本發(fā)明屬于智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及校園智能用電設(shè)備的控制方法。

背景技術(shù)：

目前，綠色校園建設(shè)是建筑節(jié)能減排的重要方面。校園建筑用電設(shè)備主要包括空調(diào)、照明、插座等。傳統(tǒng)的通過校園設(shè)備控制達(dá)到節(jié)能的方式存在諸多缺點(diǎn)。首先，操作不便。辦公建筑中存在大量不同類型的設(shè)備，包括空調(diào)、照明、插座等，僅僅通過人工干預(yù)的方式控制設(shè)備會花費(fèi)大量時間。其次，用戶體驗(yàn)差?？照{(diào)設(shè)備包含高風(fēng)、中風(fēng)、低風(fēng)、溫度等屬性，對每個屬性的設(shè)置都要讓用戶去點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，并且每次只能操控一臺空調(diào)，而當(dāng)校園建筑配備的空調(diào)設(shè)備較多時，對用戶來說工作量非常巨大， 由于操作不便，使設(shè)備控制人員的對控制空調(diào)的體驗(yàn)變差，從而不愿意不輕易改變設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致設(shè)備不能隨著外部環(huán)境的變化而設(shè)置到合理的狀態(tài)，從而也給使用空調(diào)的學(xué)生和老師帶來較差體驗(yàn)。再次，節(jié)能效果差。設(shè)備不能根據(jù)環(huán)境變化及時調(diào)整自身狀態(tài)，造成用電浪費(fèi)，比如，當(dāng)室內(nèi)溫度已經(jīng)達(dá)到舒適范圍，不需要空調(diào)運(yùn)行，但由于空調(diào)沒能及時關(guān)閉從而造成嚴(yán)重的耗電情況。第四，設(shè)備控制不夠靈活，用戶對設(shè)備的控制要求是隨著時間變化而變化的，當(dāng)外界環(huán)境變化時，需要重新規(guī)劃對設(shè)備的控制策略，不能隨著外界條件的變化及時調(diào)整對設(shè)備的控制策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服傳統(tǒng)校園設(shè)備控制存在的浪費(fèi)用電及控制不方便等不足，本發(fā)明提供一種基于能耗策略的智能設(shè)備控制方案，該方案不僅能使用電設(shè)備根據(jù)外界環(huán)境的變化及時調(diào)整自身屬性值，達(dá)到節(jié)能目的，而且能方便用戶對校園設(shè)備進(jìn)行批量控制，有效提高管理人員的工作效率。

本發(fā)明提供的基于能耗策略的智能設(shè)備控制方法，具體步驟包括：利用面向?qū)ο蟊硎痉绞奖硎居绊懺O(shè)備控制的策略知識；在策略知識對象表示的基礎(chǔ)上確定定時策略、環(huán)境策略、場景模式策略三種對設(shè)備的控制策略；由一個系統(tǒng)用戶輸入界面用于策略知識的更新。其中：

1、利用面向?qū)ο蟊硎痉绞奖硎居绊懺O(shè)備控制的策略知識。

面向?qū)ο蟊硎镜闹R對象包括兩個方面：基礎(chǔ)知識和策略知識?；A(chǔ)知識是知識庫的基本方面，包括設(shè)備屬性、類型以及與設(shè)備相關(guān)的其它信息；策略知識存放設(shè)備智能控制的相關(guān)策略、規(guī)則，其依賴基礎(chǔ)知識而存在。

針對校園節(jié)能環(huán)境下的設(shè)備控制場景，本發(fā)明采用面向?qū)ο蟊硎痉ǎ∣bject-Oriented Knowledge Representation，即OOKR）表示影響設(shè)備控制的策略知識。面向?qū)ο笏枷胧菍θ祟愓J(rèn)知世界能力的一種高度抽象，更加符合人類的思維習(xí)慣，對知識的表示和處理更加符合人們的認(rèn)知習(xí)慣。事實(shí)上，面向?qū)ο笾R表示法融合了產(chǎn)生式、面向框架、過程等知識表示方法，是一種綜合的知識表示結(jié)構(gòu)。其表示結(jié)構(gòu)如下：

Class（類）〈Name（名稱）〉 extends（繼承） 〈BaseClass（基類） 〉{

Attribute（屬性）：

〈擁有知識〉

Method（方法）：

〈知識處理〉

Restraint（條件）：

〈限制條件〉

}

傳統(tǒng)的對象表示法把規(guī)則作為知識對象的屬性封裝到一個對象中，導(dǎo)致規(guī)則固化，當(dāng)需要更改規(guī)則的時候必須更改對象結(jié)構(gòu)，在控制推理過程中缺乏靈活性。在本發(fā)明采用的知識對象表示中，規(guī)則也可以被對象化，規(guī)則與一般知識對象的關(guān)系由對象內(nèi)部的關(guān)系轉(zhuǎn)化為對象之間的關(guān)系，這種結(jié)合方式不僅將規(guī)則對象和知識對象區(qū)分對待，相對獨(dú)立，易于擴(kuò)展和維護(hù)，提高系統(tǒng)靈活性，而且可以利用代碼復(fù)用，降低冗余度。對象化的規(guī)則可由一個三元組表示〈N，P，Q，C〉。其中

N：表示規(guī)則的名稱；

P：表示規(guī)則的前件集合，一般由對象的屬性和方法組成；

Q：表示規(guī)則的結(jié)果集，一般由對象的方法組成；

C：規(guī)則執(zhí)行條件，表示在什么條件下觸發(fā)規(guī)則執(zhí)行；

規(guī)則的這種表示方法，不僅包含對象化特點(diǎn)，而且也有過程化的特點(diǎn)。前件和結(jié)果集出現(xiàn)了對象，對象方法的執(zhí)行本身具備過程性的特點(diǎn)，并且方法的執(zhí)行和具體對象相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)則的過程化和對象化的結(jié)合。

2、在策略知識對象表示的基礎(chǔ)上提出定時策略、環(huán)境策略、場景模式策略三種對設(shè)備的控制策略。

定時策略使符合策略的設(shè)備在某一時刻共同進(jìn)入同一狀態(tài)；環(huán)境策略使設(shè)備感知外部環(huán)境的變化，當(dāng)環(huán)境變化達(dá)到預(yù)先設(shè)置的值時觸發(fā)智能設(shè)備進(jìn)入預(yù)先設(shè)置的執(zhí)行狀態(tài)；場景模式策略實(shí)現(xiàn)設(shè)備在不同場景模式下的不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。

針對定時策略和環(huán)境策略，系統(tǒng)首先獲取主策略對象（Strategy）（主策略對象用于定義主控設(shè)備和傳感器之間的關(guān)系）的信息，根據(jù)是否有關(guān)聯(lián)設(shè)備判斷此對象對應(yīng)的策略是否為定時策略。若是定時策略，觸發(fā)定時對象執(zhí)行策略，定時對象根據(jù)策略屬性，在策略預(yù)先設(shè)置的時刻使設(shè)備執(zhí)行相關(guān)指令，從而使設(shè)備達(dá)到預(yù)先設(shè)置的屬性值，定時策略通過Quartz（一種在某時間范圍內(nèi)用于調(diào)度任務(wù)的軟件框架）框架調(diào)度任務(wù)；若是環(huán)境策略，觸發(fā)環(huán)境策略對象執(zhí)行，在執(zhí)行環(huán)境策略之前，需要獲取策略的主控設(shè)備（如空調(diào)）和聯(lián)動設(shè)備（如溫度傳感器）信息并進(jìn)行綁定，把綁定信息發(fā)送給遠(yuǎn)程處理對象，由遠(yuǎn)程處理對象把綁定關(guān)系發(fā)送到底層控制器，在環(huán)境策略應(yīng)用過程中，傳感器感知外界溫度變化，并把實(shí)時溫度傳到應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)程序根據(jù)得到的溫度判斷其值是否達(dá)到屬性策略對象（AttrStrategy）設(shè)置的閾值，當(dāng)外界溫度達(dá)到設(shè)置的閾值時，從環(huán)境策略庫中取出相應(yīng)的策略并構(gòu)建控制命令，并把控制命令傳遞給遠(yuǎn)程處理對象（專門負(fù)責(zé)向具體設(shè)備發(fā)送操作指令），由遠(yuǎn)程處理對象和底層設(shè)備（具體設(shè)備）進(jìn)行交互，從而控制主控設(shè)備（如空調(diào)）改變相應(yīng)的屬性值。在執(zhí)行環(huán)境策略和定時策略時，應(yīng)用服務(wù)器和底層處理器通過Netty（一種軟件通信協(xié)議）框架實(shí)現(xiàn)通信，通過監(jiān)聽器監(jiān)聽傳感器的溫度值變化。

針對場景策略，系統(tǒng)首先獲取場景模式對象Scenario（策略應(yīng)用的具體場景），把場景模式中的serverCode（服務(wù)代碼）、groupAddress（場景地址）、sceneMode（場景模式，由用戶定義）屬性傳遞給遠(yuǎn)程控制對象RemoteControl（遠(yuǎn)程處理對象，專門負(fù)責(zé)向具體設(shè)備發(fā)送操作指令），并調(diào)用RemoteControl對象的conductScenario（用于向具體場景下的所有設(shè)備發(fā)送操作命令）方法，在RemoteControl對象中，接收Scenario對象的消息并構(gòu)造參數(shù)列表，形成控制命令集合，通過信息管道傳遞給硬件服務(wù)器（用于向具體設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)下達(dá)控制命令的服務(wù)器），由硬件服務(wù)器向場景模式策略下的各個設(shè)備下達(dá)操作指令。與環(huán)境策略和定時策略類似，遠(yuǎn)程控制對象和硬件服務(wù)器通過Netty框架實(shí)現(xiàn)底層通信。

3、實(shí)現(xiàn)一個系統(tǒng)用戶輸入界面用于策略知識的更新。

通過用戶輸入界面把用于控制設(shè)備的各種策略知識標(biāo)準(zhǔn)化，表示成系統(tǒng)識別的策略知識對象，達(dá)到及時、靈活的更新系統(tǒng)中的設(shè)備控制策略知識。

本發(fā)明主要通過知識輸入的方式獲取知識。通過這種方式獲取知識，首先需要有一個友好的人機(jī)交互界面，能把系統(tǒng)需要的外界知識有效傳輸?shù)街R庫。知識的獲取是一個不斷迭代的過程，最初根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合需求文檔及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，獲取策略制定的相關(guān)知識，通過人機(jī)界面把得到的知識按照界面要求輸入到系統(tǒng)中，這時知識庫擁有最初的能耗策略相關(guān)知識；接下來根據(jù)知識庫中的基礎(chǔ)知識和策略知識執(zhí)行相關(guān)策略，由于在知識庫構(gòu)建之初，可能會沒考慮到一些影響策略效果的因素，從而導(dǎo)致策略在執(zhí)行過程中暴漏出各種問題，執(zhí)行結(jié)果會不符合用戶習(xí)；通過不斷實(shí)踐，系統(tǒng)會形成反饋，專家根據(jù)反饋意見進(jìn)一步調(diào)整能耗策略，再次把整合后的知識輸入到系統(tǒng)中，進(jìn)行下一次的迭代。在輸入界面背后，有一套程序負(fù)責(zé)處理輸入知識的處理，包括對輸入知識的準(zhǔn)確性、完整性、可靠性、冗余度進(jìn)行校驗(yàn)，使知識正確轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)識別的知識對象，根據(jù)輸入知識和知識庫原有知識進(jìn)行比較，融合，完成對知識庫數(shù)據(jù)的增加、刪除、更新和沖突處理。

本發(fā)明的有益效果是，可以使用電設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的策略，根據(jù)外界環(huán)境的變化及時改變自身屬性值，達(dá)到適應(yīng)外界環(huán)境的最佳狀態(tài)，避免了用電浪費(fèi)。同時，根據(jù)設(shè)備控制策略可對設(shè)備進(jìn)行批量控制，大大節(jié)省了工作人員的工作時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的策略知識對象表示。

圖2為智能設(shè)備控制策略的框架圖。

圖3 為環(huán)境策略流程示意圖。

圖4為定時策略流程示意圖。

圖 5 為場景策略流程示意圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，針對校園節(jié)能環(huán)境下的設(shè)備控制場景，本發(fā)明采用面向?qū)ο蟊硎痉ū硎静呗灾R，這種知識的表示和處理更加符合人們的認(rèn)知習(xí)慣。知識對象主要包括普通知識對象和策略知識對象，通過知識對象的模塊化、松散耦合性、消息通信機(jī)制等更好的體現(xiàn)出系統(tǒng)的智能性、靈活性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。系統(tǒng)的推理過程通過對象內(nèi)部的方法或者在對象之間進(jìn)行消息傳遞實(shí)現(xiàn)。

在圖2中，系統(tǒng)通過人機(jī)交互界面與用戶溝通交流，這也是知識獲取的主要手段，推理機(jī)再根據(jù)知識庫進(jìn)行邏輯推理，然后根據(jù)推理機(jī)進(jìn)一步衍生出時間策略、環(huán)境策略、場景策略，通過這三種策略達(dá)到管理控制智能設(shè)備的目的。

在圖3中，環(huán)境策略是通過傳感器（聯(lián)動設(shè)備）感知外界環(huán)境的變化，當(dāng)外界環(huán)境的變化達(dá)到傳感器的閾值時，就會觸發(fā)傳感器工作；由于環(huán)境策略在知識庫中定義了在這個策略下與此傳感器對應(yīng)的主控設(shè)備，所以當(dāng)觸發(fā)器工作時，會從知識庫取出相應(yīng)的主控設(shè)備；根據(jù)主控設(shè)備的類型，判斷這個智能設(shè)備具備的屬性，再次向知識庫取出屬性設(shè)置的規(guī)則，構(gòu)建命令集合，封裝命令對象，最后把命令參數(shù)傳遞到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，執(zhí)行相關(guān)策略命令；檢查設(shè)備屬性狀態(tài)，判斷是否符合策略標(biāo)準(zhǔn)，有無達(dá)到預(yù)期效果，把結(jié)果反饋給策略制定者，從而根據(jù)反饋不斷更新知識庫，使策略達(dá)到最優(yōu)。

在圖4中，定時策略是預(yù)先設(shè)置一個時間值，在到達(dá)這一時刻后，定時策略下的所有設(shè)備同時進(jìn)入各自預(yù)先設(shè)置的狀態(tài)。首先需要激活定時策略，根據(jù)策略向知識庫中取出智能設(shè)備，設(shè)備的類型及數(shù)量可以根據(jù)需要在知識庫中動態(tài)設(shè)置；判斷是否達(dá)到策略執(zhí)行時刻，若達(dá)到，則從知識庫中取出對應(yīng)規(guī)則、命令、數(shù)據(jù)，構(gòu)建命令對象；向遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)傳遞控制命令；檢查設(shè)備屬性狀態(tài)，判斷是否達(dá)到策略預(yù)期，同時根據(jù)結(jié)果選擇是否更新知識庫，促進(jìn)定時策略進(jìn)行不斷優(yōu)化。

在圖5中，場景模式與以上兩個策略不同，環(huán)境策略和定時策略在預(yù)先設(shè)置好相關(guān)配置后，在策略執(zhí)行過程中不需要人工干預(yù)，只是在策略執(zhí)行完成后，策略制定者會根據(jù)結(jié)果去人工更新知識庫。而場景策略在執(zhí)行前期、中期、后期都需要人的參與，通過增加人機(jī)交互程度，使場景策略的執(zhí)行能更好反映人的意愿。其策略執(zhí)行過程和以上兩種策略類似，只是需要通過人工激活策略，并且在策略的執(zhí)行過程中可以選擇手動切換到另一個場景策略。通過不同場景策略的實(shí)踐，可以不斷增加、刪除、更新場景策略的知識庫，使場景策略更加符合人的期望。