来实现室内环境控制。
6.为实现上述目的，本技术提供了一种建筑智能管理系统，包括：监测模块、中控模块、调节模块、交互模块；
7.所述监测模块用于监测建筑的环境信息；
8.所述中控模块用于对所述环境信息进行分析，得到分析结果；
9.所述调节模块用于基于所述分析结果，对建筑内部进行调节；
10.所述交互模块用于实时显示所述分析结果；用户还可以通过交互模块手动对建筑内部进行调节。
11.优选的，所述监测模块包括：空气监测单元、温度监测单元和能耗监测单元；
12.所述空气监测单元用于监测建筑内部的空气质量信息；
13.所述温度监测单元用于监测建筑内部的温度信息；
14.所述能耗监测单元用于监测建筑内部的能耗数据信息。
15.优选的，所述中控模块包括：分析单元和通讯单元；
16.所述分析单元用于对所述环境信息进行分析，得到所述分析结果；
17.所述通讯单元用于将分析结果发送至所述调节模块和所述交互模块。
18.优选的，所述调节模块包括：警报单元和调节单元；
19.所述警报单元用于当所述分析结果为异常时，发出警报；
20.所述调节单元用于当所述警报单元发出警报时，对建筑内部进行调节。
21.优选的，所述交互模块包括：移动终端和输入单元；
22.所述移动终端用于用户远程获取所述分析结果；
23.所述输入单元用于用户远程调节建筑内部环境。
24.优选的，所述分析单元的工作流程包括：
25.对所述环境信息进行预处理，得到处理后数据；
26.对所述处理后数据进行特征提取，得到目标特征；
27.对所述目标特征进行数据分析和建模，得到分析模型；
28.利用所述分析模型完成分析，得到所述分析结果。
29.优选的，所述调节模块的工作流程包括：
30.设定建筑内部的环境信息目标值；
31.将所述分析结果与所述环境信息目标值进行对比，得到对比结果；
32.基于所述对比结果，进行建筑内部调节。
33.优选的，还包括：显热回收模块；所述显热回收模块用于收集建筑内部的多余热量，使建筑内热量循环再利用；保证建筑在不流失热量的前提下进行通风换气。
34.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
35.本技术对室内温度、湿度、空气质量等参数进行自动调整。通过这种方式，更高效、更准确、更智能和更健康的室内环境控制，从而提供更好的用户体验和节约能源的效果。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本技术实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
40.如图1所示，为本实施例的系统结构示意图，包括：监测模块、中控模块、调节模块、交互模块。其中，监测模块用于监测建筑的环境信息；中控模块用于对环境信息进行分析，得到分析结果；调节模块用于基于分析结果，对建筑内部进行调节；交互模块用于实时显示分析结果；用户还可以通过交互模块手动对建筑内部进行调节。
41.在本实施例中，监测模块包括：空气监测单元、温度监测单元和能耗监测单元；空气监测单元用于监测建筑内部的空气质量信息；温度监测单元用于监测建筑内部的温度信息；能耗监测单元用于监测建筑内部的能耗数据信息。
42.中控模块包括：分析单元和通讯单元；分析单元用于对环境信息进行分析，得到分析结果；通讯单元用于将分析结果发送至调节模块和交互模块。调节模块包括：警报单元和
调节单元；警报单元用于当分析结果为异常时，发出警报；调节单元用于当警报单元发出警报时，对建筑内部进行调节。交互模块包括：移动终端和输入单元；移动终端用于用户远程获取分析结果；输入单元用于用户远程调节建筑内部环境。
43.在本实施例中，分析单元的工作流程包括：对环境信息进行预处理，得到处理后数据；对处理后数据进行特征提取，得到目标特征；对目标特征进行数据分析和建模，得到分析模型；利用分析模型完成分析，得到分析结果。
44.调节模块的工作流程包括：设定建筑内部的环境信息目标值；将分析结果与环境信息目标值进行对比，得到对比结果；基于对比结果，进行建筑内部调节。
45.此外在本实施例中，系统还包括：显热回收模块；显热回收模块用于收集建筑内部的多余热量，使建筑内热量循环再利用；保证建筑在不流失热量的前提下进行通风换气。
46.实施例二
47.下面将结合本实施例，详细说明本技术如何解决实际生活中的技术问题。
48.首先使用监测模块对建筑室内各项参数进行监测，得到监测结果。
49.监测模块中的各单元包括：空气质量传感器、温湿度传感器和能耗监控装置。用于对室内的温度、湿度、气体浓度以及能耗进行实时监控并将监测结果传输至分析模块。
50.分析模块在接收到监测结果之后，对其进行分析：
51.1、数据预处理：数据预处理的主要目的是为了降低数据中的噪声和干扰，提高数据的可靠性和准确性。具体来说，对于不同类型的数据，采用了以下预处理方法：
52.温度、湿度数据：这些数据容易受到环境干扰，存在一定的波动和误差。因此，在进行数据分析之前，需要对这些数据进行去噪和平滑处理。例如，可以采用移动平均、加权平均、中值滤波等方法。
53.而对于空气质量数据，由于这些数据存在大量噪声和干扰，因此需要采用比较复杂的预处理方法进行处理，例如多级滤波和小波变换。
54.2、数据特征提取为了将原始的环境数据转化为对应的特征向量，方便后续的数据分析和模型建立。对于不同类型的数据，提取的关键特征也不尽相同。
55.温湿度数据：在温湿度数据中，最常用的特征是温度和湿度的平均值、方差等统计量。同时，基于这些特征，可以得到相关的调节策略和控制建议。
56.空气质量数据：在空气质量数据中，需要同时考虑多个污染物的浓度、种类等指标。因此，除了提取单独的污染物浓度之外，还需要进一步对污染物之间的关系进行分析。在本实施例中，利用主成分分析，将多个污染物的浓度结合起来，提取出更为综合的特征信息。
57.3、数据分析和建模：利用数据分析和建模技术，对环境数据进行分析和建模。在本实施例中，采用机器学习算法来预测室内温度和湿度的变化趋势，以优化温控系统的控制效果。采用决策树算法基于上提取的特征来构建模型：
58.(1)特征提取
59.温湿度数据：在温湿度数据中，最常用的特征是温度和湿度的平均值、方差等统计量。同时，基于这些特征，可以得到相关的调节策略和控制建议。
60.空气质量数据：在空气质量数据中，需要同时考虑多个污染物的浓度、种类等指标。因此，除了提取单独的污染物浓度之外，还需要进一步对污染物之间的关系进行分析。
在本实施例中，利用主成分分析，将多个污染物的浓度结合起来，提取出更为综合的特征信息。
61.(2)构建决策树：在进行分类时，决策树按照特征选择的顺序递归地对数据集进行划分，直到所有的样本属于同一个类别或是达到预设的停止条件为止。
62.(3)决策树评估：评估决策树的分类精度是一个很重要的步骤。通过交叉验证、混淆矩阵等方法来评估决策树的分类效果，并选用精度较高的决策树进行后续分析。
63.(4)应用决策树进行分类：在进行分类时，将提取结果通过决策树进行分类，得出分类结果。一般而言，决策树分类的目标是将同类别的样本分在一起，尽可能地将不同类别的样本分开。
64.利用构建的模型对数据进行分析，得到分析结果。
65.4、数据关联分析：对不同类型的环境数据进行关联分析，发现数据之间的潜在关系。在本实施例中，通过分析室内空气污染物浓度和人体健康状况的关系，以发现和预测健康风险。
66.5、数据可视化：利用数据可视化技术，将分析结果以图表或曲线的形式呈现出来并发送至交互模块，方便用户对环境数据进行直观理解和分析。
67.在完成分析，得到分析结果之后，当分析结果异常时，发出警报。此时，调节模块基于分析结果对建筑内部环境进行调节：
68.1、设定建筑内部的环境信息目标值：首先设定室内环境的目标值，在本实施例中，室内空气应无毒、无害、无异常嗅味；室内的温度：夏季应为22-28摄氏度，冬季应为16-24摄氏度；室内的相对湿度：夏季应为40-80％，冬季应为30-60％；室内的空气流速：夏季应为0.3m/s，冬季应为0.2m/s。室内的新风量：应为每人每小时30立方米；室内二氧化硫的含量：每小时的平均值应为0.5毫克每立方米；室内二氧化氮的含量：每小时的平均值应为0.24毫克每立方米。
69.2、将分析结果与环境信息目标值进行对比，得到对比结果：将分析模块得到的分析结果与上述的预设值进行对比，得到对比结果。
70.3、基于对比结果，进行建筑内部调节：若发现分析结果不符合环境信息目标值，自动调节相关设备，如调节空调制冷/制热效果、开启/关闭空气净化器、控制加湿设备等，以及时调整室内环境。
71.同时，在本实施例中，分析模块还通过收集并分析历史能耗数据，优化用电策略。
72.除此之外，用户还可以根据分析模块反馈至移动终端的可视化信息，来利用输入单元对建筑内部的环境进行调节，例如，开关空调、加湿器等活动。
73.最后，在本实施例中，还加入了显热回收模块，收集建筑内部在日常生活中产生的热量，储存起来。用于在无人时，使建筑内热量循环再利用；保证建筑在不流失热量的前提下进行通风换气。
74.以上所述的实施例仅是对本技术优选方式进行的描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种建筑智能管理系统，其特征在于，包括：监测模块、中控模块、调节模块、交互模块；所述监测模块用于监测建筑的环境信息；所述中控模块用于对所述环境信息进行分析，得到分析结果；所述调节模块用于基于所述分析结果，对建筑内部进行调节；所述交互模块用于实时显示所述分析结果；用户还可以通过交互模块手动对建筑内部进行调节。2.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，所述监测模块包括：空气监测单元、温度监测单元和能耗监测单元；所述空气监测单元用于监测建筑内部的空气质量信息；所述温度监测单元用于监测建筑内部的温度信息；所述能耗监测单元用于监测建筑内部的能耗数据信息。3.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，所述中控模块包括：分析单元和通讯单元；所述分析单元用于对所述环境信息进行分析，得到所述分析结果；所述通讯单元用于将分析结果发送至所述调节模块和所述交互模块。4.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，所述调节模块包括：警报单元和调节单元；所述警报单元用于当所述分析结果为异常时，发出警报；所述调节单元用于当所述警报单元发出警报时，对建筑内部进行调节。5.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，所述交互模块包括：移动终端和输入单元；所述移动终端用于用户远程获取所述分析结果；所述输入单元用于用户远程调节建筑内部环境。6.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，所述分析单元的工作流程包括：对所述环境信息进行预处理，得到处理后数据；对所述处理后数据进行特征提取，得到目标特征；对所述目标特征进行数据分析和建模，得到分析模型；利用所述分析模型完成分析，得到所述分析结果。7.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，所述调节模块的工作流程包括：设定建筑内部的环境信息目标值；将所述分析结果与所述环境信息目标值进行对比，得到对比结果；基于所述对比结果，进行建筑内部调节。8.根据权利要求1所述的建筑智能管理系统，其特征在于，还包括：显热回收模块；所述显热回收模块用于收集建筑内部的多余热量，使建筑内热量循环再利用；保证建筑在不流失热量的前提下进行通风换气。

技术总结
本申请公开了一种建筑智能管理系统，包括：监测模块、中控模块、调节模块、交互模块；监测模块用于监测建筑的环境信息；中控模块用于对环境信息进行分析，得到分析结果；调节模块用于基于分析结果，对建筑内部进行调节；交互模块用于实时显示分析结果；用户还可以通过交互模块手动对建筑内部进行调节。本申请对室内温度、湿度、空气质量等参数进行自动调整。通过这种方式，更高效、更准确、更智能和更健康的室内环境控制，从而提供更好的用户体验和节约能源的效果。源的效果。源的效果。


技术研发人员：尹航 刘界鹏 齐宏拓 卫璇 单文臣 马玉锰 李明春 高盼 袁婕苓
受保护的技术使用者：重庆大学溧阳智慧城市研究院
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/23