一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法及系统
阅读：287发布：2024-02-15
专利汇可以提供一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于UWB 定位 的实验室 空调 节能控制方法及系统，所述方法包括：通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与UWB基站之间的测距信息；根据测距信息计算实验室人员的当前定位信息；根据当前定位信息获取实验室当前人数；根据当前人数控制空调的当前新 风 送风量；系统包括：UWB测距模 块 ，用于通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与UWB基站之间的测距信息；定位计算模块，用于根据测距信息计算实验室人员的当前定位信息；当前人数获取模块，用于根据实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；送风量控 制模 块，用于根据实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。本发明具有节省空调耗能的效果。，下面是一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，其特征在于，包括：
通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与所述UWB基站之间的测距信息；
根据所述测距信息计算实验室人员的当前定位信息；
根据所述实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；
根据所述实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
2.根据权利要求1所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，其特征在于，所述通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与所述UWB基站之间的测距信息包括：
设于实验室内的至少三个所述UWB基站分别向外广播请求信号；
所述UWB标签接收所述请求信号，并返回携带标签ID的响应信号；
对于任意UWB基站，该UWB基站根据接收到的响应信号计算生成所述测距信息，所述测距信息包含所述响应信息携带的标签ID。
3.根据权利要求2所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，其特征在于，所述根据所述测距信息计算实验室人员的当前定位信息包括：
对于任意标签ID，获取该标签ID对应的所有测距信息；
当该标签ID对应的所有测距信息的数量不小于3时，根据该标签ID对应的测距信息进行计算，得到所述实验室人员的当前定位信息。
4.根据权利要求2或3所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，其特征在于，所述根据所述实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数包括：
根据所述实验室人员的当前定位信息判断所述UWB标签是否在所述实验室内，若是则记录所述实验室人员的当前定位信息；
对所有记录的当前定位信息的数量进行求和计算，得到所述实验室当前人数。
5.根据权利要求4所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，其特征在于，所述根据所述实验室当前人数控制空调的新风送风量包括：
根据所述实验室当前人数、单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量和实验室面积计算得到最小新风送风量；
根据所述最小新风送风量对当前新风送风量的大小进行调节。
6.一种基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，其特征在于，包括：
UWB测距模块，用于通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与所述UWB基站之间的测距信息；
定位计算模块，与所述UWB测距模块连接，用于根据所述测距信息计算实验室人员的当前定位信息；
当前人数获取模块，与所述定位计算模块连接，用于根据所述实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；
送风量控制模块，与所述当前人数获取模块连接，用于根据所述实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
7.根据权利要求6所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，其特征在于，所述UWB测距模块包括：
设于实验室内的至少三个所述UWB基站，用于分别向外广播请求信号；
所述UWB标签，用于接收所述请求信号，并返回携带标签ID的响应信号；
所述UWB基站，还用于根据接收到的响应信号计算生成所述测距信息，所述测距信息包含所述响应信息携带的标签ID。
8.根据权利要求7所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，其特征在于，所述定位计算模块具体用于对于任意标签ID，获取该标签ID对应的所有测距信息，并当该标签ID对应的所有测距信息的数量不小于3时，根据该标签ID对应的测距信息进行计算，得到所述实验室人员的当前定位信息。
9.根据权利要求7或8所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，其特征在于，所述当前人数获取模块包括：
记录模块，用于根据所述实验室人员的当前定位信息判断所述UWB标签是否在所述实验室内，若是则记录所述实验室人员的当前定位信息；
求和模块，与所述记录模块连接，用于对所有记录的当前定位信息的数量进行求和计算，得到所述实验室当前人数。
10.根据权利要求9所述的基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，其特征在于，所述送风量控制模块包括：
送风量计算模块，用于根据所述实验室当前人数、单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量和实验室面积计算得到最小新风送风量；
送风量调节模块，与所述送风量计算模块连接，用于根据所述最小新风送风量对当前新风送风量的大小进行调节。
一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及实验室节能的技术领域，尤其是涉及一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法及系统。
背景技术
[0002] 一个完善的实验室空调系统，除了满足对环境温湿度控制以外，还需要为环境提供足够的室外新鲜空气（新风），以保证较佳的实验室内空气质量。夏季室外空气的焓值和温度要高于室内空气的焓值和温度，因此，空调系统为处理新风，势必要消耗冷量；而冬季室外气温比室内气温低且含湿量也低，空调系统为加热、加湿新风势必要消耗能量。据资料显示，空调系统中新风负荷占总负荷的比例较大，可达30%以上，可见，空调处理新风所消耗的能量很多。
[0003] 目前，空调新风系统的送风量一般是在出厂时就设定好的，以保证适应一定空间和人数的空气质量，并且，使用过程中不会改变。所以，当实验室内人数较少时，空调的新风出风量比当前人数所需要的新风出风量要大，新风负荷也相对高，产生了不必要的能量消耗。
发明内容
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，其具有节省空调耗能的效果。
[0005] 本发明的目的二是提供一种基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，其具有节省空调耗能的效果。
[0006] 本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，包括：通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与所述UWB基站之间的测距信息；根据所述测距信息计算实验室人员的当前定位信息；根据所述实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；根据所述实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
[0007] 通过采用上述技术方案，利用UWB定位技术获取实验室人员携带的UWB标签的定位信息，进而获取实验室人员的定位信息，再利用定位信息得到实验室内的人数，根据人数对新风送风量的大小进行调节，当发现实验室内人数较少时，可以减小新风送风量，进而减小新风负荷，降低空调能耗，实现实验室空调节能效果。
[0008] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与所述UWB基站之间的测距信息包括：设于实验室内的至少三个所述UWB基站分别向外广播请求信号；所述UWB标签接收所述请求信号，并返回携带标签ID的响应信号；对于任意UWB基站，该UWB基站根据接收到的响应信号计算生成所述测距信息，所述测距信息包含所述响应信息携带的标签ID。
[0009] 通过采用上述技术方案，只有在UWB基站有效通信范围内的UWB标签才能与之进行通信，各UWB基站可以接收到其有效通信范围内的所有UWB标签返回的响应信号，并且分别对各个响应信号进行计算，得到与所有UWB标签的距离信息；标签ID用于唯一标识UWB标签，便于识别UWB标签，进而对实验室人员进行识别。
[0010] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述测距信息计算实验室人员的当前定位信息包括：对于任意标签ID，获取该标签ID对应的所有测距信息；当该标签ID对应的所有测距信息的数量不小于3时，根据该标签ID对应的测距信息进行计算，得到所述实验室人员的当前定位信息。
[0011] 通过采用上述技术方案，对于同一个UWB标签，可以根据三个UWB基站与该UWB标签的测距信息进行计算，可以准确定位该UWB标签。
[0012] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数包括：根据所述实验室人员的当前定位信息判断所述UWB标签是否在所述实验室内，若是则记录所述实验室人员的当前定位信息；对所有记录的当前定位信息的数量进行求和计算，得到所述实验室当前人数。
[0013] 通过采用上述技术方案，可以准确判断当前实验室的人数。
[0014] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述实验室当前人数控制空调的新风送风量包括：根据所述实验室当前人数、单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量和实验室面积计算得到最小新风送风量；根据所述最小新风送风量对当前新风送风量的大小进行调节。
[0015] 通过采用上述技术方案，充分考虑影响新风送风量的因素，得到能使实验室内空气质量达到优良的最小风量，进而对新风送风量进行调节，可以减少空调的能量消耗。
[0016] 本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，包括：UWB测距模块，用于通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与所述UWB基站之间的测距信息；定位计算模块，与所述UWB测距模块连接，用于根据所述测距信息计算实验室人员的当前定位信息；当前人数获取模块，与所述定位计算模块连接，用于根据所述实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；送风量控制模块，与所述当前人数获取模块连接，用于根据所述实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
[0017] 通过采用上述技术方案，利用UWB定位技术获取实验室人员携带的UWB标签的定位信息，进而获取实验室人员的定位信息，再利用定位信息得到实验室内的人数，根据人数对新风送风量的大小进行调节，当发现实验室内人数较少时，可以减小新风送风量，进而减小新风负荷，降低空调能耗，实现实验室空调节能效果。
[0018] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述UWB测距模块包括：设于实验室内的至少三个所述UWB基站，用于分别向外广播请求信号；所述UWB标签，用于接收所述请求信号，并返回携带标签ID的响应信号；所述UWB基站，还用于根据接收到的响应信号计算生成所述测距信息，所述测距信息包含所述响应信息携带的标签ID。
[0019] 通过采用上述技术方案，只有在UWB基站有效通信范围内的UWB标签才能与之进行通信，各UWB基站可以接收到其有效通信范围内的所有UWB标签返回的响应信号，并且分别对各个响应信号进行计算，得到与所有UWB标签的距离信息；标签ID用于唯一标识UWB标签，便于识别UWB标签，进而对实验室人员进行识别。
[0020] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定位计算模块具体用于对于任意标签ID，获取该标签ID对应的所有测距信息，并当该标签ID对应的所有测距信息的数量不小于3时，根据该标签ID对应的测距信息进行计算，得到所述实验室人员的当前定位信息。
[0021] 通过采用上述技术方案，对于同一个UWB标签，可以根据三个UWB基站与该UWB标签的测距信息进行计算，可以准确定位该UWB标签。
[0022] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述当前人数获取模块包括：记录模块，用于根据所述实验室人员的当前定位信息判断所述UWB标签是否在所述实验室内，若是则记录所述实验室人员的当前定位信息；求和模块，与所述记录模块连接，用于对所有记录的当前定位信息的数量进行求和计算，得到所述实验室当前人数。
[0023] 通过采用上述技术方案，可以准确判断当前实验室的人数。
[0024] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述送风量控制模块包括：送风量计算模块，用于根据所述实验室当前人数、单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量和实验室面积计算得到最小新风送风量；送风量调节模块，与所述送风量计算模块连接，用于根据所述最小新风送风量对当前新风送风量的大小进行调节。
[0025] 通过采用上述技术方案，充分考虑影响新风送风量的因素，得到能使实验室内空气质量达到优良的最小风量，进而对新风送风量进行调节，可以减少空调的能量消耗。
[0026] 综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.利用UWB定位技术获取实验室人员携带的UWB标签的定位信息，进而获取实验室人员的定位信息，再利用定位信息得到实验室内的人数，根据人数对新风送风量的大小进行调节，当发现实验室内人数较少时，可以减小新风送风量，进而减小新风负荷，降低空调能耗，实现实验室空调节能效果；
2. 对于同一个UWB标签，可以根据三个UWB基站与该UWB标签的测距信息进行计算，可以准确定位该UWB标签；
3. 充分考虑影响新风送风量的因素，得到能使实验室内空气质量达到优良的最小风量，进而对新风送风量进行调节，可以减少空调的能量消耗。
附图说明
2. 对于同一个UWB标签，可以根据三个UWB基站与该UWB标签的测距信息进行计算，可以准确定位该UWB标签；
3. 充分考虑影响新风送风量的因素，得到能使实验室内空气质量达到优良的最小风量，进而对新风送风量进行调节，可以减少空调的能量消耗。
附图说明
[0028] 图2是本发明实施例二的方法流程图。
[0029] 图3是本发明实施例三的结构示意图。
[0030] 图4是本发明实施例四的结构示意图。
具体实施方式
[0031] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0032] 实施例一：参照图1，为本发明实施例公开的一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，主要包括以下步骤（步骤S101至步骤S104）：
步骤S101，通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与UWB基站之间的测距信息；
本实施例中，在实验室内（例如墙壁上、实验设备外壳上等）设置至少三个UWB基站；每个实验室人员需随身携带UWB标签。由于UWB技术的短距离传输距离大概是十几米，因此，可以根据实验室的面积设置UWB基站的数量。例如，如果实验室最大的距离为10米，就可以仅设置三个UWB基站，如果实验室面积较大，最大距离超过10米，就需要四个以上的UWB基站，使在实验室内任意位置的UWB标签都能与UWB基站建立有效通信，实现测距。
步骤S101，通过UWB基站和UWB标签之间的通信获取实验室人员与UWB基站之间的测距信息；
本实施例中，在实验室内（例如墙壁上、实验设备外壳上等）设置至少三个UWB基站；每个实验室人员需随身携带UWB标签。由于UWB技术的短距离传输距离大概是十几米，因此，可以根据实验室的面积设置UWB基站的数量。例如，如果实验室最大的距离为10米，就可以仅设置三个UWB基站，如果实验室面积较大，最大距离超过10米，就需要四个以上的UWB基站，使在实验室内任意位置的UWB标签都能与UWB基站建立有效通信，实现测距。
[0033] 以一个UWB基站和一个UWB标签为例，该UWB基站不断向外广播请求脉冲信号，当UWB标签位于该UWB基站的有效通信范围（一般为十几米）内时，会接收到请求脉冲信号，然后返回响应脉冲信号，该UWB基站接收到该响应信号。利用飞行时间测距法（ToF）通过测量脉冲信号从出发到返回的时间，再乘以传播速度（脉冲信号在空气中的传播速度为3×105km/s），得到往返一次的距离，再除以2，即为UWB标签与UWB基站之间的距离。
[0034] 对于任意一个UWB基站，如果其有效通信范围内存在N个UWB标签，该UWB基站会接收到N个响应信号，该UWB基站分别对这N个脉冲信号进行计算，得到这N个UWB标签与UWB基站之间的测距信息。该UWB基站将测得的N个测距信息上传至控制空调新风送风量的控制装置。
[0035] 需要注意的是，由于各UWB基站设置位置不同，对于同一个UWB标签，不是所有UWB基站都能接收到该UWB标签返回的响应信号的，因此，每个UWB基站在同一时间接收到的响应信号数量不一定是相同的。
[0036] 由于UWB传输信号持续时间很短，发射功率极低，能够允许成百上千的UWB标签同时定位，因此，即使实验室内有多个人员，也能很准确地对每个人员进行定位，不会出错。
[0037] 步骤S102，根据测距信息计算实验室人员的当前定位信息；本实施例中，对于任意UWB标签，控制装置根据各UWB基站上传的该UWB标签的所有测距信息进行定位计算，得到该UWB标签的坐标。
[0038] 步骤S103，根据实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；如果UWB标签的坐标落在实验室的坐标范围内，就说明该UWB标签所属的实验室人员当前位于实验室内，记录该坐标；待对所有计算得到的UWB标签的坐标都判断完毕后，将所有坐标数量相加即为实验室当前人数。
[0039] 步骤S104，根据实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
[0041] 需要注意的是，当步骤S101中没有获取到任何测距信息时，说明在各UWB基站有效通信范围内没有UWB标签，实验室内也没有任何实验人员，因此，在实验室无人情况下，最小新风送风量则只考虑单位面积所需最小新风量和实验室面积这两个因素，使空调新风负荷耗能最小。
[0042] 实施例二：参照图2，为本发明实施例公开的一种基于UWB定位的实验室空调节能控制方法，主要包括以下步骤（步骤S201至步骤S209）：
步骤S201，设于实验室内的至少三个UWB基站分别向外广播请求信号。
步骤S201，设于实验室内的至少三个UWB基站分别向外广播请求信号。
[0043] 本实施例中，在实验室内（例如墙壁上、实验设备外壳上等）设置至少三个UWB基站。由于UWB技术的短距离传输距离大概是十几米，因此，可以根据实验室的面积设置UWB基站的数量。例如，如果实验室最大的距离为10米，就可以仅设置三个UWB基站，如果实验室面积较大，最大距离超过10米，就需要四个以上的UWB基站，使在实验室内任意位置的UWB标签都能与UWB基站建立有效通信，实现测距。
[0044] 步骤S202，UWB标签接收请求信号，并返回携带标签ID的响应信号。
[0045] 每个实验室人员需随身携带UWB标签，每个UWB标签均具有唯一标签ID。
[0046] 步骤S203，对于任意UWB基站，该UWB基站根据接收到的响应信号计算生成测距信息，测距信息包含响应信息携带的标签ID。
[0047] 以一个UWB基站和一个UWB标签为例，该UWB基站不断向外广播请求脉冲信号，当UWB标签位于该UWB基站的有效通信范围（一般为十几米）内时，会接收到请求脉冲信号，然后返回携带其标签ID的响应脉冲信号，该UWB基站接收到该响应信号。利用飞行时间测距法（ToF）通过测量脉冲信号从出发到返回的时间，再乘以传播速度（脉冲信号在空气中的传播5
速度为3×10km/s），得到往返一次的距离，再除以2，即为UWB标签与UWB基站之间的距离。
速度为3×10km/s），得到往返一次的距离，再除以2，即为UWB标签与UWB基站之间的距离。
[0048] 对于任意一个UWB基站，如果其有效通信范围内存在N个UWB标签，该UWB基站会接收到N个响应信号，该UWB基站分别对这N个脉冲信号进行计算，得到这N个UWB标签与UWB基站之间的测距信息。该UWB基站将测得的N个测距信息上传至控制空调新风送风量的控制装置。
[0049] 需要注意的是，由于各UWB基站设置位置不同，对于同一个UWB标签，不是所有UWB基站都能接收到该UWB标签返回的响应信号的，因此，每个UWB基站在同一时间接收到的响应信号数量不一定是相同的。
[0050] 由于UWB传输信号持续时间很短，发射功率极低，能够允许成百上千的UWB标签同时定位，因此，即使实验室内有多个人员，也能很准确地对每个人员进行定位，不会出错。
[0051] 步骤S204，对于任意标签ID，获取该标签ID对应的所有测距信息。
[0052] 控制装置将各UWB基站上传的所有测距信息按照标签ID进行分类统计，具体的，是将具有相同标签ID的测距信息归类在一起。
[0053] 步骤S205，当该标签ID对应的所有测距信息的数量不小于3时，根据该标签ID对应的测距信息进行计算，得到实验室人员的当前定位信息。
[0054] 当一个标签ID的测距信息总数为1个或2个时，说明该标签ID所属的UWB标签不在实验室内；而当一个标签ID的测距信息总数达到3个或更多时，则说明该标签ID所属的UWB标签可能位于实验室内，可以对该UWB标签进行定位，进而得到该UWB标签所属的实验室人员的当前定位信息。
[0055] 在计算定位信息时，假设一个标签ID的测距信息有三个，获取上传这三个测距信息的UWB基站的坐标（该坐标是预先设置的），通过三点定位法画3个圈，其交点即为该标签ID所属的UWB标签的坐标，即为该UWB标签所属的实验室人员的当前定位信息。
[0056] 步骤S206，根据实验室人员的当前定位信息判断UWB标签是否在实验室内，若是则记录该当前定位信息。
[0057] 如果UWB标签的坐标落在实验室的坐标范围内，就说明该UWB标签所属的实验室人员当前位于实验室内，记录该坐标。
[0058] 步骤S207，对所有记录的当前定位信息的数量进行求和计算，得到实验室当前人数。
[0059] 待对所有计算得到的UWB标签的坐标都判断完毕后，将所有坐标数量相加即为实验室当前人数。
[0060] 步骤S208，根据实验室当前人数、单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量和实验室面积计算得到最小新风送风量。
[0061] 可选的，先计算实验室当前人数与单人所需最小新风量的乘积，以及单位面积所需最小新风量与实验室面积的乘积，再将两个乘积相加即为最小新风送风量；其中，单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量可以按照现有的标准设定，实验室面积通过具体测量得到。计算得到的最小新风送风量是保证实验室内空气质量达到标准的最小送风量。
[0062] 步骤S209，根据最小新风送风量对当前新风送风量的大小进行调节。
[0063] 可以通过调节送风的阀门来对新风送风量的大小进行调节。
[0064] 需要注意的是，当步骤S201中没有获取到任何测距信息时，说明在各UWB基站有效通信范围内没有UWB标签，实验室内也没有任何实验人员，因此，在实验室无人情况下，最小新风送风量则只考虑单位面积所需最小新风量和实验室面积这两个因素，使空调新风负荷耗能最小。
[0065] 实施例三：参照图3，为本发明实施例公开的一种基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，主要包括：UWB测距模块301，UWB测距模块301包括UWB基站3011和UWB标签3012，用于通过UWB基站3011和UWB标签3012之间的通信获取实验室人员与UWB基站3011之间的测距信息；定位计算模块302，与UWB测距模块301连接，用于根据测距信息计算实验室人员的当前定位信息；
当前人数获取模块303，与定位计算模块302连接，用于根据实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；送风量控制模块304，与当前人数获取模块303连接，用于根据实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
当前人数获取模块303，与定位计算模块302连接，用于根据实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；送风量控制模块304，与当前人数获取模块303连接，用于根据实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
[0066] 本实施例中，在实验室内（例如墙壁上、实验设备外壳上等）设置至少三个UWB基站3011，且每个实验室人员需随身携带UWB标签3012。定位计算模块302、当前人数获取模块
303和送风量控制模块304均设置在实验室空调系统的控制端。
303和送风量控制模块304均设置在实验室空调系统的控制端。
[0067] 由于UWB技术的短距离传输距离大概是十几米，因此，可以根据实验室的面积设置UWB基站3011的数量。例如，如果实验室最大的距离为10米，就可以仅设置三个UWB基站3011，如果实验室面积较大，最大距离超过10米，就需要四个以上的UWB基站3011，使在实验室内任意位置的UWB标签3012都能与UWB基站3011建立有效通信，实现测距。
[0068] 以一个UWB基站3011和一个UWB标签3012为例，该UWB基站3011不断向外广播请求脉冲信号，当UWB标签3012位于该UWB基站3011的有效通信范围（一般为十几米）内时，会接收到请求脉冲信号，然后返回响应脉冲信号，该UWB基站3011接收到该响应信号。利用飞行时间测距法（ToF）通过测量脉冲信号从出发到返回的时间，再乘以传播速度（脉冲信号在空气中的传播速度为3×105km/s），得到往返一次的距离，再除以2，即为UWB标签3012与UWB基站3011之间的距离。
[0069] 对于任意一个UWB基站3011，如果其有效通信范围内存在N个UWB标签3012，该UWB基站3011会接收到N个响应信号，该UWB基站3011分别对这N个脉冲信号进行计算，得到这N个UWB标签3012与UWB基站3011之间的测距信息。该UWB基站3011将测得的N个测距信息上传至空调系统控制端。
[0070] 需要注意的是，由于各UWB基站3011设置位置不同，对于同一个UWB标签3012，不是所有UWB基站3011都能接收到该UWB标签3012返回的响应信号的，因此，每个UWB基站3011在同一时间接收到的响应信号数量不一定是相同的。
[0071] 由于UWB传输信号持续时间很短，发射功率极低，能够允许成百上千的UWB标签3012同时定位，因此，即使实验室内有多个人员，也能很准确地对每个人员进行定位，不会出错。
[0072] 本实施例中，对于任意UWB标签，定位计算模块302根据各UWB基站上传的该UWB标签3012的所有测距信息进行定位计算，得到该UWB标签3012的坐标。
[0073] 如果UWB标签3012的坐标落在实验室的坐标范围内，就说明该UWB标签3012所属的实验室人员当前位于实验室内，记录该坐标；待对所有计算得到的UWB标签3012的坐标都判断完毕后，将所有坐标数量相加即为实验室当前人数。
[0074] 本实施例中，当实验室内人数较少时，送风量控制模块304减小当前新风送风量；当实验室内人数较多时，送风量控制模块304增加当前新风送风量。送风量控制模块304可以通过调节送风的阀门来对新风送风量的大小进行调节。
[0075] 需要注意的是，当UWB测距模块301没有获取到任何测距信息时，说明在各UWB基站3011有效通信范围内没有UWB标签3012，实验室内也没有任何实验人员，因此，在实验室无人情况下，最小新风送风量则只考虑单位面积所需最小新风量和实验室面积这两个因素，使空调新风负荷耗能最小。
[0076] 实施例四：参照图4，为本发明实施例公开的一种基于UWB定位的实验室空调节能控制系统，包括：
UWB测距模块401，用于通过UWB基站4011和UWB标签4012之间的通信获取实验室人员与UWB基站4011之间的测距信息；定位计算模块402，与UWB测距模块401连接，用于根据测距信息计算实验室人员的当前定位信息；当前人数获取模块403，与定位计算模块402连接，用于根据实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；送风量控制模块404，与当前人数获取模块403连接，用于根据实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
UWB测距模块401，用于通过UWB基站4011和UWB标签4012之间的通信获取实验室人员与UWB基站4011之间的测距信息；定位计算模块402，与UWB测距模块401连接，用于根据测距信息计算实验室人员的当前定位信息；当前人数获取模块403，与定位计算模块402连接，用于根据实验室人员的当前定位信息获取实验室当前人数；送风量控制模块404，与当前人数获取模块403连接，用于根据实验室当前人数控制空调的当前新风送风量。
[0077] 如图4所示，UWB测距模块401包括：设于实验室内的至少三个UWB基站4011，用于分别向外广播请求信号；UWB标签4012，用于接收请求信号，并返回携带标签ID的响应信号；UWB基站4011，还用于根据接收到的响应信号计算生成测距信息，测距信息包含响应信息携带的标签ID。
[0078] 本实施例中，在实验室内（例如墙壁上、实验设备外壳上等）设置至少三个UWB基站4011，且每个实验室人员需随身携带UWB标签4012，每个UWB标签4012均具有唯一标签ID。定位计算模块402、当前人数获取模块403和送风量控制模块404均设置在实验室空调系统的控制端。
[0079] 由于UWB技术的短距离传输距离大概是十几米，因此，可以根据实验室的面积设置UWB基站4011的数量。例如，如果实验室最大的距离为10米，就可以仅设置三个UWB基站4011，如果实验室面积较大，最大距离超过10米，就需要四个以上的UWB基站4011，使在实验室内任意位置的UWB标签4012都能与UWB基站4011建立有效通信，实现测距。
[0080] 以一个UWB基站4011和一个UWB标签4012为例，该UWB基站4011不断向外广播请求脉冲信号，当UWB标签4012位于该UWB基站4011的有效通信范围（一般为十几米）内时，会接收到请求脉冲信号，然后返回携带其标签ID的响应脉冲信号，该UWB基站4011接收到该响应信号。利用飞行时间测距法（ToF）通过测量脉冲信号从出发到返回的时间，再乘以传播速度（脉冲信号在空气中的传播速度为3×105km/s），得到往返一次的距离，再除以2，即为UWB标签4012与UWB基站4011之间的距离。
[0081] 对于任意一个UWB基站4011，如果其有效通信范围内存在N个UWB标签4012，该UWB基站4011会接收到N个响应信号，该UWB基站4011分别对这N个脉冲信号进行计算，得到这N个UWB标签4012与UWB基站4011之间的测距信息。该UWB基站4011将测得的N个测距信息上传至空调系统控制端的定位计算模块402。
[0082] 需要注意的是，由于各UWB基站4011设置位置不同，对于同一个UWB标签4012，不是所有UWB基站4011都能接收到该UWB标签4012返回的响应信号的，因此，每个UWB基站4011在同一时间接收到的响应信号数量不一定是相同的。
[0083] 由于UWB传输信号持续时间很短，发射功率极低，能够允许成百上千的UWB标签4012同时定位，因此，即使实验室内有多个人员，也能很准确地对每个人员进行定位，不会出错。
[0084] 对于任意标签ID，定位计算模块402获取该标签ID对应的所有测距信息，将各UWB基站上传的所有测距信息按照标签ID进行分类统计，即将具有相同标签ID的测距信息归类在一起。
[0085] 当该标签ID对应的所有测距信息的数量不小于3时，定位计算模块402根据该标签ID对应的测距信息进行计算，得到实验室人员的当前定位信息。具体的，当一个标签ID的测距信息总数为1个或2个时，说明该标签ID所属的UWB标签4012不在实验室内；而当一个标签ID的测距信息总数达到3个或更多时，则说明该标签ID所属的UWB标签4012可能位于实验室内，可以对该UWB标签4012进行定位，进而得到该UWB标签4012所属的实验室人员的当前定位信息。
[0086] 在定位计算模块402计算定位信息时，假设一个标签ID的测距信息有三个，获取上传这三个测距信息的UWB基站4011的坐标（该坐标是预先设置的），通过三点定位法画3个圈，其交点即为该标签ID所属的UWB标签4012的坐标，即为该UWB标签4012所属的实验室人员的当前定位信息。
[0087] 如图4所示，当前人数获取模块403包括：记录模块4031，与定位计算模块402连接，用于根据实验室人员的当前定位信息判断UWB标签4012是否在实验室内，若是则记录该当前定位信息；求和模块4032，与记录模块4031连接，用于对所有记录的当前定位信息的数量进行求和计算，得到实验室当前人数。
[0088] 如果UWB标签4012的坐标落在实验室的坐标范围内，就说明该UWB标签4012所属的实验室人员当前位于实验室内，记录该坐标；待对所有计算得到的UWB标签4012的坐标都判断完毕后，将所有坐标数量相加即为实验室当前人数。
[0089] 如图4所示，送风量控制模块404包括：送风量计算模块4041，与记录模块4031连接，用于根据实验室当前人数、单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量和实验室面积计算得到最小新风送风量；送风量调节模块4042，与送风量计算模块4041连接，用于根据最小新风送风量对当前新风送风量的大小进行调节。
[0090] 可选的，送风量计算模块4041先计算实验室当前人数与单人所需最小新风量的乘积，以及单位面积所需最小新风量与实验室面积的乘积，再将两个乘积相加即为最小新风送风量；其中，单人所需最小新风量、单位面积所需最小新风量可以按照现有的标准设定，实验室面积通过具体测量得到。送风量计算模块4041计算得到的最小新风送风量是保证实验室内空气质量达到标准的最小送风量。
[0091] 送风量调节模块4042通过调节送风的阀门来对新风送风量的大小进行调节。
[0092] 需要注意的是，当UWB测距模块401没有获取到任何测距信息时，说明在各UWB基站4011有效通信范围内没有UWB标签4012，实验室内也没有任何实验人员，因此，在实验室无人情况下，最小新风送风量则只考虑单位面积所需最小新风量和实验室面积这两个因素，使空调新风负荷耗能最小。
[0093] 本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
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