[发明专利]室内热舒适性检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境评价技术领域，尤其涉及一种控制人体热舒适性的舒适度检测系统。

背景技术

热舒适性指人们对热环境的主观感觉，通常用预计平均热感觉指数（Predicted Mean Vote PMV）和预计不满意者百分数（Predicted Percentage of Dissatisfied PPD）来评价。影响热舒适性的主要因素有空气温度、空气相对湿度、平均辐射温度、相对空气流速、人体活动的代谢率与服装热阻。PMV代表了同一环境下绝大多数人的冷暖感觉，分为7个等级PMV=-3～3，所对应的热感觉分为冷、凉、较凉、适中、较温暖、温暖、热。目前ISO7730标准采用PMV-PPD指标评价热环境推荐值在-0.5～+0.5之间，我国国家标准推荐值在-1.0～+1.0，即人群中允许有20%的人感到不满意。

但是，现有热舒适性的检测技术存在着可移动性不强、传感器精确度不高、环境参数考虑不周等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种实用化的热舒适评价系统，本发明采用高精度传感器，结合以无线通讯模块，可以使采集终端更方便的将信号传输至上位机，以做出科学的评价，而且无线通讯使得检测系统方便移动，本发明上位机软件无需安装绿色软件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为室内热舒适性检测系统，该系统利用高精度传感器采集空气流速、空气温度、空气湿度及平均辐射温度，结合选择合适代谢率及服装热阻值综合考虑多种环境参数进行室内热舒适性评价。

该系统包括信息采集模块、信息核心模块、通讯模块、信息处理模块、信息分析软件；其中，信息采集模块为各高精度传感器；

所述信息核心模块为单片机芯片，所采用的C8051F020芯片速度快、自带AD功能，稳定性好，且扩展功能强；所述信息处理模块及信息分析软件界面清晰、可操作性强，反应及时，可生成EXCEL文件，数据易存储；

所述通讯模块选用的CC2530是TI公司推出的最新一代ZigBee处理器，集合了一个高性能的RF收发器与一个工业标准增强性8051MCU，提供101dB的链路质量，具有优秀的接收器灵敏度和良好的抗干扰性，且具有功耗低的优点；

所述信息采集模块与信息核心模块通过功率线、信号线连接；所述信息核心模块和通讯模块、通讯模块和信息处理模块通过串口连接；

所述高精度传感器采用意大利德尔特HD103T高精度微风速传感器测空气流速，采用24VDC供电，风速量程0-5m/s，精度±0.04m/s，输出0-5V，可直接送至单片机的ADC口采集。

采用高性能维萨拉HMP110温湿度传感器对室内温度与相对湿度进行采集；传感器信号，湿度0-2.5V(0-100%RH)，温度0-2.5V(-40-+80℃)可直接连接至单片机ADC输入端口进行采集。

平均辐射温度TR指环境四周表面对人体辐射作用的平均温度，其数值可由各表面温度及人与表面位置关系的角系数确定或用黑球温度计测得。其表达式为

式中，—平均辐射温度,℃;

t_a—空气温度,℃;

t_g—黑球温度,℃;；

C8051F020芯片作为数据采集终端的核心处理器，其内置的8路12位ADC通道可满足系统要求，接收来自风速、温湿度、黑球温度三组传感器采集的四路信号，并进行PMV值计算。

无线通讯设备包括CC2530、串口转换电路；所述串口转换电路选用SP3232芯片完成RS-232串口数据的电平转换；通过CC2530无线传输数据至协调器。

热舒适性检测系统所需检测的四种环境参数由信号调理电路调整为0-2.5V的模拟电压量，用C8051F020内置的12位ADC通道采集便可。

测量端C8051F020负责采集四种环境参数并发送给协调器，并通过串口将数据上传至PC上位机。所述协调器与PC上位机之间以TI的Z-Stack协议栈为基础进行实现。基于C8051F020为核心设计数据采集终端。

利用串口上传至PC上位机，通过上位机中建立的PMV-PPD模型对室内热环境做出科学的评价。

数据的处理和计算是在上位机中进行的，上位机程序是采用MFC技术实现的，工作是靠定时器驱动的，为了提高定时的精度，程序中使用了多媒体定时器，其工作流程为信息获取并处理、计算、显示。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、信号采集精度高，速度快，扩展功能强。