一种环境控制设备快速匹配系统及其使用方法与流程

本发明涉及环境设备匹配，具体为一种环境控制设备快速匹配系统及其使用方法。

背景技术：

1、在当今社会，环境控制对于人们的生活和工作具有重要意义，无论是住宅、办公场所、工业生产环境还是其他各类空间，都需要对温度、湿度、空气质量等环境参数进行精准的控制和调节，随着科技的不断发展，各种环境控制设备如空调、加湿器、空气净化器等日益普及。

2、在现有的技术体系中，往往只是基于当下所采集到的环境数据来进行分析和控制决策，而缺乏对未来环境数据的有效预测功能，这就意味着，系统无法提前知晓环境可能发生的变化趋势，难以预先做好应对的准备，当环境实际发生变化时，往往需要经过一定时间的反应和调整过程，这就不可避免地导致了应对环境变化的滞后性，使得该环境的人员生活体验较差，为此，我们提出一种环境控制设备快速匹配系统及其使用方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环境控制设备快速匹配系统及其使用方法。

2、以解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供如下技术方案：一种环境控制设备快速匹配系统，所述环境控制设备快速匹配系统包括数据采集模块、环境分析模块、设备库模块、匹配计算模块、用户交互模块、控制指令生成模块以及设备通信模块；

3、所述数据采集模块与环境分析模块通信连接，所述环境分析模块与匹配计算模块通信连接，所述匹配计算模块与设备库模块实时交互连接，所述设备库模块与用户交互模块和控制指令生成模块通信连接，所述控制指令生成模块与设备通信模块通信连接；

4、数据采集模块：用于通过各种方式对各项环境数据进行实时采集，并对数据进行预处理，然后将预处理后的数据传输至环境分析模块；

5、环境分析模块：用于对数据采集模块传输的数据进行分类和预测分析，并将预测后的数据传输至匹配计算模块；

6、设备库模块：设置有环境控制设备的详细数据库，数据库中存储有各种设备的详细数据，并与匹配计算模块进行实时数据交互；

7、匹配计算模块：用于将环境分析模块的分析结果和设备库模块提供的设备信息进行匹配计算，并将匹配计算的结果传输至控制指令生成模块；

8、用户交互模块：为用户提供了一个直观、便捷的操作界面和交互方式，用户可以轻松地输入个性化的环境需求、偏好设置信息；

9、控制指令生成模块：接收匹配计算模块的计算结果生成相应的控制指令，并将控制指令传输至设备通信模块；

10、设备通信模块：负责将控制指令准确无误地传输给对应的环境控制设备，实现系统与设备之间的高效通信。

11、作为本发明的进一步方案：所述数据采集模块包括数据采集单元和数据预处理单元，所述数据采集单元用于采集各项环境数据，数据采集单元包括各种数据采集传感器，数据采集传感器包括温度传感器、湿度传感器、空气传感器以及噪声传感器，这些数据采集传感器会将采集到的数据进行初步的数字化处理，经过处理后的数据会通过数据采集单元传输至数据预处理单元，数据预处理单元接收到数据采集单元传输的环境数字信号后，会将接收到的数字信号进行数据预处理操作，包括数据清洗、滤波、去重以及校准操作，并将数据进行分类和标记，便于后续模块能够快速识别和处理。

12、作为本发明的进一步方案：所述环境分析模块能够接收数据采集模块传输的数据，所述环境分析模块能够对一段时间内的环境数据进行计算预测并分类，预测结果为未来特定时间区间后的环境数据，具体预测公式如下：

13、；

14、其中：表示时间t后的某一环境参数预测值，表示当前时刻的某一环境参数检测值，t表示管理人员设置的检测时间区间值，表示当前时间值，表示时间t内检测值的稳定系数，表示某一环境参数平均变化周期；

15、根据上述预测公式可以得到温度预测值、湿度预测值、空气质量预测值以及噪声预测值，随后将计算得到的预测值数据进行归一化处理，并将归一化处理后的数据传输至匹配计算模块。

16、作为本发明的进一步方案：所述设备库模块包括设备数据单元和数据编辑单元，所述设备数据单元利用mongodb数据库管理技术对各种环境控制设备的类型、功率进行分类分级存储和管理，根据设备类型分为t、h、a和s四类，然后根据功率大小将t、h、a和s四类中的设备全部按照高中低三个功率类别分类，并对分类后的设备进行标注，数据编辑单元用于提供设备信息编辑窗口，便于管理人员实时编辑环境控制设备的具体数据，并且通过数据编辑单元对每台设备进行数据标注，便于后期查找和筛选设备时能够及时搜索到目标设备，设备库模块与匹配计算模块实时交互。

17、作为本发明的进一步方案：所述匹配计算模块能够接收环境分析模块传输的数据，并计算环境分析模块计算得到的环境参数预测值与用户交互模块设置的环境参数标准值的差额百分比，具体计算公式如下：

18、；

19、其中：、、以及分别表示温度、湿度、空气质量以及噪声的标准值，这些标准值需要管理人员通过用户交互模块设置，、、以及分别表示温度、湿度、空气质量以及噪声与相应环境参数标准值的差额百分比；

20、匹配计算模块会将差额百分比数据传输至控制指令生成模块。

21、作为本发明的进一步方案：所述用户交互模块通过html5技术构建前端交互界面，用于让工作人员输入适合特定场景的标准值、、以及，管理人员可通过交互界面编辑设备库模块中各个设备的数据，以及能够人工完成不同环境控制设备的分类，通过http网络通信协议将管理人员输入的信息传输至匹配计算模块，管理人员可以在交互界面直观地查看各个环境控制设备的运行数据。

22、作为本发明的进一步方案：所述控制指令生成模块能够接收匹配计算模块传输的数据，并根据匹配计算模块生成相应的控制指令，具体控制指令的类别如下：

23、当，视为正常浮动，不启停环境控制设备；

24、当时，则控制对应类别的低等级功率环境控制设备；

25、当时，则控制对应类别的中等级功率环境控制设备；

26、当时，则控制对应类别的高等级功率环境控制设备；

27、当时，则控制对应类别的全部环境控制设备；

28、控制指令生成模块根据上述不同类别生成不同的控制指令，同时，对指令进行编码和加密，确保指令在传输过程中的安全性和保密性，并且对指令的发送状态进行实时监控，确保指令的成功送达。

29、作为本发明的进一步方案：所述设备通信模块负责在系统与设备之间建立高效的通信连接，采用wi-fi通信协议和技术，保证数据高速和广泛覆盖传输，在传输控制指令时，对指令进行封装和打包，确保指令的完整性和正确性，同时，实时接收环境控制设备的执行状态反馈，对通信过程进行实时监测和故障诊断，一旦出现通信故障和异常，及时进行处理和恢复，通过建立通信链路的冗余和备份机制，提高通信的可靠性和稳定性，并且，与设备进行身份验证和授权，确保只有合法的设备能够与系统进行通信，保障系统的安全性。

30、另外，本发明还提供了一种环境控制设备快速匹配系统的使用方法，所述环境控制设备快速匹配系统的使用方法具体步骤如下：

31、步骤一：通过数据采集模块中的各种传感器采集环境数据，包括温度、湿度、空气和噪声，数据采集单元对数据进行初步数字化处理后传输至预处理单元，数据预处理单元进行数据清洗、滤波、去重以及校准操作，并分类标记，并将采集到的数据传输至环境分析模块；

32、步骤二：环境分析模块接收数据采集模块传输的数据，对环境数据进行深入分析和评估，能够对一段时间内的环境数据进行计算预测并分类，通过预测公式预测不同环境参与在未来一定时间的具体数值，然后对预测的数值进行归一化处理并传输至匹配计算模块；

33、步骤三：设备库模块利用mongodb数据库管理技术对环境控制设备分类分级存储和管理，通过数据编辑单元编辑设备信息，用户交互模块构建前端界面供工作人员输入标准值，同时可编辑设备库数据，这些信息传输至匹配计算模块；

34、步骤四：匹配计算模块计算环境参数预测值与标准值的差额百分比，根据不同情况生成相应控制指令，包括正常浮动不启停、控制不同等级功率设备类别，对指令编码加密并监控发送至控制指令生成模块，这里的匹配计算模块会持续获取环境分析模块获取的数据采集模块采集的环境数据，直至生成控制指令控制环境控制设备对环境进行一定的调控，使得不同环境参数的差额百分比控制在5%以内，此时控制指令生成模块不发出控制指令，始终保持当前的设备状态；

35、步骤五：设备通信模块建立系统与设备间的高效通信连接，采用wi-fi通信协议确保数据高速广泛传输，对指令封装打包，接收设备执行状态反馈，进行实时监测和故障诊断，建立冗余备份机制，进行身份验证和授权以保障安全性。

36、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

37、1.本发明通过数据采集模块中多样化的传感器，能够实时获取包括温度、湿度、空气质量和噪声的多项环境参数，同时，环境分析模块能够预测未来一段时间内的各项环境数据，对未来特定时间区间后的环境数据进行预测，方便匹配计算模块计算当前预测值与设定的标准值之间的差额百分比，然后，控制指令生成模块后根据差额百分比合理地下达控制指令，使得环境控制设备能够相应地启动或停止，这使得系统能够更加前瞻性地应对环境变化，提前做出合理的设备控制决策，大大提高了环境控制的效率和质量，为人们创造了更加舒适和健康的环境。

38、2.本发明通过将环境控制设备详细分类并标注，不仅方便了管理人员对设备信息的管理和编辑，还使得在匹配计算过程中能够快速准确地找到最适合当前环境需求的设备，这种设备管理和匹配机制，避免了不必要的设备启动和能源浪费，根据不同区域的环境要求和设备功率等级，系统可以精确地匹配到最合适的设备进行运行，而不是盲目地启动所有设备，从而实现了能源的合理利用和成本的有效控制。

39、3.本发明通过控制指令生成模块能够根据环境分析和匹配计算的结果，生成相应的控制指令，并对指令进行编码、加密和分类处理，确保了指令在传输过程中的安全性和保密性，在设备通信模块中，采用wi-fi通信协议和技术保证了数据的高速传输和广泛覆盖，同时对指令进行封装和打包，实时接收设备的执行状态反馈，及时处理和恢复通信故障，这些措施不仅保障了系统与设备之间的高效通信，还能在复杂的网络环境下稳定运行，即使存在网络干扰或部分设备故障的情况，系统依然能够稳定地向其他正常设备发送控制指令，确保环境控制的持续进行，不会因为通信问题而导致环境质量下降或设备运行异常。