基于深度学习的自启动空调节能器

苏乐

摘要：随着时代的不断发展，空调已经成为了人们生活中不可缺少的一个重要部分。选择通过运用红外控制器来调节空调的运作，本文分析基于深度学习自启动空调节能器。

关键词：深度学习;自启动空调;节能器

引言：

空调是通过运用人工手段来对建筑内部的空气的温度、湿度和流速等不同的参数进行调节的控制设备。一般是由冷源设备、热源设备、冷热截止输配系统和其他几个重要的部分组成。随着人们使用空调的频率变得越来越高，空调自身的损耗也会变得越来越大，如果长时间运作就会让空调在运作中耗费很多能量。基于此，本文通过引进红外设备来调节空调的运作，为的是更好地保证空调可以实现高效率运行。

1.自启动空调节能器

自启动空调节能器主要可以由节能控制器和机械设计共同构成。自启动空调节能器内部主要是由物联网模块、温湿度传感器、主控芯片、200W摄像头模块和红外人体感应模块构成。自启动空调节能器的内部结构如图1所示。

2.自启动空调节能器的构造

2.1节能控制机械设计

节能控制机械部分包括承载装置和红外发射器调节装置。系统装置为一个位于天花板的扁长方体设备，内部可以包含半径控制在6米的区域。红外线的发射调节装置则是由两届主要的扭转点组成。用户在装上产品之后只要能够直接松动螺丝就可以让红外发射器的方向对准空调运作的方向，不仅减少了产品安装的限制，更使运作过程更人性化。

2.2选择和设计主板

在本次设计的自启动空调节能器中，STM32部件在本装置中起到核心控制的作用。作为一种性能较强的微控制器，STM32主要是由2个12C接口、5个USART接口和其他几个不同的端口构成[1]。在设计时除了要让内部12个通道发挥应有的作用，还需要让CRC计算单元扮演重要的角色。设计产品中的微控制器还延续系列产品节能和低电压两大优点，将产品工作电压控制在2.0V-3.8V间。

2.3系统通讯模块

本公司在设计空调节能器时所使用的通讯模块为WiFi模块。本系统是可以将常用的ESP8266WIFI模塊将节能控制系统融入互联网服务器内部。此模块内部的芯片可以让能耗较低的RISC处理器发挥应有的作用。内部CPU时钟的速度可以达到170MHz，不仅具有标准的外设接口、天线开关和射频工具，更可以让其他器件发挥更大的作用。在工作中不仅可以让模块工作的温度不断变化，更可以让模块保证较为稳定的性能，并更好地适应不同的操作环境。本项目内部的模块可以通过和SPI协议融为一体来传输数据，以便让图片更加清晰。

2.4传感器的选择与设计

本产品内部的存在的传感器为著名的SHT32湿度传感器，这种传感器是建立在已经被优化的CMOsens芯片上的，以便更好地提升产品的可靠性和精度。SHT3x则可以在提供一系列新功能的基础上来提升信号处理的效率。

2.5服务器数据处理平台

云服务器数据处理平台在本模块中发挥非常重要的作用。这样一个平台也是通过借助阿里云端服务器来搭建一个合适的Windows系统，并利用计算机视觉应用程序来处理信息，并借助服务器将处理的结果都返回到PC终端内部。而当STM32主芯片可以借助红外指令来传给对应的空调，自然可以让空调发挥更大的作用。

2.6处理和算法设计

系统使用SSD算法为目标来检测项目，这种算法也确实可以在关键时刻发挥巨大的作用。SSD算法是一种可以直接预测不同目标的检测算法，和常用的fastercon算法相比，这种算法并没有融合proposal运作过程，从而最大限度地提升了检测的速度。在运算时可以先将图像转换成不同大小的金字塔，之后再进行检测，并刚好地将不同的结果综合在一起[2]。

该算法的重要结构就是常见的VGG16结构，内部多个不同类型的卷积层来更好地形成合适的网络结构。不同类型卷积层结构内部的数据可以借助不同的结构进行卷积，并在最后发挥更好的效果。其中，一个输入用回归用的confidence可以发挥更好的作用，每个defaultbox又可以生成不同类型的confudence，每个default box又可以生成不同的坐标值，最后所有已经计算好的结果可以汇总到loss层内。

3.基于深度学习的自启动空调节能器应用的效果

运用自启动空调节能器后可发挥如下效果：①在使用自启动空调节能器后可全方位地控制空调，并提升空调运作效率[3]。②因为产品内融入低能耗芯片，所以可让空调运作能耗大幅度降低。③部件采用云计算技术更好地降低产品使用成本。④运作时运用Windows Server系统可直接处理SSD算法，并表现出极高精度。⑤产品结构简单，大大降低使用产品的复杂程度。

4.结束语

综上，本文在分析自启动空调节能器内部构造的基础上从多个方面介绍了自启动空调节能器内部的结构。可以看出在使用了这种带有红外装置的自启动空调节能器之后，空调的耗能将会减少，系统运行效率也会增强。

参考文献：

[1]曹慧玲.空调器智能启动的节能控制方法[J].智能天地，2020（5）：89-93.

[2]陈莉.GEF节能房间空调器推进项目启动[J].机械天地，2019（5）：39-43.

[3]吴光超.初探空调节能中软起动器与变频器的应用[J].中国科技博览，2014（18）：141.