本發(fā)明公開了一種通用的歷史建筑舒適度測量技術(shù)。發(fā)明通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在高精度定位基礎(chǔ)上形成歷史建筑內(nèi)式功能區(qū)物理參數(shù)獲取，形成歷史建筑舒適度計算顯示。發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、舒適度算法軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)與arm芯片技術(shù)、顯示技術(shù)，涉及到歷史建筑環(huán)境學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)以及軟件技術(shù)領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)通過將歷史建筑內(nèi)、外環(huán)境中溫度、濕度、風速與亮度、顆粒密度參數(shù)融合，形成歷史建筑的生活舒適度、工作舒適度與綜合舒適度。本發(fā)明可以快速、客觀的為歷史建筑的宜居性與質(zhì)量評介提供測量級設(shè)備。

歷史建筑的舒適度測量是當前對歷史建筑評介標準化的需求滿足。歷史建筑的大量出現(xiàn)與歷史建筑的可居住性的評介了，適合人類居住的指標與對不同歷史建筑環(huán)境中，人體普遍舒適度的測量需求十分迫切，如在新建歷史建筑的居住質(zhì)量，歷史建筑的發(fā)展研究以及對歷史建筑的設(shè)計規(guī)劃上，均具有巨大的應(yīng)用需求。本發(fā)明可以通過對歷史建筑的環(huán)境物理參數(shù)的測量，快速形成對歷史建筑的舒適程度計算與測量。

背景技術(shù)：

舒適度的測量有傳統(tǒng)物理儀器探測方法[t1]、人體體驗方法adam[２]、個體的舒適度測量[３,4]。所進行的舒適度是以個體體驗為核心計算形成的，所形成的舒適度是點式測量完成的，測量中出現(xiàn)的精度差、代表性不均勻、測量周期長的缺點。熱量測試人體舒適度模型是adam（高級熱量人體模型），一般用來檢測飛機和車輛的各種短暫的環(huán)境變化,adam是由國家可再生資源實驗室研制的，用來檢測車輛和飛行器內(nèi)的各種短暫的環(huán)境變化。adam有126個獨立的發(fā)汗區(qū)，可以高度精確的模擬人在不同的條件下的感覺和舒適度。模型模擬不同的環(huán)境氣候條件下，人的各種反映(出汗，呼吸)。成本極高且單純表現(xiàn)的是微小尺度（環(huán)境）人體舒適度。本發(fā)明屬于中小尺度區(qū)域舒適度的測量技術(shù)，能夠低成本測量區(qū)域舒適度，達到對區(qū)域中人類為對象的環(huán)境舒適度測量。

[文獻與產(chǎn)品資料]：

[１]雷衛(wèi)延,敖振浪,楊志健等.舒適度測量儀探測系統(tǒng)開發(fā).氣象科技.2013年10月:960-963；

[２]肖晶。基于人體舒適度指數(shù)負荷特性分析方法的研究.《東南大學(xué)》2005年碩士論文；

[３]b+人體舒適度的綜合評價問題.第六屆大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽(東南大學(xué)組)；

[4]劉顏,于佐軍.基于嵌入式技術(shù)的人體舒適度指數(shù)測量系統(tǒng)開發(fā).2011年中國石油大學(xué)碩士論文。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種標準化探測歷史建筑舒適性的電子計算機產(chǎn)品技術(shù)。發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、舒適度算法軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)與arm芯片技術(shù)、顯示技術(shù)，涉及到歷史建筑環(huán)境學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)以及軟件技術(shù)領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)采集歷史建筑內(nèi)、外環(huán)境的溫度、濕度、風速與亮度、顆粒密度參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)同時具有10cm高精度定位，將歷史建筑的建筑結(jié)構(gòu)與傳感參數(shù)融合，形成功能區(qū)舒適度計算值，不同功能區(qū)的舒適度結(jié)構(gòu)形成歷史建筑的生活舒適度、工作舒適度與綜合舒適度，并顯示三類舒適度的值，同時顯示出歷史建筑的修繕建議，以提高歷史建筑舒適度。

本發(fā)明由測量部署、探測網(wǎng)絡(luò)與舒適度算法三個部分組成。

部署方法

其中測量部署是由二個過程組成：

先是確定歷史建筑的主要五個功能房間（臥室、廳堂、廚房、衛(wèi)生間或貯藏室、院落或陽臺）與相應(yīng)數(shù)量，并確定功能房間的必要器具或家俱完整；

再是對歷史建筑的功能房間按要求部署節(jié)點，部署方法按節(jié)點功能對應(yīng)編號部署。編號方法如下：

依房間功能號編號為a、b、c……，表示房間的功能數(shù)量；

依傳感器的類型與數(shù)據(jù)采集時間周期t編號1(t)、2(2t)、3(3t)、4(4t)、……

定義最大周期（傳感器數(shù)量）為所有傳感器的平均周期２倍取整t；

則傳感器節(jié)點編號為房間功能號_傳感器編號。并以此為節(jié)點標識（ｉｄ）。

測量技術(shù)

歷史建筑舒適度測量儀由探測參數(shù)網(wǎng)絡(luò)a與舒適度計算器b組成。探測網(wǎng)絡(luò)a由具有高精度定位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成，網(wǎng)絡(luò)完成溫度、濕度、風速、亮度、顆粒密度傳感參數(shù)獲取，并通過定位參數(shù)與時間參數(shù)、歷史建筑功能區(qū)id形成數(shù)據(jù)報文。數(shù)據(jù)報文傳送到計算器b進行生活舒適度、工作舒適度與綜合舒適度計算，并顯示出影響舒適度的歷史建筑修繕建議。本發(fā)明電路由無線傳感器節(jié)點與arm芯片計算器組成。原理框架如圖1所示。

圖1中部件①為點舒適度、②為舒適度修正值無線傳感器測量單元，用于采集確定位置的物理傳感器數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集（定位與時間、傳感參數(shù)、節(jié)點（功能）id）后傳送到本歷史建筑測試網(wǎng)絡(luò)的管理節(jié)點，管理節(jié)點負責本歷史建筑測試節(jié)點的數(shù)據(jù)收集與遠程傳送。數(shù)據(jù)由管理節(jié)點傳送到歷史建筑舒適度計算③。③負責接收來自①的數(shù)據(jù)，形成功能間的舒適度數(shù)值。舒適度修正④值由主觀舒適度計算④形成，由部件②提供數(shù)據(jù)，進行計算。計算系統(tǒng)⑤完成整個歷史建筑的多功能間與歷史建筑內(nèi)主要器件數(shù)量的計算，形成歷史建筑舒適度輸出顯示⑦。功能器件完整系數(shù)⑥是指歷史建筑內(nèi)非建筑結(jié)構(gòu)的家俱與設(shè)施，數(shù)量由歷史建筑使用對象確定，一般系數(shù)人為設(shè)定為１（滿足使用）與0.5（不滿足使用）。舒適度計算顯示器⑧由如圖五個部分組成。

測量技術(shù)中的①②由通用傳感器節(jié)點組成。傳感器節(jié)點之間使用測距確定之間的距離。通過傳感器擴展板增加了超聲、紅外、激光測距傳感器，測距數(shù)據(jù)由編碼測距形成，如圖２節(jié)點的多測距傳感器板載電路框架。

歷史建筑的一個功能性的網(wǎng)絡(luò)由３到２０個節(jié)點組成，其中至少包括一個管理節(jié)點，負責測距原點校準、距離確認、節(jié)點功能id定義、數(shù)據(jù)校驗與數(shù)據(jù)遠程通信功能，管理節(jié)點是錨節(jié)點。單元數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)如圖３所示。

節(jié)點形成的數(shù)據(jù)發(fā)送到管理節(jié)點，由于管理節(jié)點的位置是已經(jīng)知道并確定的，稱之為錨點。其它節(jié)點與自己管理節(jié)點進行精確定位，形成數(shù)據(jù)集發(fā)送到管理節(jié)點，管理節(jié)點將收集到的數(shù)據(jù)形成本功能區(qū)數(shù)據(jù)，傳送到計算顯示器⑧進行計算。計算顯示器由arm９組成計算核心電路，集成傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與sink功能（中央數(shù)據(jù)收集），進行計算。如圖４為計算顯示器的電路框架。

點舒適度算法由公式[３，４]進行計算獲取點值?i，i為歷史建筑內(nèi)功能房間數(shù)量，即測量網(wǎng)絡(luò)在時刻tk產(chǎn)生i個舒適度值。且取歷史建筑內(nèi)器件完整度為1，功能間對于計算對象的重要性權(quán)值為ξi，那么歷史建筑的無修正值的舒適度?計算公式為公式一，詳見附圖6。

值為△?并由氣體參數(shù)與照度、顆粒密度形成，并由固化在ｒｏｍ中數(shù)據(jù)庫經(jīng)過計算形成，算法偽代碼如下：

[舒適度修正值形成算法]

；ｒｏｍ中具有多種氣體與照度、顆粒密度閾值對應(yīng)修正值表

；輸入傳感網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)（參數(shù)集）

；對應(yīng)每功能間或歷史建筑網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，查詢獲得對應(yīng)閾值△?氣體、△?照度、△?顆粒密度

；對每功能間修正值△?i=△?氣體+△?照度+△?顆粒密度

；結(jié)束

則歷史建筑的舒適度計算值為修正值由照度值、顆粒密度與氣體參數(shù)（二個）的閾值集合形成，以每功能間的修正值形式對功能間舒適度進行修正計算。具有修正的歷史建筑舒適度計算為最終輸出值，計算公式為公式二，詳見附圖7。其中△?i取值范圍為[-0.5,0.5]。

計算結(jié)果由lcd顯示屏顯示，并形成當前實時舒適度、一年周期舒適度曲線與當前環(huán)境日平均舒適度值顯示。顯示界面如圖５所示。

產(chǎn)品相比較傳統(tǒng)的測試儀與方法，具有明顯的不同，與進步。表1例出了其它產(chǎn)品與本發(fā)明的測試比較結(jié)果，并例出了在測量周期（時間）、精度與人體驗、成本的比較結(jié)果，結(jié)果顯示本發(fā)明具有明顯的不同，技術(shù)測試所給出的結(jié)果說明了產(chǎn)品的本質(zhì)差異。具有測量周期極短、精度與體感一致性達到81%（傳統(tǒng)是47%）、成本極低。

附圖說明：

圖1歷史建筑測試儀結(jié)構(gòu)框架原理圖；

圖2帶測距多傳感器板載電路框架；

圖３歷史建筑數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)單元；

圖４計算顯示器電路框架；

圖5歷史建筑舒適度綜合顯示界面；

圖6公式一；

圖7公式二。