CN101013522A - 一种智能型空调控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种涉及控制的智能型空调控制方法和系统，其方法为：A.红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器；B.空调控制器根据无线信号调节空调的工作状态；步骤A包括：A1.将红外探测装置安装于被探测空间的上部，A2.判断是否有人体存在，当有人体存在时，产生相应的无线信号，发射至空调控制器；步骤A2中，进一步检测其中的电池电压，当电池电压不足时，发出相应的报警信号；该系统包括空调控制器，还包括红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器，空调控制器根据所接收到的无线信号调节空调的工作状态；本发明检测准确度高，可实施性强，且较为节能。

Description

一种智能型空调控制方法和系统

技术领域

本发明涉及控制，尤其涉及一种智能型空调控制方法和系统。

背景技术

一般在办公室、会议室或公共场所等场地，使用空调时，有时会出现人离开场地后，因没能及时返回场地，或不能返回，或出门忘记关闭空调，或空调场地长时间没有人员存在，对于这些情况的发生，会造成能源浪费。

在现有技术中，针对上述这些情况，也有对于空调/空调系统采用有关自动控制装置，如中国专利公告号CN2718440Y的公开文献中，记载了一种通过对人体进行红外探测，对空调/空调系统进行相应的控制。在这种控制装置中，由于用于探测人体红外信号的检测元件与空调控制器主体直接连接，这对于一般的简单、小型场地尚适用，但对于内部陈设较多的场地，检测元件的安装位置受到空调控制器所处位置的牵制，就会影响检测元件的检测效果，特别是对于场地中所存在的阻隔物(如办公台位、文件架柜)较多的情况下，检测元件的安装位置对于检测结果的准确性起到了较大的影响作用，现有技术中由于检测元件与空调控制器主体在物理上的牵制，影响了这种空调控制器在类似场地中的检测准确度，因此，现有技术准确度低，检测范围小，应用的可实施性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于内部陈设较多的智能型空调控制方法和系统，以解决现有技术中检测准确度低，检测范围小，可实施性能差的问题。

本发明所采用的智能型空调控制方法，其特征在于：它采用如下步骤：

A、红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器；

B、所述的空调控制器根据所接收到的反映人体存在信息的无线信号调节空调的工作状态。

所述的步骤A包括如下步骤：

A1、将红外探测装置安装于被探测空间的上部；

A2、红外探测装置判断是否有人体存在，当有人体存在时，产生相应的无线信号，发射至空调控制器。

所述的步骤A2中，所述的红外探测装置进一步检测其中的电池电压，当电池电压不足时，发出相应的报警信号。

所述的步骤A2包括如下步骤：

A21、红外探头开始检测人体红外信号，检测到的人体红外信号由红外信号接收处理模块接收并处理后，向主控模块发送相应的人体信号；

A22、主控模块判断是否有人体存在，进行如下操作：

A221、若主控模块接收到人体信号，则表示有人体存在，继续如下步骤A23；

A222、否则，表示没有人体存在，返回步骤422；

A23、主控模块判断电池电压是否正常，进行如下操作：

A231、若主控模块检测到电压检测模块的低值信号，表示电池电压过低，触发报警模块工作，返回步骤A22；

A232、否则，继续如下步骤A24；

A24、主控模块根据人体信号，触发无线发射模块工作；

A25、无线发射模块产生红外信号，发射至空调控制器，返回步骤A22。

所述的步骤B中，所述的空调控制器对空调的工作状态采用如下调节方式：

B1、至少当空调控制器在超过连续的第一时间阀T1未接收到无线信号，则设置空调的温度上调或下降第一调节值t1，且调整空调的风速；

B2、当空调控制器在超过连续的极限时间阀T0未接收到无线信号，则关闭空调。

这种智能型空调控制系统，包括空调控制器，其特征在于：还包括红外探测装置，所述的红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器，所述的空调控制器根据所接收到的无线信号调节空调的工作状态。

所述的红外探测装置安装于被探测空间的上部。

所述的红外探测装置至少包括主控模块、红外探头、红外信号接收处理模块、无线发射模块和电源模块，主控模块与红外信号接收处理模块、无线发射模块相连，红外探头连接于红外信号接收处理模块的输入端，电源模块向功能模块提供电源，其中，

所述的主控模块接收红外信号接收处理模块输出的人体信号，根据人体信号触发无线发射模块工作；

所述的红外信号接收处理模块接收红外探头探测到的人体红外信号，经放大处理后，产生人体信号发送至主控模块；

所述的无线发射模块根据主控模块的触发信号，向空调控制器发送无线信号。

所述的红外探测装置还包括电压检测模块和报警模块，其中，

所述的电压检测模块检测电源模块中电池的电压值，当电池的电压值过低时，向主控模块发送低值信号；

所述的主控模块根据低值信号触发报警模块工作。

所述的空调控制器至少包括中央控制单元、无线接收模块、空调制动模块、设置模块和显示模块，其中，

所述中央控制单元保存有空调的初始工作状态数据、调控参数，接收无线接收模块所传递的人体触发信号，进行内部计算，根据控制参数和计算结果向空调制动模块发送相应的调节指令；

所述的无线接收模块收集红外探测装置发出的无线信号，向中央控制单元发送相应的人体触发信号；

所述的空调制动模块根据所接收到的调节指令，完成对空调的相应调节；

所述的设置模块向中央控制单元输送初始工作状态数据、调控参数，中央控制单元作相应的保存；

所述的显示模块根据中央控制单元的显示指令，显示空调的运行状态数据、调节控制的数据和命令。

本发明的有益效果为：在本发明中，红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器，空调控制器根据接收到的无线信号调节空调的工作状态，本发明的红外探测装置与空调控制器之间是通过无线信号实现通讯的，两者不存在物理上的连接，红外探测装置的安装位置相对独立于空调控制器的位置，因此，可以根据需要将红外探测装置安装于最佳的位置(如被探测空间的上部)，这样，特别是对于内部陈设较多的场地中，例如阻隔物处于空调控制器与红外发射装置之间，空调控制器就有可能接收不到信号，由于红外探测装置安装于上部，阻隔物的存在对于检测准确度几乎没有影响，另一方面，象这样阻隔物较多的场地中，阻隔物(如办公台位、文件架柜)的摆放又具有易变性，现有技术根本不能适应这种情况，本发明则可以完全摆脱这些方面的影响，通过红外探测装置与空调控制器相独立的巧妙设置，使本发明对于内部陈设较多的场地能够确保检测准确度，在节约能源的同时，也具有相当高的可实施性能，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明红外探测装置电路原理示意图；

图3为本发明红外探测装置电路图；

图4为本发明空调控制器电路原理示意图；

图5为本发明基本控制流程示意图；

图6为本发明具体控制流程示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进-步详细说明：

限据图1、图2、图3和图4，本发明包括空调控制器1和红外探测装置2，如图1所示，红外探测装置2安装于被探测空间S的上部(通常，可以是办公室、会议室或公共场所中的天花板上，红外探测装置2检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器1，空调控制器1根据所接收到的无线信号调节空调3的工作状态。

如图2所示，红外探测装置2包括主控模块21、红外探头22、红外信号接收处理模块23、无线发射模块24、电源模块25、电压检测模块26和报警模块27，主控模块21与红外信号接收处理模块23、无线发射模块24、电压检测模块26和报警模块27分别相连，红外探头22连接于红外信号接收处理模块23的输入端。

电源模块25向各功能模块提供电源，如图3所示，电源模块25中包括电池BAT和一个三端稳压器，电池BAT(电压VCC)连接于三端稳压器的输入端，三端稳压器输出一个+3V的输出电压V₀，输出电压V₀则作为各功能模块的工作电压。

如图2所示，主控模块21接收红外信号接收处理模块23输出的人体信号，根据人体信号触发无线发射模块24工作。如图3所示，主控模块21包括主控芯片U4A，主控芯片U4A采用HT48R06A。

如图2所示，红外信号接收处理模块23接收红外探头22探测到的人体红外信号，经放大处理后，产生人体信号发送至主控模块21。

如图3所示，在本发明中，红外探头22采用被动式热释电红外探头，该红外探头22靠探测人体发射的10UM左右的红外线进行工作。因为人体都有恒定的体温，一般在37度，这时会发出特定波长10UM左右的红外线，再通过菲涅尔透镜增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上，这红外感应源在接收人体红外辐射温度发生变化时会失去电荷平衡，而向外释放电荷。

为了仅仅对人体的红外辐射敏感和使之有很好的定向性，在红外探头22的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔透镜，使环境的干扰受到明显的控制作用；同时改善热释电红外传感器输出信号幅度小、工作频率低、检测距离短，使范围扩展成90度圆锥型距离大于5米的检测面(如高4米，探测范围大概直径为5米的空间)。

当红外探头22检测到人体移动引起的红外热能的变化并将它转换为电压量传输至红外信号接收处理模块23中的信号处理芯片U3(BISS0001信号放大处理芯片)，信号处理芯片U3对信号进行放大后，向主控芯片U4A发出一个下降沿的中断信号(即人体信号)至主控芯片U4A的端脚9(即PCO引脚)，对主控芯片U4A产生触发。

如图2所示，所述的无线发射模块24根据主控模块21的触发信号，向空调控制器1发送无线信号，如图3所示，无线发射模块24以38KHZ的发射频率发射红外信号，当主控芯片U4A的端脚2发出一个高电平触发信号，无线发射模块24中的三极管Q6导通，则发出红外信号，在本实施例中，通过主控模块21对无线发射模块24的触发信号控制，使得无线信号具体为38KHZ频率的红外信号。

如图2所示，电压检测模块26检测电源模块25中电池BAT的电压值，如图3所示，电压VCC在正常状态(高电压)下，通过三极管Q1、Q2和Q3，三极管Q4导通，Q4集电极电流增大，Q4集电极电位被下拉，Q4集电极产生低电平的LOW_TEST信号至主控芯片U4A的端脚3；当电压VCC过低时，三极管Q4截止，LOW_TEST信号为(+3V)高电平，该高电平LOW_TEST信号作为反映电压VCC过低的低值信号，可由芯片U4A检测到。

如图2所示，主控模块21根据低值信号触发报警模块27工作，当电压VCC过低时，LOW_TEST信号为(+3V)高电平，主控芯片U4A则触发报警模块27中三极管Q5导通，使红色发光二极LED2点亮，同时，主控芯片U4A的端脚6、7向蜂鸣器BZ1发出蜂鸣信号，使蜂鸣器BZ1发出响声；反之，电压VCC在正常状态(高电压)下，LOW-TEST信号为低电平，报警模块27中的绿色发光二极LED1点亮，因此，报警模块27可同时发出声、光报警反映电池BAT电压过低，或者采用点亮绿色发光二极LED1，表示电池BAT电压正常。

如图3所示，芯片U4A的PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PB2、PC1引脚可作为预留端口。

如图4所示，空调控制器1包括中央控制单元11、无线接收模块12、空调制动模块13、设置模块14和显示模块15。

如图4所示，中央控制单元11保存有空调3的初始工作状态数据、调控参数、类型参数，其中，类型参数可以反映制冷、制热、风扇等模式，接收无线接收模块12所传递的人体触发信号，进行内部计算，根据控制参数和计算结果向空调制动模块13发送相应的调节指令。

如图4所示，无线接收模块12收集红外探测装置2发出的无线信号(即无线发射模块24发射的红外信号)，向中央控制单元11发送相应的人体触发信号。

如图4所示，空调制动模块13根据所接收到的调节指令，完成对空调3的相应调节。

如图4所示，设置模块14向中央控制单元11输送初始工作状态数据、调控参数、类型参数，中央控制单元11作相应的保存；

如图4所示，显示模块15根据中央控制单元11的显示指令，显示空调3的运行状态数据、调节控制的数据和命令。

如图4所示，通过设置模块14设置空调初始工作状态数据、调控参数、类型参数，中央控制单元11启动空调3进入初始工作状态，这时，空调控制器1就进入了准备状态，可以根据所接收到的无线信号和所保存的控制参数，进行相关的内部计算，对空调3的工作状态进行调节。

如图5所示，本发明的基本操作流程如下：

1)将红外探测装置2安装于被探测空间S的上部，在本发明中，探测空间S的上部所反映的技术本质在于，这种位置体现了适应人体红外探测的最佳位置，实际上，并不排除将红外探测装置2安装于其它位置，只要其它位置能够更好地适应人体红外探测。

2)红外探测装置2判断是否有人体存在，当有人体存在时，产生相应的无线信号，发射至空调控制器1。

3)空调控制器1根据所接收到的反映人体存在信息的无线信号调节空调3的工作状态。

如图6所示，本发明的基本操作流程如下：

1.将红外探测装置2安装于被探测空间S的上部。

2.红外探头22开始检测人体红外信号，检测到的人体红外信号由红外信号接收处理模块23接收并处理后，向主控模块21发送相应的人体信号。

3.主控模块21判断是否有人体存在，进行如下操作：

31、若主控模块21接收到人体信号，则表示有人体存在，继续如下步骤4。

32、否则，表示没有人体存在，返回步骤3。

4.主控模块21判断电池BAT电压VCC是否正常，进行如下操作：

41、若主控模块21检测到电压检测模块26的低值信号，表示电池BAT电压VCC过低，触发报警模块27工作。

42、否则，继续如下步骤5。

5.主控模块21判断是否初次上电，即，指主控模块21是否第一次接收到人体信号，进行如下操作：

51、若是初次上电，在主控模块21中设置一个状态键值，在第一次接收到人体信号时，修改状态键值的记录反映已接收过人体信号，继续如下步骤6。

52、若不是初次上电，则延迟一个设定的时间间隔T，继续如下步骤6。这种延迟是为了减少红外探测装置2发射无线信号(红外信号)的次数以延长电池BAT的使用寿命，时间间隔T的大小设定与空调控制器1的调控参数有一定的关系，只需要将时间间隔T的大小设定为小于空调控制器1对空调3调节的时间阀，或选择为该时间阀的一半，可以在确保空调控制器1对空调3的有效控制的同时，尽可能地减少无线信号(红外信号)的发射次数。继续如下步骤6。

6.主控模块21根据接收到的人体信号，触发无线发射模块24工作。

7.无线发射模块24产生红外信号(即无线信号)，发射至空调控制器1。

8.在红外探测装置2中，返回步骤3；同时，空调控制器1根据所接收到的红外信号调节空调3的工作状态。在本实施例中，空调控制器1对空调3的工作状态采用如下调节方式：

81、当空调控制器1在超过连续的第一时间阀T1未接收到无线信号，则设置空调3的温度上调或下降第一调节值t1，同时，对风速进行调整。

82、当空调控制器1在超过连续的第二时间阀T2未接收到无线信号，则设置空调3的温度上调或下降第二调节值t2，同时，对风速进行调整。

83、当空调控制器1在超过连续的极限时间阀T0未接收到无线信号，则关闭空调。

例如，如果运行于制冷模式，当红外探测装置2连续20分钟(第一时间阀T1)未检测到人，则设置温度上调2℃(第一调节值t1)，当连续40分钟(第二时间阀T2)未探测到人在房间，则上调4℃(第二调节值t2)，如果超过60分钟(极限时间阀T0)都未探测到人的存在，则关闭空调3，未探测到人超过20分钟(第一时间阀T1)，风速调整低风。在对空调3已经进行了调节以后，在60分钟内(极限时间阀T0)重新探测到有人存在，则恢复用户设置的初始工作状态。

如果运行于制热模式，当红外探测装置2连续20分钟(第一时间阀T1)未检测到人，则设置温度下调2℃(第一调节值t1)，当连续40分钟(第二时间阀T2)未探测到人在房间，则下调4℃(第二调节值t2)，如果超过60分钟(极限时间阀T0)都未探测到人的存在，则关闭空调3，未探测到人超过20分钟(第一时间阀T1)，风速调整低风。在对空调3已经进行了调节以后，在60分钟内(极限时间阀T0)重新探测到有人存在，则恢复用户设置的初始工作状态。

如果运行于风扇模式，当红外探测装置2连续20分钟(第一时间阀T1)未检测到人，则风速调整低风，如果超过60分钟(极限时间阀T0)都未探测到人的存在，则关闭空调3；在对空调3已经进行了调节以后，在60分钟内(极限时间阀T0)重新探测到有人存在，则恢复用户设置的初始工作状态。

显然，上述运行模式，无论是制冷，还是制热，均可以尽可能降低空调机在房间无人状态下的用电量，同时也能保证使用者在正常使用时的舒适程度。

对于本发明来说，空调控制器1对空调3的调节方式可以根据需要进行设置，可以通过设置模块14设置空调初始工作状态数据、调控参数、类型参数等，还可以根据应用需求，在中央控制单元11中增设不同的控制方式，这对于本领域普通技术人员来说，可以不需要付出创造性劳动即可实施，此处不再赘述。

在本实施例中，电源模块25也可以不采用电池BAT，而是采用外部电源供电，如变压器，对于这种情况，主控模块21可以免去对电源模块25的输出电压检测，或者只检测有无电压输出，这对于本领域普通技术人员来说可以不需要付出创造性劳动即可实施，此处不再赘述。

综上所述，尽管本发明的基本结构、原理、方法通过上述实施例予以具体阐述，在不脱离本发明要旨的前提下，根据以上所述的启发，本领域普通技术人员可以不需要付出创造性劳动即可实施多种变换/替代形式或组合，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种智能型空调控制方法，其特征在于：它采用如下步骤：

A、红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器；

B、所述的空调控制器根据所接收到的反映人体存在信息的无线信号调节空调的工作状态。

2.根据权利要求1所述智能型空调控制方法，其特征在于：所述的步骤A包括如下步骤：

A1、将红外探测装置安装于被探测空间的上部；

A2、红外探测装置判断是否有人体存在，当有人体存在时，产生相应的无线信号，发射至空调控制器。

3.根据权利要求2所述智能型空调控制方法，其特征在于：所述的步骤A2中，所述的红外探测装置进一步检测其中的电池电压，当电池电压不足时，发出相应的报警信号。

4.根据权利要求3所述智能型空调控制方法，其特征在于：所述的步骤A2包括如下步骤：

A21、红外探头开始检测人体红外信号，检测到的人体红外信号由红外信号接收处理模块接收并处理后，向主控模块发送相应的人体信号；

A22、主控模块判断是否有人体存在，进行如下操作：

A221、若主控模块接收到人体信号，则表示有人体存在，继续如下步骤A23；

A222、否则，表示没有人体存在，返回步骤A22；

A23、主控模块判断电池电压是否正常，进行如下操作：

A231、若主控模块检测到电压检测模块的低值信号，表示电池电压过低，触发报警模块工作，返回步骤A22；

A232、否则，继续如下步骤A24；

A24、主控模块根据人体信号，触发无线发射模块工作；

A25、无线发射模块产生红外信号，发射至空调控制器，返回步骤A22。

5.根据权利要求4所述智能型空调控制方法，其特征在于：所述的步骤B中，所述的空调控制器对空调的工作状态采用如下调节方式：

B1、至少当空调控制器在超过连续的第一时间阀T1未接收到无线信号，则设置空调的温度上调或下降第一调节值t1，且调整空调的风速；

B2、当空调控制器在超过连续的极限时间阀T0未接收到无线信号，则关闭空调。

6.一种智能型空调控制系统，包括空调控制器，其特征在于：还包括红外探测装置，所述的红外探测装置检测人体红外信号，并将探测到的人体存在信息通过无线信号发送至空调控制器，所述的空调控制器根据所接收到的无线信号调节空调的工作状态。

7.根据权利要求6所述智能型空调控制系统，其特征在于：所述的红外探测装置安装于被探测空间的上部，

8.根据权利要求6所述智能型空调控制系统，其特征在于：所述的红外探测装置至少包括主控模块、红外探头、红外信号接收处理模块、无线发射模块和电源模块，主控模块与红外信号接收处理模块、无线发射模块相连，红外探头连接于红外信号接收处理模块的输入端，电源模块向功能模块提供电源，其中，

所述的主控模块接收红外信号接收处理模块输出的人体信号，根据人体信号触发无线发射模块工作；

所述的红外信号接收处理模块接收红外探头探测到的人体红外信号，经放大处理后，产生人体信号发送至主控模块；

所述的无线发射模块根据主控模块的触发信号，向空调控制器发送无线信号。

9.根据权利要求8所述智能型空调控制系统，其特征在于：所述的红外探测装置还包括电压检测模块和报警模块，其中，

所述的电压检测模块检测电源模块中电池的电压值，当电池的电压值过低时，向主控模块发送低值信号；

所述的主控模块根据低值信号触发报警模块工作。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的智能型空调控制系统，其特征在于：所述的空调控制器包括中央控制单元、无线接收模块、空调制动模块、设置模块和显示模块，其中，

所述中央控制单元保存有空调的初始工作状态数据、调控参数，接收无线接收模块所传递的人体触发信号，进行内部计算，根据控制参数和计算结果向空调制动模块发送相应的调节指令；

所述的无线接收模块收集红外探测装置发出的无线信号，向中央控制单元发送相应的人体触发信号；

所述的空调制动模块根据所接收到的调节指令，完成对空调的相应调节；

所述的设置模块向中央控制单元输送初始工作状态数据、调控参数，中央控制单元作相应的保存；

所述的显示模块根据中央控制单元的显示指令，显示空调的运行状态数据、调节控制的数据和命令。

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