一種空調設備的節能控制系統及控制方法、空調系統與流程

本發明涉及空調技術領域，具體涉及一種空調設備的節能控制系統及控制方法。本發明還涉及一種空調系統。

背景技術：

空調通常使用在相對封閉的空間中，以便為該封閉的空間提供舒適的環境。如果空調所在的空間不封閉，例如與其它的空間連通，則會導致空調的負荷明顯增大，進而導致空調的能源消耗明顯增大。人們在使用空調時經常會忘記關閉門窗，使得空調所在的房間與其它空間通過門窗連通，而空調又不能識別門窗的開關狀態，繼續運行必然會造成巨大的能源浪費。

為了檢測空調房間的門窗開關狀態，現有技術中的檢測方法主要包括：紅外探測器檢測，通過紅外線發射和接收裝置以及信號放大處理裝置來檢測門窗開關狀態；超聲波測距檢測，通過對超聲波的發射和反射來測量距離，從而判斷門的開關狀態。然而，這些檢測方法都存在一些明顯的弊端，如：①需額外增加硬件設施和電路，增加了空調的整體成本。②安裝難度大，需要在有空調的房間的每個門窗都安裝相應的裝置，門窗較多時不僅安裝費時，而且浪費資源。③無論是紅外線還是超聲波，當在發射裝置和接收裝置之間有異物遮擋時，都會出現錯誤的反饋，這必然會給用戶帶來不好的用戶體驗。④長期使用超聲波測距有可能不利于人體健康。

因此，有必要針對門窗的開關狀態開發空調設備的新的節能控制系統和方法。

技術實現要素：

基于上述現狀，本發明的主要目的在于提供一種空調設備的節能控制系統及控制方法，其能夠更方便、準確地判斷出門窗的開關狀態，并且實現成本低。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種空調設備的節能控制系統，所述空調設備安裝于第一空間中；所述節能控制系統包括：無線信號發送裝置、無線信號接收裝置、和控制裝置；其中，所述無線信號發送裝置和所述無線信號接收裝置中的一個設置于第一空間中，另一個設置于第二空間中，所述第二空間與所述第一空間之間設置有門窗；所述無線信號接收裝置用于與所述無線信號發送裝置通訊；所述控制裝置與所述無線信號接收裝置、所述空調設備相連，用于讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值，并根據讀取的RSSI值判斷所述門窗的開關狀態，以控制所述空調設備的運行。

優選地，所述無線信號發送裝置為WI-FI路由器，所述無線信號接收裝置包括WI-FI模塊。

優選地，所述無線信號接收裝置內置于所述空調設備中，或者，所述無線信號接收裝置設置于移動終端或者帶無線通訊功能的電腦中；和/或，

所述控制裝置內置于所述空調設備中，或者，所述控制裝置設置于移動終端或者帶無線通訊功能的電腦中。

一種如前面所述的節能控制系統的控制方法，包括步驟：

S10、在空調設備開機的狀態下，所述控制裝置讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值；

S20、所述控制裝置將讀取到的RSSI值與預設值進行比較，以判斷門窗是否處于關閉狀態；

S30、在判斷為門窗處于關閉狀態時，所述控制裝置控制所述空調設備正常運行。

優選地，步驟S20中，如果判斷為門窗處于打開狀態，則執行步驟：

S40、所述控制裝置控制向用戶發出警告信息、或者控制空調設備降低功率運行、或者控制空調設備關機。

優選地，步驟S40中，由空調設備本身發出所述警告信息，或者，由所述控制裝置本身發出所述警告信息，或者，所述控制裝置通過所述無線信號發送裝置發出所述警告信息。

優選地，步驟S40中，若所述控制裝置控制向用戶發出警告信息或者控制空調設備降低功率運行，那么在預定的時間之后，執行步驟：

S60、所述控制裝置再次讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值；

S70、所述控制裝置將再次讀取到的RSSI值與預設值進行比較，以再次判斷門窗是否處于關閉狀態；

S80、在判斷為門窗處于關閉狀態時，所述控制裝置控制所述空調設備正常運行；否則，在判斷為門窗處于打開狀態時，控制所述空調設備關機。

優選地，所述預設值包括第一下限值和第一上限值，當實際讀取到的RSSI值介于第一下限值和第一上限值的范圍內時，判斷為門窗處于打開狀態；

和/或，所述預設值包括第二下限值和第二上限值，當實際讀取到的RSSI值介于第二下限值和第二上限值的范圍內時，判斷為門窗處于關閉狀態。

優選地，在步驟S10之前，還包括步驟：

S00、在門窗打開和/或關閉的情況下，多次讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值，并將其中的最小值和最大值預置為第一下限值和第一上限值和/或第二下限值和第二上限值。

優選地，所述預設值為單一數值，當實際讀取到的RSSI值大于所述單一數值時，判斷為門窗處于打開狀態；當實際讀取到的RSSI值小于所述單一數值時，判斷為門窗處于關閉狀態。

本發明的另一目的在于提供一種空調系統，技術方案如下：

一種空調系統，其包括空調設備和根據前面所述的節能控制系統。

本發明的空調設備的節能控制系統通過檢測無線信號接收裝置的RSSI值，即可判斷出空調設備所處的空間與另一空間之間的門窗的開關狀態，于是便可以在門窗打開的情況下采取相應的控制措施，從而可避免空調設備長時間高負荷運轉，達到節能的目的。

特別地，由于WI-FI網絡在家庭、辦公等場合已大量普及，而空調設備中也較為普遍地配置有WI-FI模塊，因此，本發明的節能控制系統的優選方案可以在幾乎不增加硬件成本的前提下，實現對門窗開關狀態的準確檢測，達到節能的目的。

附圖說明

以下將參照附圖對根據本發明的一種空調設備的節能控制系統及控制方法的優選實施方式進行描述。圖中：

圖1為根據本發明的一種空調設備的節能控制系統的優選實施方式的系統簡圖；

圖2為根據本發明的一種空調設備的節能控制系統的控制方法的優選實施方式的流程圖。

具體實施方式

隨著WI-FI等無線網絡的普及和發展，目前大部分空調都已安裝有WI-FI模塊等無線通訊模塊，并且，大部分空調的WI-FI模塊等只是用于通訊以及基本的數據轉換，沒有充分利用WI-FI等的自身功能。對于無線網絡而言，其接收端的RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信號強度指示)是用來判定鏈接質量的重要指標，然而，現有技術中的空調基本都沒有有效利用這個指標。

為了解決門窗開啟狀態下空調設備的連續高負荷運轉所帶來的能源浪費問題，本發明意識到，可以利用空調端的WI-FI模塊的RSSI值分析出有空調的房間的門窗開關情況，進而可根據WI-FI模塊的RSSI值來自動控制空調的溫度及模式，從而達到節能的目的。更一般地，當空調設備端配置有其他種類的無線通訊模塊時，例如ZigBee通訊模塊、BLE通訊模塊等，同樣可以利用該無線通訊模塊的RSSI值進行相同任務的分析。

具體地，如圖1所示，本發明首先提供了一種空調設備的節能控制系統，所述空調設備110安裝于第一空間100(例如房間A)中；所述節能控制系統包括：無線信號發送裝置210，無線信號接收裝置120，以及控制裝置130。其中，所述無線信號發送裝置210和所述無線信號接收裝置120中的一個設置于第一空間100中，另一個設置于第二空間200中(例如房間B)，所述第二空間200與所述第一空間100之間設置有門窗300。

例如，在圖示的優選實施方式中，無線信號發送裝置210設置于第二空間200中，所述第二空間200與所述第一空間100之間設置有門窗300。例如如圖1所示，第二空間200與所述第一空間100之間設置有共用的墻壁400，墻壁400上設置有門窗300以用于連通或隔斷第二空間200與所述第一空間100；替代地，第二空間200與所述第一空間100之間也可以設置有通道，并在該通道中設置門窗。

對應地，無線信號接收裝置120設置于所述第一空間100中。所述無線信號接收裝置120用于與所述無線信號發送裝置210通訊。需要說明的是，無線信號接收裝置120并不意味著僅具有接收功能的無線通訊裝置，而是只要具有無線信號接收功能即可，當然也可以具有無線信號發送功能，至于是否具備無線信號發送功能對于本發明的實現沒有影響。

控制裝置130與所述無線信號接收裝置120、所述空調設備110相連，用于讀取所述無線信號接收裝置120的RSSI值，并根據讀取的RSSI值判斷所述門窗300的開關狀態，以控制所述空調設備110的運行。

另外需要說明的是，本發明中，門窗300可以是門，也可以是窗，還可以同時包括門和窗。

容易理解的是，門窗300無論是門還是窗，或者是二者都有，在其處于打開和關閉的不同狀態下，無線信號發送裝置210所發送至第一空間100內的信號的強度會有所不同，因此，位于第一空間100內的無線信號接收裝置120的RSSI值也就有所不同，于是，只要檢測出RSSI值的不同，就能夠判斷出門窗300到底處于何種狀態。

本發明的節能控制系統通過檢測無線信號接收裝置的RSSI值，即可判斷出空調設備所處的空間與另一空間(例如，當無線信號接收裝置與空調設備同處于一個空間時，另一空間即為無線信號發送裝置所處的空間，反之亦然)之間的門窗的開關狀態，于是便可以在門窗打開的情況下采取相應的控制措施，從而可避免空調設備長時間高負荷運轉，達到節能的目的。

同時，本發明的節能控制系統還具有檢測準確和易于實現的優點。由于RSSI值可以從傳感器節點自身直接得到，無需增加測量工具，這杜絕了測量誤差，而且不存在異物遮擋的干擾，使得檢測結果更加精確、可靠；而基于RSSI的門窗狀態檢測以及基于門窗狀態控制空調設備無需增加硬件結構，只需要在軟件的控制方面做相應的處理，便可以快捷地完成相關檢測和技術實現，降低了空調的制造成本和維護成本。

另外，由于本發明的節能控制系統采用的是無線傳輸技術，減少了人體的接觸，從而降低或消除了對人體可能的傷害，如現有技術中采用超聲波測距所帶來的可能的傷害。

優選地，所述無線信號發送裝置210可以為WI-FI路由器，對應地，所述無線信號接收裝置120包括WI-FI模塊。

由于WI-FI網絡在家庭、辦公等場合已大量普及，而空調設備中也較為普遍地配置有WI-FI模塊，因此，本發明的節能控制系統可以在幾乎不增加硬件成本的前提下，實現對門窗開關狀態的準確檢測，達到節能的目的。即使空調設備中未配置有WI-FI模塊，但由于具有WI-FI模塊的移動終端(如手機、平板電腦等)和電腦設備已大量普及，使得本發明的節能控制系統仍然可以低成本地實現。

優選地，本發明的節能控制系統中，所述無線信號接收裝置120可以內置于所述空調設備110中，也即，空調設備110自帶無線信號接收裝置，如WI-FI模塊。

替代地，所述無線信號接收裝置120也可以與空調設備110相對獨立，例如可以是設置于移動終端(如手機、平板電腦等)中，或者是設置于帶無線通訊功能的電腦(如筆記本電腦或臺式電腦等)中。

類似地，本發明的節能控制系統中，所述控制裝置130可以內置于所述空調設備110中，例如可由空調控制器來充當。

替代地，所述控制裝置130也可以與空調設備110相對獨立，例如可以是設置于移動終端(如手機、平板電腦等)中，或者是設置于帶無線通訊功能的電腦(如筆記本電腦或臺式電腦等)中，其優選通過無線連接的方式與空調設備110相連。

以下詳細說明本發明的空調設備的節能控制系統的控制方法，如圖2所示，該控制方法包括步驟：

S10、在空調設備開機的狀態下，所述控制裝置讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值；

S20、所述控制裝置將讀取到的RSSI值與預設值進行比較，以判斷門窗是否處于關閉狀態；其中，所述預設值例如可事先存儲在控制裝置的主控芯片中；

S30、在判斷為門窗處于關閉狀態時，所述控制裝置控制所述空調設備正常運行，例如按照原先設定的模式運行即可。

也即，本發明的控制方法通過讀取無線信號接收裝置的RSSI值便可以判斷出門窗的狀態，并且只有在確定門窗處于關閉狀態時，才允許空調設備按照原先設定的模式運行，因此可以達到節能的目的。

優選地，步驟S20中，如果判斷為門窗處于打開狀態，則執行步驟：

S40、所述控制裝置向用戶發出警告信息，例如提醒用戶關閉門窗；或者，控制空調設備降低功率運行；或者控制空調設備關機。

可選地，還可以在發出警告信息的同時或隨后控制空調設備降低功率運行。

也即，如果經過判斷后，控制裝置確定門窗處于打開狀態，則優先提醒用戶關閉門窗，以避免能源浪費，或者還可以同時使可空調設備降低功率運行，當然也可以直接關閉空調設備，以便在用戶關閉門窗后再手動調回原先的狀態或手動開啟空調設備。

其中，步驟S40中，警告信息可以是聲音信號，如蜂鳴音、警報音等；也可以是光信號，如指示燈閃爍等；還可以是文字顯示或語音播報等。

優選地，步驟S40中，可以由空調設備本身發出所述警告信息，例如，可以直接利用空調設備上配置的蜂鳴器、警報器等，或者利用空調設備上的指示燈、顯示屏、或揚聲器等。

或者，步驟S40中，還可以由所述控制裝置本身發出所述警告信息，例如，當控制裝置為與空調設備相對獨立的移動終端或電腦時，該移動終端或電腦可以方便地發出相應的警告信息，包括但不限于文字信息或語音信息等。

又或者，步驟S40中，還可以由所述控制裝置通過所述無線信號發送裝置發出所述警告信息，例如，控制裝置可以通過WI-FI路由器連接互聯網，從而向用戶的手機、電腦等發出相應的警告信息。

在發出相應的警告信息后，控制裝置優選可以等待用戶關閉門窗，暫時不改變空調設備的運行模式，除非用戶沒有及時關閉門窗。

為此，優選地，在步驟S40中，若所述控制裝置向用戶發出警告信息或者控制空調設備降低功率運行，那么在預定的時間之后，可進一步執行步驟：

S60、所述控制裝置再次讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值；

S70、所述控制裝置將再次讀取到的RSSI值與預設值進行比較，以再次判斷門窗是否處于關閉狀態；

S80、在判斷為門窗處于關閉狀態時，所述控制裝置控制所述空調設備正常運行；否則，在判斷為門窗處于打開狀態時，控制所述空調設備關機。

也即，控制裝置在等待預定的時間(例如3～10min)后，可再次讀取RSSI值以判斷門窗狀態，如果確定門窗已關閉，則控制空調設備正常運行，否則，如果門窗仍未關閉，則很有可能房間無人，或者用戶未收到警告信息，繼續等待的話則明顯造成能源浪費，因此可強行關閉空調設備。

本發明的控制方法中，用于與讀取的RSSI值進行比較的預設值可以采用多種不同的形式。

作為一種優選實施方式，所述預設值可以包括第一下限值和第一上限值，當實際讀取到的RSSI值介于第一下限值和第一上限值的范圍內時，判斷為門窗處于打開狀態；也即，第一下限值和第一上限值可分別對應于門窗打開狀態下無線信號接收裝置的RSSI值的可能的下限值和上限值。

和/或，所述預設值可以包括第二下限值和第二上限值，當實際讀取到的RSSI值介于第二下限值和第二上限值的范圍內時，判斷為門窗處于關閉狀態；也即，第二下限值和第二上限值可分別對應于門窗關閉狀態下無線信號接收裝置的RSSI值的可能的下限值和上限值。

通過設置相應的上限值和下限值作為預設值，能夠保證檢測結果精確，避免出現誤判斷。

例如，上述各上限值和下限值可以通過實驗方式確定，例如在空調設備和相應的無線信號接收裝置、無線信號發送裝置完成布置后進行測定并存儲。

為此，優選地，本發明的控制方法中，在步驟S10之前，還可以包括步驟：

S00、在門窗打開和/或關閉的情況下，多次讀取所述無線信號接收裝置的RSSI值，并將其中的最小值和最大值預置為第一下限值和第一上限值和/或第二下限值和第二上限值。

例如，可以在門窗打開的情況下，多次讀取無線信號接收裝置的RSSI值，取其中的最大值作為門窗打開狀態下的上限值，即第一上限值，取其中的最小值作為門窗打開狀態下的下限值，即第一下限值，并將此二值寫入主控芯片中。

同樣，可以在門窗關閉的情況下，多次讀取無線信號接收裝置的RSSI值，取其中的最大值作為門窗關閉狀態下的上限值，即第二上限值，取其中的最小值作為門窗關閉狀態下的下限值，即第二下限值，并將此二值寫入主控芯片中。

作為另一種優選實施方式，所述預設值可以為單一數值，當實際讀取到的RSSI值大于所述單一數值時，即判斷為門窗處于打開狀態；當實際讀取到的RSSI值小于所述單一數值時，即判斷為門窗處于關閉狀態。

該單一數值同樣可以在房間布置完成后通過實驗進行確定，例如可以是介于前述第二上限值和第一下限值之間的值。

由于本發明的控制方法主要關心的是對門窗的打開狀態進行準確檢測，因此，所述單一數值例如可以采用前述的第一下限值。也即，只要實際讀取的RSSI值大于該第一下限值，即可認為門窗處于打開狀態，進而可采取相應的節能控制措施；而如果實際讀取的RSSI值小于該第一下限值，則可認為門窗處于關閉狀態，無需對空調設備的運行進行干預。

在所述預設值預置完成后，在空調設備隨后的使用過程中，只要房間的布局不變(主要是指無線信號發送裝置和無線信號接收裝置的位置不變)，就可以一直按照前述的控制流程對空調設備進行節能控制，從而達到最大程度的節能降耗的目的。

例如，在實際工作過程中，假設第一空間100的門和窗在同側，并且無線信號發送裝置在第二空間200內，第一空間100內安裝有空調設備和無線信號接收裝置(如可以是帶WI-FI模塊的空調設備)。第一空間100與第二空間200由門窗和墻阻隔，墻是固定不動的，只有門窗能夠打開和關閉。此時，可以在第一空間100的無線信號接收裝置上讀出RSSI值，而在門窗的不同開關情況下讀取的相應的RSSI值也會有所不同。

當門和窗都關閉時，通過無線信號接收裝置讀取此時的RSSI值，基于準確性可以多次讀取，找到該情況下的最大值和最小值，便可以據此確定門窗均關閉的情況下的RSSI范圍。

由于門和窗的面積有差異，當門打開、窗關閉，窗打開、門關閉，以及門和窗全部打開時，RSSI值的變化程度會有所不同，但是依據空調設備的節能要求，門和窗全都打開以及門和窗只有其中一個打開均應視為門窗打開的情況。針對以上三種情況，均可以通過無線信號接收裝置讀取相應的RSSI值，并且多次測量找到以上各種情況下的最大值和最小值，從而最終計算出在門窗打開的情況下的RSSI的范圍。

在之后的工作過程中，如果房間布局發生比較大的變動(如無線信號接收裝置的位置，無線信號發送裝置的位置有比較大的變動，或是門窗結構發生比較大的變動)，則需要重新測量在以上各種情況下的RSSI值的最大值和最小值，并且將相應的最大值和最小值重新寫入主控芯片中存儲，然后以新確定的RSSI范圍并依據圖2的流程來控制空調設備的運行即可。

本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優選方案可以自由地組合、疊加。

應當理解，上述的實施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本發明的基本原理的情況下，本領域的技術人員可以針對上述細節做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本發明的權利要求范圍內。