本发明涉及空调负荷监控，特别涉及一种变配电空调负荷监控终端及其方法。
背景技术：
1、空调系统是现代建筑中必不可少的设备，尤其是在夏季和冬季，对室内温度和舒适度的调控起着至关重要的作用。然而，现有的空调负荷监控技术在能效管理、智能调控和用户体验方面仍然存在诸多不足，具体表现如下：
2、数据采集不全面：现有的空调监控系统通常只采集有限的参数，如温度和湿度，而忽略了对三相电流、电压等电力参数的监控。这导致系统无法全面掌握空调设备的实际运行状态和能耗情况，难以进行精确的能效分析和优化。
3、缺乏智能调控能力：目前的空调控制系统大多依赖于预设的固定模式，无法根据实时数据进行动态调整。例如，当房间内的人员活动情况发生变化时，系统无法自动调节空调的运行状态，从而导致能耗增加或用户舒适度降低。
4、通信与数据传输不稳定：现有系统在数据传输和通信方面也存在一定的问题，尤其是在无线通信环境下，数据传输的稳定性和可靠性难以保障。这会导致监控数据的不准确，影响系统的整体性能。
5、故障检测和恢复机制不完善：现有空调系统在主电源故障时，往往缺乏及时的故障检测和切换机制，不能保证空调系统的连续运行。这不仅影响用户体验，还可能导致设备损坏。
6、用户界面设计不友好：许多现有的空调监控系统用户界面复杂，操作不便，用户难以通过界面直观地了解系统状态或进行操作。这种不友好的设计大大降低了系统的易用性和用户满意度。
7、远程维护和升级能力不足：目前大多数空调系统不具备远程维护和升级功能，用户只能依赖现场技术人员进行维护和更新。这不仅增加了维护成本，还可能导致系统不能及时进行功能扩展和优化。
技术实现思路
1、针对数据采集不全面、缺乏智能调控能力、通信与数据传输不稳定、故障检测和恢复机制不完善、用户界面设计不友好以及远程维护和升级能力不足等问题，本发明提出一种变配电空调负荷监控终端及其方法，通过全面的数据采集、智能的运行调控、稳定的数据传输、完善的故障检测和恢复机制、友好的用户界面设计以及远程维护和升级功能，大大提升了空调系统的能效管理和用户体验，克服了现有技术的不足。
2、为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：
3、一种变配电空调负荷监控终端，所述终端包括：
4、数据采集监控模块，用于实时采集三相电流、电压、环境温度参数，并持续监控空调设备的运行状态，包括但不限于开关状态、工作模式、设定温度、风力及风向，同时监测房间内人员活动情况；
5、智能控制调节模块，与数据采集监控模块连接，用于接收实时数据，并根据改进的自适应智能负荷控制模自动调整空调的运行状态，包括基于房间内人员活动情况的节能模式调整；
6、通信接口模块，用于实现系统内外的数据传输和通信；
7、安全保障冗余模块，用于构建系统的安全保障体系并提供故障检测和恢复机制；
8、用户界面模块，与智能控制调节模块连接，用于显示监控数据、系统状态及用户控制选项，提供直观易用的操作界面；
9、远程维护升级模块，与系统各模块连接，用于支持远程维护和软件升级。
10、可选地，所述数据采集监控模块中的被动红外传感器pir和超声波传感器通过以下组合方式进行使用：
11、被动红外传感器和超声波传感器同时工作，分别检测房间内的人员活动，并将数据发送至数据采集监控模块，进行数据融合处理；
12、设置被动红外传感器为主要传感器，超声波传感器为辅助传感器；
13、根据预设的时间段，交替启用被动红外传感器和超声波传感器进行人员活动检测。
14、可选地，所述述改进的自适应智能负荷控制模型，包括以下模块：
15、步骤一、数据预处理和特征提取模块，用于采集并标准化输入数据和历史空调运行数据，所述标准化x′公式为：
16、
17、其中，x为原始数据，μ为数据的均值，σ为数据的标准差；
18、步骤二、lstm预测模块，结合cnn和attention机制，用于基于标准化数据预测空调运行状态，所述lstm预测模块采用以下公式：
19、遗忘门：
20、ft＝σ(wf·[ht-1,xt]+bf)
21、输入门：
22、it＝σ(wi·[ht-1,xt]+bi)
23、
24、状态更新：
25、
26、输出门：
27、ot＝σ(wo·[ht-1,xt]+bo)
28、ht＝ot·tanh(st)
29、其中，ft为时间步t的遗忘门，it为时间步t的输入门，ot为时间步t的输出门，为候选状态，st为空调状态，σ为sigmoid激活函数，tanh为双曲正切激活函数，wf,wi,wc,wo分别为遗忘门、输入门、候选状态和输出门的权重矩阵；bf,bi,bc,bo分别为遗忘门、输入门、候选状态和输出门的偏置向量；[ht-1,xt]为上一个时间步t-1的隐藏状态和当前时间步t的输入的拼接；
30、步骤三、dqn调控决策模块，用于基于lstm预测的空调运行状态选择最优调控动作，所述dqn调控模块采用以下公式：
31、q值更新公式：
32、q(st,at)＝q(st,at)+α[rt+γmaxq(st+1,a)-q(st,at)]
33、其中，st为当前状态，at为当前动作，rt为当前奖励，γ为折扣因子，α为学习率；
34、具体实现步骤如下：
35、a.将lstm预测的空调状态作为当前状态st；
36、b.定义空调调控动作at；
37、c.根据能耗和用户舒适度设计奖励函数rt；
38、d.通过q值更新公式，迭代更新q值表；
39、e.根据q值表选择最优动作at；
40、步骤四、执行调控模块，根据dqn调控决策模块的输出，调整空调运行状态；
41、步骤五、反馈优化与参数调整模块，用于监控实时数据，根据反馈结果不断调整和优化lstm预测模块与dqn调控决策模块的算法参数，用于进行空调负荷监控和调控；
42、步骤六、边缘计算与模型压缩模块，用于在空调负荷监控过程中提升系统的效率和响应速度，具体包括以下子步骤：数据预处理和分发、模型分割与部署、边缘计算与决策、数据反馈与优化；模型剪枝、模型量化、知识蒸馏、模型分片与加载。
43、可选地，所述改进的自适应智能负荷控制模型还包括：
44、a.对采集到的数据进行预处理，去除噪声并标准化数据；
45、b.基于用户使用模式，采用聚类算法进行模式识别，包括以下步骤：
46、1)初始化多个聚类中心；
47、2)将数据点分配到最近的聚类中心；
48、3)重新计算聚类中心的位置；
49、4)反复进行数据点分配和聚类中心计算，直到聚类中心不再变化；
50、c.基于用户使用模式的识别结果，采用贝叶斯网络预测未来空调使用情况，贝叶斯网络模型包括以下公式：
51、
52、其中，x为未观察到的情况，y为当前模式；p(x∣y)为在已知y的情况下x的条件概率，p(y∣x)为在已知x的情况下y的条件概率；p(x)为x的先验概率；p(y)为y的先验概率；
53、d.根据贝叶斯网络预测结果，动态调整空调的运行状态，包括温度设置和风速调节；
54、e.根据实际使用情况动态调整预测模型和运行状态。
55、可选地，所述通信接口模块还包括无线通信单元，用于通过wi-fi、蓝牙及zigbee无线通信协议。
56、可选地，所述安全保障冗余模块包括一个或多个冗余电源模块，用于在主电源故障时提供备用电源，所述冗余电源模块包括：
57、实时监测主电源状态并在故障时触发备用电源切换的电源监测模块；
58、在主电源故障时自动切换至备用电源并确保无缝过渡的切换控制模块；
59、包含足够容量的电池组或不间断电源(ups)，并支持充放电管理的备用电源模块；
60、实时反馈电源状态并在主电源恢复后自动切换回主电源的状态反馈模块；
61、在电源故障时向用户发出报警并记录所有事件的故障检测与报警模块；
62、定期自检备用电源状态并反馈结果的定期自检模块。
63、可选地，所述用户界面模块包括触摸屏和语音识别单元，用于用户通过触摸操作或语音命令控制和查看空调运行状态及参数。
64、可选地，所述远程维护升级模块包括云平台接口，用于通过互联网连接到云平台，实现远程数据存储、分析和系统更新。
65、可选地，所述数据采集监控模块还包括光线传感器和湿度传感器，用于监测环境光照和湿度参数，并根据这些参数调整空调的运行模式。
66、一种变配电空调负荷的监控方法，所述方法包括：
67、s1：通过数据采集监控模块实时采集三相电流、电压、环境温度参数，并持续监控空调设备的运行状态，包括但不限于开关状态、工作模式、设定温度、风力及风向，同时监测房间内人员活动情况；
68、s2：将数据采集监控模块采集到的数据传输至智能控制调节模块，进行数据预处理和特征提取；
69、s3：通过智能控制调节模块的lstm预测模块基于预处理后的数据预测空调运行状态；
70、s4：根据lstm预测模块的预测结果，通过dqn调控模块选择最优调控动作，调整空调的运行状态；
71、s5：通过通信接口模块实现系统内外的数据传输和通信；
72、s6：当主电源故障时，通过安全保障冗余模块自动切换至备用电源，并确保无缝过渡；
73、s7：通过用户界面模块显示监控数据、系统状态及用户控制选项，提供直观易用的操作界面；
74、s8：通过远程维护升级模块与云平台连接，进行远程数据存储、分析和系统更新；
75、s9：动态调整空调的运行状态，包括温度设置和风速调节，根据实际使用情况动态调整预测模型和运行状态。
76、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的数据采集监控模块实现了对空调设备的全面监控，这种多参数的综合监控方式，使得系统能够更准确地掌握空调设备的实际运行情况和能耗水平，从而进行更精确的能效分析和优化。智能控制调节模块采用了lstm预测算法和dqn调控算法，能够基于实时数据进行智能预测和调控。系统可以根据房间内人员活动情况，动态调整空调的运行状态，实现节能模式的自动调整。这种智能化调控能力不仅提高了系统的能效，还增强了用户的舒适度。例如，在房间无人时，系统能够自动关闭空调，节约能源；在人员活动频繁时，系统可以自动调整温度和风力，提供最佳的舒适度。支持多种无线通信协议(如wi-fi、蓝牙和zigbee)，确保系统内外的数据传输和通信的稳定性和可靠性。即使在复杂的无线通信环境下，系统也能保持高效稳定的数据传输，保证监控数据的准确性。安全保障冗余模块构建了完善的安全保障体系。在主电源故障时，系统能够实时监测并自动切换至备用电源，确保空调系统的连续运行。该模块还包括故障检测与报警功能，能够及时向用户发出报警并记录故障事件，便于后续的故障排查和维护。用户界面模块提供了直观的触摸屏和语音识别功能，用户可以通过简单的触摸操作或语音命令控制和查看空调运行状态及参数。这种友好的界面设计大大提高了系统的易用性和用户满意度，使用户能够轻松掌控空调系统的运行。远程维护升级模块通过云平台接口，实现了远程数据存储、分析和系统更新。用户可以通过互联网进行远程诊断和维护，减少了现场维护的成本和时间。同时，系统能够定期进行软件更新和优化，确保系统始终处于最佳工作状态，满足不断变化的用户需求。
1.一种变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述终端包括：
2.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述数据采集监控模块中的被动红外传感器pir和超声波传感器通过以下组合方式进行使用：
3.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述改进的自适应智能负荷控制模型，包括以下模块：
4.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述改进的自适应智能负荷控制模型还包括：
5.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述通信接口模块还包括无线通信单元，用于通过wi-fi、蓝牙及zigbee无线通信协议。
6.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述安全保障冗余模块包括一个或多个冗余电源模块，用于在主电源故障时提供备用电源，所述冗余电源模块包括：实时监测主电源状态并在故障时触发备用电源切换的电源监测模块；
7.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述用户界面模块包括触摸屏和语音识别单元，用于用户通过触摸操作或语音命令控制和查看空调运行状态及参数。
8.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述远程维护升级模块包括云平台接口，用于通过互联网连接到云平台，实现远程数据存储、分析和系统更新。
9.根据权利要求1所述的变配电空调负荷监控终端，其特征在于，所述数据采集监控模块还包括光线传感器和湿度传感器，用于监测环境光照和湿度参数，并根据这些参数调整空调的运行模式。
10.基于权利要求1-9任一项所述的一种变配电空调负荷的监控方法，其特征在于，所述方法包括：
