[发明专利]家庭和大楼自动化系统

说明书

本发明涉及到一种借助于软件和用来监测人的传感器优化控制家庭和大楼自动化系统的方法，在自动化系统中为实现节能和改善舒适性，根据需要来触发设备或是编组设备的操作机构。本发明还涉及到一种用来执行这种程序及其应用的自动化系统。

为了改善居住的舒适性，目前已经有人提出和实现了多种形式的家庭和大楼自动化系统。政府的政策和不断提高的环境保护意识都要求通过减少能源消耗来保护地球资源。

早在80年代初期，空气调节系统的冷却和加热功率会受到单个房间内舒适性要求的影响，并且用现场的传感器来控制能量控制系统中的能量，例如美国专利US4407447中所述。按照该专利的说明书所述，如果有关的现场传感器检测到房间中有一个人并且提供了报告，就通过提供相应的暖气或是冷气把温度从没有控制的室温调节到预定的额定温度。如果人离开了房间，就停止供气，这样就能从整体上减少能量的消耗。这种系统是直接响应现场至少有一个人的要求而工作的，但是它的缺点在于系统的舒适性具有固有的惯性。例如，不能充分地甚至完全不能适应被加热或是冷却的房间的热惯性。

US4567557提出了另一种改进的所谓智能化的大楼自动化系统。它是一个具有许多输入侧传感器的核心结构系统，用传感器向中央处理器发送自身的信息或是控制指令，并且用输出侧的操作机构从处理器接收控制指令。该系统中的决定因素首先是核心方案，所有信息都必须到达中央处理器，其次是决定方案，要把所有可能的情况及其组合用一种“行为模式”进行编程和存储，以供后续取用。

在后来的几年中，系统已经发展到了所谓的“全家式系统”。这其中包括通过安装的电源网络来控制灯和控制对象，该系统可以使用现有的内部结构，不需要明显改变结构。该系统包括一个中央单元和诸如开关，调光器和闸门控制器等等各种接收单元。如上所述，用现有的带插座的230V网络线当作信号线。这样就能在大楼中储存和重复使用满足不同程序要求的复杂控制顺序。

一种决定方案被认为是全能的系统，它的程序顺序是在时间控制的基础上按照传感器的要求或是人工干预来触发的。这些被称为模式程序的系统仅仅适用于特定的场所，并且具有时间上的限制。

应用户的要求作出改变需要重新编制系统的程序，这样做超出了用户的能力，或者是有可能惊吓通常是非专业人员的用户。例如，如果要把儿童卧室的用途改变成储藏室，从道理上来说就要产生不同的条件。已知的系统要做到这一点是有困难的，或者是不能令人满意，或者是完全不能响应环境的自发变化和/或用户的习惯。例如，由具备专业知识的家庭成员来进行家庭管理的家庭自动化系统被编程为在白天降低温度。如果有一个家庭成员因为生病而留在家里，系统就会作出错误的响应。此时需要有人工干预。恢复到正常模式，但是又常常会忘记。

CH,A683473公开了一种用电子电路延迟关灯的方法，采用被动式红外线传感器作为活动传感器。在其中可以输入时间延迟的规定输出值，或者是存储学习的值。这种值可以自动地修改，并且能连续响应被动式红外线传感器范围内的活动强度，活动强度的任何变化都会连续地设定新的时间延迟。因此，一个具体的问题就是不能唯一地确定关灯的最佳延迟时间，使智能化的延迟关灯动作符合用户的习惯。

EP,A0631219提出了一种方法，用于很少使用但是有一定规律的单个起居室和工作室的温度控制和调节。在其中认为生活习惯是不变的，可以提供最佳的舒适感和最大程度的节能。用于以后几天的设定值是按照一种模糊算法根据房间内需要设定的规律来修改的，它是由现场传感器检测到的当前时间的函数。这种方法不能检测出偶然出现的停留规律。

在US,A5088645中提出了一种涉及到单个房间但是没有整体策略的最大相似性自动温度控制和调节系统。该算法未对独立的确定性和偶然的动作作区分。中断因素是由系统汇总的。

本发明的任务是要提供一种前言中所述的方法和装置，把家庭和大楼自动化系统中的程序控制智能化和决定性部件减少到最低程度，可以自动地适应大楼内人员的至少一部分偶然动作，因而即节省了能量又能改善舒适性。

本发明的方法采用了软件的自适应自我学习算法来解决上述任务，利用来自现场和活动监测传感器的信号进行控制，连续地存储有关的房间和若干房间内至少一个人的习惯和偶然的动作，结合着可修改的确定性算法来修改和触发操作机构，将涉及房间的优化算法和外部参数组合在一个算法中，用来优化整体的自动化系统，并且根据反馈来修改单个房间的算法。在从属权利要求中提出了该方法中进一步和具体设计结构。

本发明最重要的特征在于采用现场和活动控制的控制环执行现场和活动监测，采用神经网络和自己的计算机检测和计算出有规律(规则)的和随机(偶然)的动作。