[发明专利]应用于卷烟厂生产区域的温湿度传感器预警系统及方法

权利要求书

1.应用于卷烟厂生产区域的温湿度传感器预警系统，其特征在于：包括多个工艺空调控制区域，每个工艺空调控制区域内设有红外线热成像仪、深度相机、热成像相机和n个温湿度传感器，n个温湿度传感器分别安装在工艺空调控制区域所需进行温湿度监测的位置；各个温湿度传感器与计算机通讯连接，并将采集到的温度数据和湿度数据传输至计算机；所述红外线热成像仪器与计算机通信连接，红外线热成像仪器采集n个温湿度传感器装探头点处的热辐射数据，并将热辐射数据传输至计算机；所述深度相机与计算机通信连接，计算机根据深度相机采集的图像监测工艺空调控制区域内通道门的开启状态与阳光透过窗户照射的情况；所述热成像相机与计算机通信连接，计算机根据热成像相机采集的图像获得工艺空调控制区域内生产设备的发热量数据、以及动态的人和物的发热量数据；所述计算机根据温度数据、热辐射数据、通道门的开启状态、阳光透过窗户照射的情况、生产设备的发热量数据、以及动态的人和物的发热量数据判断对应的温湿度传感器的状态，若温湿度传感器的数据偏离预期的趋势变大，则向用户终端发送预警信息。

2.基于权利要求1所述的应用于卷烟厂生产区域的温湿度传感器预警系统的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、设立每个温湿度传感器历史数据数据库(T,H)，即温湿度传感器的实时温度数据；以各组工艺空调控制区域内的温湿度传感器数据为集合，以夜间停产后，环境温湿度达到动态稳定后的各个温湿度传感器的数据为例；

步骤2、建立温度数学模型，按偏差平方和最小的原则选取拟合曲线；对一个工艺空调控制区域内n个温湿度传感器的温度数据进行拟合的多项式为：

y＝a₀+a₁x+...+a_kx^k (1)

其中，y为T，x为H；各点到曲线的距离的平方和为：

对等式求a_i的偏导数得到：

对于等式进行化简并表示成矩阵的形式，得到以下的矩阵：

经过范德蒙得矩阵化简后可得到：

可求解得到满足偏差平方和最小的拟合曲线系数a₀,a₁,...,a_k，最终得到拟合曲线模型；

步骤3、计算拟合曲线模型与实际温度数据的误差ε，对于一个工艺空调控制区域内有n个温湿度传感器，采用n-i个温湿度传感器的温度数据，利用步骤2的温度数学模型进行推导，设k＝2，求出拟合曲线y＝f(x)，用于验证剩余的i个数据；在验证数据时，每个点到曲线的距离即为误差ε；

步骤4、预测误差概率分布，误差ε会形成一个概率分布，假设概率密度函数为p(ε_i)，联合概率为：

F(t)＝p(ε₁)p(ε₂)…p(ε_i)＝p(t-t₁)p(t-t₂)…p(t-t_i) (6)

根据极大似然估计的思想，联合概率越大的最应该出现，即当时，时取到最大值，再进行微分方程的求解，最终可得到：

步骤5、基于预测误差概率分布建立置信区间，根据期望设置三级不同范围的置信区间(P_t1,P_t2,P_t3)；在实时检测的过程中，根据温湿度传感器的温度数据代入拟合曲线后，与实际的期望产生的误差的大小落入不同的置信区间来判定温度传感器的健康状态，其中落入置信区P_t1为优秀，落入置信区P_t2为良好，落入置信区P_t3为合格；

步骤6、为每个机台建立数组，数组成员为机台所在区域的温湿度传感器，收集获取每台机组的运行状态作为输入；建立判定函数，所述判定函数根据机组是否运行，输出温湿度传感器数组，当机组运行时，对应的温湿度传感器赋1，反之赋0；若该机组对应的温湿度传感器赋1，则运行步骤1-5；若温湿度传感器赋0，则退出。