一种基于AIoT技术的中央空调全生命周期高能效控制系统的制作方法

一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及中央空调技术领域，尤其涉及一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统。


背景技术：

2.空调是人们生产生活中必不可少的电器。我国大部分地区夏天炎热，空调覆盖率高，空调系统能源消耗占我国建筑能源消耗的40％以上。由于空调设备运行需要消耗大量的电资源和水资源，出现了严重的能源短缺和环境问题。我国非常重视并积极推进节能减排工作，颁布实施节约能源法、可再生能源法等法律法规，要求加强能源管理的方式，避免能源消费过程中出现浪费与损失的现象，从而达到合理利用能源的目的。所以，建立并实施一套完善的空调控制系统，对于节能环保技术的发展、可持续发展、助力“双碳”目标的达成都有重要的意义。
3.中央空调系统主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷水机组、冷却水塔、冷冻泵、冷却泵组成。传统的中央空调节能措施节能效果不明显，同时会牺牲舒适度，甚至产生不必要的能耗，该系统的实施需要解决如下问题：1、现场未配备环境数据采集系统。2、解决设备数据传输的滞后性、时变性等问题。3、解决设备不能完全闭环控制的问题。4、中央空调系统人为管理难度大，且无法实时掌控空调系统运行状态。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，包括设备层、信息加密传输层、云端孪生与算法模型层和智能化应用服务层，所述设备层通过边缘服务器传递到信息加密传输层，所述信息加密传输层用于将传输的信息的进行加密，所述信息加密传输层将信息加密传递到云端孪生与算法模型层，所述云端孪生与算法模型层将信息进行aiot数据分析和数字孪生模型分析传递给智能化应用服务层。
6.作为上述技术方案的进一步描述：
7.所述设备层包括传感器、执行器和plc设备，用于采集温度、压力、温湿度和电流。
8.作为上述技术方案的进一步描述：
9.所述aiot数据分析包括大数据分析、机器深度学习和智群理论，所述述aiot数据分析利用物联网处理数据。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述数字孪生模型包括物理模型、孪生模型和数字模型，所述数字孪生模型是物理实体或系统的虚拟表现形式。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述智能化应用服务层利用可视化技术，全方位实时展示和分析空调系统运行状态。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述可视化技术包括移动终端和显示屏。
16.本实用新型具有如下有益效果：
17.1、与现有技术相比，本实用新型能对底层设备全部监测，并将监测到的数据，加密传输给云端，对整个系统全方位监测，数据加密传输，对上传的数据或者下发的指令加密防止收到其他干扰，保证数据完整。防止不法分子恶意盗取数据，恶意下发控制指令。同时利用大数据分析，将汇聚采集到的数据，进行历史数据分析，并实时根据系统监测的参数，对比，预测下一时刻或者下一周期时间内的系统负荷值，可预知未来的系统负荷，防止负荷不足或过剩。
18.2、与现有技术相比，本实用新型利用aiot技术模仿人的思维和控制经验，反向控制和调节底层执行器及参数，例如调节阀门的开度，设置冷机的参数等，能够根据底层设备及末端的情况，实时调节，达到舒适度与节能双赢，避免传统控制方式的滞后性，以及设备的盲区。
19.3、与现有技术相比，本实用新型利用数字孪生技术，在不改变中央空调系统的物理模型情况下，克隆出与之对应的数字模型，在数字模型中我们可以看到物理模型的角角落落，实现智能控制与预测性维护等功能，帮助我们深入了解整个空调系统的运行细节，预测各种极端条件下的故障可能性以及寻找合理运行参数提供数据支撑，贯穿中央空调系统的全生命周期的监测和使用。
20.4、与现有技术相比，本实用新型数据可视化，中央空调系统的数字模型可以实时展示底层设备的运行状态，可进行多维度的数据分析与展示，用户可以在电脑端或移动端实时监和控制，无需人工参与，为用户决策判断提供全面的数据支持。
21.5、与现有技术相比，本实用新型基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统通过采集到的中央空调系统运行数据及能耗数据，进行大数据分析，建立空调系统相关设备的数字模型，通过人工智能算法对设备的运行台数及运行参数进行调节，预测未来负荷及设备的寿命实现中央空调的全生命周期高效运行，从而降低整个空调系统的能耗。
附图说明
22.图1为本实用新型提出的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统的整体流程图；
23.图2为本实用新型提出的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统的数字孪生模型应用图。
具体实施方式
24.参照图1-2，本实用新型提供的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，包括设备层、信息加密传输层、云端孪生与算法模型层和智能化应用服务层，设备层通过边缘服务器传递到信息加密传输层，信息加密传输层用于将传输的信息的进行加密，信息加密传输层将信息加密传递到云端孪生与算法模型层，云端孪生与算法模型层将
信息进行aiot数据分析和数字孪生模型分析传递给智能化应用服务层。
25.设备层包括传感器、执行器和plc设备，用于采集温度、压力、温湿度和电流。
26.aiot数据分析包括大数据分析、机器深度学习和智群理论，述aiot数据分析利用物联网处理数据。
27.数字孪生模型包括物理模型、孪生模型和数字模型，数字孪生模型是物理实体或系统的虚拟表现形式。
28.智能化应用服务层利用可视化技术，全方位实时展示和分析空调系统运行状态。
29.可视化技术包括移动终端和显示屏。
30.工作原理：
31.智能化应用服务层：
32.利用可视化技术，全方位实时展示和分析空调系统运行状态，通过图表发现空调系统管理的成效、疏忽、遗漏及不足，辅助管理者调整以及上级决策。
33.实现大数据移动管理，支持移动端和触摸屏展示，方便在更多场所使用，也为管理者提供便捷。
34.云端孪生与算法模型层：运用aiot技术、数字孪生技术和控制技术等，对采集上来的数据，经云端节能计算模型不断训练优化使得控制策略动态进化，随着设备性能的变化适应性的纠偏优化策略，实时分析、预测、建立模型并迭代模型。使中央空调的整个寿命周期里始终工作在最高效最节能的状态。
35.aiot数据分析，aiot是人工智能和物联网的融合应用，两种技术通过融合获益。一方面，人工智能帮助物联网智慧化处理海量数据，提升其决策流程的智慧化程度，改善人机交互体验，帮助开发出高层次应用，提升物联网应用价值。另一方面，物联网通过万物互联，其无所不在的传感器和终端设备为人工智能提供了大量可分析的数据对象，使得人工智能研究落地。
36.数字孪生模型:数字孪生是物理实体或系统的虚拟表现形式。数字孪生不仅仅是图像、蓝图或原理图,而是在设计、构建和运维生命周期中不断更新的物理产品的动态模拟视图。数字孪生与其相应的物理对象并行存在,随着物理产品的发展和成熟而不断演变。
37.数字孪生对使用者来说是个强大的工具,因为它的背后是传感器数据,这些数据从数字孪生对应的物理对象收集而来,然后输送到物联网平台之中,而且还融入了人工智能,这是一种极大的丰富。物理对象的虚拟复制呈现在高度清晰的沉浸式显示屏上,而透过显示屏,使用者和业务专家可以直观了解物理对象的状态,在不中断生产的情况下与之进行实时互动。
38.信息加密传输层：数据在传输过程中始终处于加密状态。
39.设备层：即现场侧，包含传统的传感器、执行器以及plc等设备，中央空调智能控制系统的数据采集点位包括温度、压力、温湿度和电流等中央空调系统运行相关的主要数据类型进行全方位采集和监测。利用边缘网关将采集到的数据经加密后上传到云端。
40.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均
应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，其特征在于：包括设备层、信息加密传输层、云端孪生与算法模型层和智能化应用服务层，所述设备层通过边缘服务器传递到信息加密传输层，所述信息加密传输层用于将传输的信息的进行加密，所述信息加密传输层将信息加密传递到云端孪生与算法模型层，所述云端孪生与算法模型层将信息进行aiot数据分析和数字孪生模型分析传递给智能化应用服务层。2.根据权利要求1所述的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，其特征在于：所述设备层包括传感器、执行器和plc设备，用于采集温度、压力、温湿度和电流。3.根据权利要求1所述的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，其特征在于：所述aiot数据分析包括大数据分析、机器深度学习和智群理论，所述述aiot数据分析利用物联网处理数据。4.根据权利要求1所述的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，其特征在于：所述数字孪生模型包括物理模型、孪生模型和数字模型，所述数字孪生模型是物理实体或系统的虚拟表现形式。5.根据权利要求1所述的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，其特征在于：所述智能化应用服务层利用可视化技术，全方位实时展示和分析空调系统运行状态。6.根据权利要求5所述的一种基于aiot技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，其特征在于：所述可视化技术包括移动终端和显示屏。

技术总结
本实用新型涉及中央空调技术领域,公开了一种基于AIoT技术的中央空调全生命周期高能效控制系统，设备层通过边缘服务器传递到信息加密传输层，信息加密传输层用于将传输的信息的进行加密，信息加密传输层将信息加密传递到云端孪生与算法模型层，云端孪生与算法模型层将信息进行AIoT数据分析和数字孪生模型分析传递给智能化应用服务层。本实用新型过采集到的中央空调系统运行数据及能耗数据，进行大数据分析，建立空调系统相关设备的数字模型，通过人工智能算法对设备的运行台数及运行参数进行调节，预测未来负荷及设备的寿命实现中央空调的全生命周期高效运行，从而降低整个空调系统的能耗。系统的能耗。系统的能耗。


技术研发人员：谢笑笑 徐国平 郭敏 康通博
受保护的技术使用者：思连科技（北京）有限公司
技术研发日：2023.01.03
技术公布日：2023/8/5