基于物联网的智能家居管理系统的制作方法

本发明涉及物联网，具体为基于物联网的智能家居管理系统。

背景技术：

1、在智能家居系统中，尽管已经广泛应用了物联网技术，但对于空调系统的精细化控制和能效优化仍存在一些挑战。现有系统往往仅基于用户设定的温度来控制空调运行，缺乏对室内外温度差异、墙体保温性能等因素的智能感知和调整机制，导致能源浪费和用户体验不佳。另一方面，一些系统虽然能够进行室内外温度的监测，但对于墙体保温性能的考虑较为有限，未能充分利用建筑结构的特点进行能效优化。同时，现有系统对于温度调节的启停频率控制不够智能，缺乏对气温流失率等因素的动态调整策略，无法在提高用户舒适度的同时最大程度地降低能源消耗。

2、因此，本专利提出一种基于物联网的智能家居管理系统。该系统通过实时获取室内外温度数据，计算气温流失率和墙体保温率，智能调整空调运行策略，实现更高效的能源利用和提升用户舒适度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于物联网的智能家居管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于物联网的智能家居管理系统，该系统的运行方法包括以下步骤：

3、步骤一：通过温度传感器获取室内外温度信息；

4、步骤二：通过获取的温度数据计算气温流失率和墙体保温率；

5、步骤三：通过气温流失率和墙体保温率调整空调制动策略；

6、步骤四：通过设置合理的温度波动范围，实现空调启停优化以及降低能源损耗。

7、根据上述技术方案，所述通过温度传感器获取室内外温度信息的步骤，包括：

8、在用户进行空调开机后的初始阶段，温度传感器通过微控制器获取室内温度，接着，wifi模块启动并连接到预设的网络，系统通过内部算法确保传感器与模块的同步工作，用户启动空调后，空调系统开始计时，在运行预定的一段时间后，再次触发温度传感器进行测量，此次测量结果作为运行后的室内温度，同时，系统通过wifi模块与外部温度数据库或传感器网络建立连接，获取当前的外部环境温度，以上数据都将上传至系统中存储分析，此外，系统定期通过比对系统内部的校准标准与外部可信任的温度数据源，对传感器和模块的性能进行检查和调整。

9、根据上述技术方案，所述通过获取的温度数据计算气温流失率和墙体保温率的步骤，包括：

10、通过实时的室内外温度数据，计算气温流失率；

11、使用系统预先设置的一组默认值计算墙体保温率。

12、根据上述技术方案，所述通过实时的室内外温度数据，计算气温流失率的步骤，包括：

13、系统使用实时的室内外温度数据计算气温流失率，采用以下公式：气温流其中，t室内表示室内的温度，t室外表示室外温度，运行时间则表示空调的运行时间。

14、根据上述技术方案，所述使用系统预先设置的一组默认值计算墙体保温率的步骤，包括：

15、系统使用计算得到的气温流失率数据，结合系统预先设置的一组默认值计算墙体保温率，该默认值包括墙体的导热系数k、墙体厚度d、墙体表面积a，这些默认值将在系统启动时加载，确保在用户未进行特定设置的情况下也能够进行准确的计算，针对墙体保温率的计算，系统采用热传导方程，并综合墙体材料的导热系数、墙体厚度和表面积，计算公式如下：在实际应用中，系统还将不断优化这些默认值。

16、根据上述技术方案，所述通过气温流失率和墙体保温率调整空调制动策略的步骤，包括：

17、系统首先综合考虑气温流失率和墙体保温率的信息，以此判定当前室内温度的稳定性，当流失率较低，且墙体保温率高时，表示室内温度相对稳定，系统会相应调整压缩机的运行频率、风扇速度或温度设定值，从而实现节约能源的目标，反之，当流失率较高，或者墙体保温率较低时，系统判断室内温度会在较短时间内迅速下降或上升，此时需要加大相应的制冷或制热功率，以更快地调整室内温度至用户期望的舒适范围。

18、根据上述技术方案，所述通过设置合理的温度波动范围，实现空调启停优化以及降低能源损耗的步骤，包括：

19、系统首先预设一个合理的温度波动范围，该范围根据用户舒适度标准、环境条件、能源利用效率以及流失率的水平因素进行动态调整，该范围设定了在正常情况下，室内温度允许波动的上下限，当室内温度流失率较低时，系统判断室内温度相对稳定，因此选择较小的波动范围，从而减小启停频率，只有室内温度在较小范围之外才会触发空调进行调整，反之，当流失率较高，系统会允许较大的波动范围，在这种情况下，系统会扩大预设的温度波动范围，使得即使有较大的温度波动，也不会频繁启停空调，然后，系统实时监测室内温度变化，仅当室内温度超出动态调整后的合理范围时，系统才触发空调进行调整，最后，系统采用空调功率逐渐调整的策略，在制冷模式下，逐步降低压缩机的频率或风扇的速度，在制热模式下，通过逐步增加加热元件的功率，使温度升高更为平稳。

20、根据上述技术方案，所述该系统包括：

21、温度获取模块，用于用户启动空调后，通过wifi模块和温度传感器获取实时的室内外温度信息；

22、温度计算模块，用于负责利用室内外温度数据计算气温流失率，并进一步通过热传导方程计算墙体的保温率，为智能控制提供精准的环境参数；

23、智能控制与启停优化模块，用于根据计算得到的气温流失率和墙体保温率信息，实现空调运行的智能调节。

24、根据上述技术方案，所述温度获取模块包括：

25、空调启动模块，用于在用户开启空调后，系统通过内置wifi模块连接至网络，并激活温度传感器进行测量；

26、实时监测和数据上传模块，用于系统在空调运行后的一段时间内，通过传感器实时测量当前房间的气温，并将室内外温度数据上传至系统中存储分析；

27、内外温度数据同步模块，用于系统定期通过比对系统内部的校准标准与外部可信任的温度数据源，对传感器和模块的性能进行检查和调整。

28、根据上述技术方案，所述温度计算模块包括：

29、气温流失率计算模块，用于利用得到的室内外温差和环境温度，系统计算气温流失率；

30、墙体保温率计算模块，用于利用计算得到的气温流失率数据，结合系统预先设置的默认值，采用热传导方程计算墙体的保温率；

31、动态调整默认值模块，用于系统不断优化默认值，适应不同环境和用户习惯的变化，以保证计算出的气温流失率和墙体保温率更加精准。

32、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，首先，系统通过内嵌wifi模块与温度传感器协同工作，获取室内外温度信息，并通过实时测量和连接外部温度数据库确保准确性，随后，利用得到的温度数据计算气温流失率和墙体保温率，采用热传导方程综合考虑墙体材料、厚度和表面积，接着，根据气温流失率和墙体保温率信息调整空调运行控制策略，实现节能目标，最后，通过设置合理的温度波动范围，优化空调的启停策略，避免频繁启停，平衡了能耗和用户舒适度，本方法，提高了能源利用效率，满足了用户对温度变化的需求。