CN103925225B

CN103925225B - 电风扇追踪人体的控制方法及其控制装置

Info

Publication number: CN103925225B
Application number: CN201410174199.XA
Authority: CN
Inventors: 周兴达; 令狐静波; 徐嘉伟; 谭琳; 戚凯莉; 傅潇霄; 曽礼强
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: CN103925225A

Abstract

本发明提供的一种电风扇追踪人体的控制方法，包括如下步骤：a.控制风扇头转动一周；b.在风扇头转动过程中获取人的位置信息，并根据位置信息确定风扇头的摆动范围；c.控制风扇头在该摆动范围中摆动；本发明的电风扇追踪人体的控制方法，能够根据人体位于电风扇周围的位置信息，确定风扇头最佳的摆动范围，即既能够为周围的所有人送风，又能够使风扇头的摆动范围最小，能够有效地避免资源的浪费，节约电能。

Description

电风扇追踪人体的控制方法及其控制装置

技术领域

本发明涉及一种电风扇的控制领域，尤其涉及一种电风扇追踪人体的控制方法及其控制装置。

背景技术

电风扇是现代生活中比不可少的家用电器，并且在现代生活中发挥着重要的作用。现有的电风扇中，一般包括风扇头、底座和支撑杆，在风扇头的扇叶转动时，可以使风扇头固定朝向一个方向送风，也可以使风扇头在既定的摆动范围中摆动送风，这两种送风方式大大提高了风扇的适用性；但是，现有的风扇中，当人数较多时，现有的风扇的风扇头的摆动范围不足以使所有的人都能够被吹到，而当人数较少时，现有的风扇头的摆动范围虽然能够满足所有人都能够吹到风，但是摆动幅度又过大，造成资源浪费。

因此，需要提出一种能够使电风扇追踪人体的位置的控制方法，能够根据位于电风扇周围的人的位置信息，确定风扇头的摆动范围，使得电风扇能够既能够满足给周围的所有人送风，又能够使风扇头摆动幅度最小，有效地节省能源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电风扇追踪人体的控制方法，能够根据位于电风扇周围的人的位置信息，确定风扇头的摆动范围，使得电风扇能够既能够满足给周围的所有人送风，又能够使风扇头摆动幅度最小，有效地节省能源。

本发明提供的一种电风扇追踪人体的控制方法，包括如下步骤：

a.控制风扇头转动一周；

b.在风扇头转动过程中获取人的位置信息，并根据位置信息确定风扇头的摆动范围；

c.控制风扇头在该摆动范围中摆动。

进一步，步骤b中包括如下步骤：

b1.根据人的位置信息确定相邻两人间距的最大值Smax＝Sp-Sq，并确定在转动方向上第一人和最后一人的距离为S1+N-Sj；

b2.当Smax≤S1+N-Sj,则在步骤a中的转动方向上距初始点(S1+Sj)/2的位置处为风扇头的摆动中心，并且(Sj-S1)/2为摆动幅度；

b3.当Smax＞S1+N-Sj，且(Sp+Sq)/2＞N/2，则在步骤a中的转动方向上距初始点(Sp+Sq)/2-N/2处为摆动中心，并且(N-Sp+Sq)/2为摆动幅度；

b4.当Smax＞S1+N-Sj，且(Sp+Sq)/2≤N/2，则在与步骤a中的转动方向相反的方向上距初始点N/2-(Sp+Sq)/2处为摆动中心，并且(N-Sp+Sq)/2为摆动幅度；

其中N为设定值，S1、Sp、Sq和Sj分别为在步骤a中的转动方向上第1人、第p人、第q人和最后1人与初始点的距离。

进一步，步骤b中，在风扇头转动过程中，风扇头从起始点每转动α°记录人体的位置信息，且N＝360°/α°，并且在风扇头的转动方向上人距初始点的距离为S＝n，其中n为风扇头转过α°的次数且n≤N。

进一步，风扇头转动α°的范围为：1.6≤α≤2.25。

进一步，α为1.8。

相应地，本发明提供了一种电风扇追踪人体的控制装置，包括用于驱动风扇头转动的电机、用于采集人的位置信息的位置采集单元以及与所述位置采集单元输出电连接的处理单元，所述处理单元向电机输出控制指令。

进一步，所述处理单元包括与位置采集单元输出端电连接的降压电路、与降压电路输出端连接的中央处理电路以及与中央处理电路的命令输出端连接的电机驱动电路。

进一步，所述电机为步进角为1.8°的步进电机。

进一步，所述位置采集单元为红外线传感器。

本发明的有益效果：本发明的电风扇追踪人体的控制方法，能够根据人体位于电风扇周围的位置信息，确定风扇头最佳的摆动范围，即既能够为周围的所有人送风，又能够使风扇头的摆动范围最小，能够有效地避免资源的浪费，节约电能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的控制流程图。

图2为本发明的步骤b2中摆动范围示意图。

图3为本发明的步骤b3中摆动范围示意图。

图4为本发明的步骤b4中摆动范围示意图。

图5为本发明的控制装置原理框图。

图6为本发明的控制装置电路原理图。

图7为本发明的具体控制流程图。

具体实施方式

图1为本发明的控制流程图，图2为本发明的步骤b2中摆动范围示意图，图3为本发明的步骤b3中摆动范围示意图，图4为本发明的步骤b4中摆动范围示意图，图5为本发明的控制装置原理框图，图6为而不能发明的控制装置电路原理图，如图所示。

a.控制风扇头转动一周；在风扇头转动一周的过程中，可以控制扇叶不转动，这样可以节约电能；

c.控制风扇头在该摆动范围中摆动，本发明的电风扇追踪人体的控制方法，能够根据人体位于电风扇周围的位置信息，确定风扇头最佳的摆动范围，即既能够为周围的所有人送风，又能够使风扇头的摆动范围最小，能够有效地避免资源的浪费，节约电能。

本实施例中，步骤b中包括如下步骤：

b1.根据人的位置信息确定相邻两人间距的最大值Smax＝Sp-Sq，并确定在转动方向上第一人和最后一人的距离为S1+N-Sj；相邻两人之间的距离可以根据S2-S1，S3-S2，S4-S3……Sj-Sj-1，然后得出相邻两人间距的最大值Smax＝MAX(S2-S1，S3-S2，S4-S3……Sj-Sj-1)＝Sp-Sq，其中Sp和Sq表示任一相邻两人在步骤a中的转动方向上与初始点的距离，并且初始点为风扇头开始转动时的位置，并且风扇头转动一周是以电风扇的用于连接风扇头以及风扇底座的支撑杆作为转动轴线，转动方向可分为顺时针方向和逆时针方向；

b2.当Smax≤S1+N-Sj,则在步骤a中的转动方向上距初始点(S1+Sj)/2的位置处为风扇头的摆动中心，并且(Sj-S1)/2为摆动幅度，风扇头的摆动中心确定以后，以(Sj-S1)/2为摆动幅度在摆动中心的两侧来回摆动送风，且摆动范围为Sj-S1，如图2所示，图中的虚线表示摆动中心，实线表示摆动范围，Q表示风扇头开始转动时的起始线，双向箭头表示摆动范围，当风扇头转完一周回到起始点Q时，在此种状况下，控制风扇头继续按照原来的转动方向转动到距初始点(S1+Sj)/2的位置，即转动到摆动中心，然后控制风扇头以(Sj-S1)/2为摆动幅度在摆动中心左右来回摆动；

b3.当Smax＞S1+N-Sj，且(Sp+Sq)/2＞N/2，则在步骤a中的转动方向上距初始点(Sp+Sq)/2-N/2处为摆动中心，并且(N-Sp+Sq)/2为摆动幅度，且摆动范围为N-Sp+Sq；如图3所示，图中的虚线表示摆动中心，实线表示摆动范围，Q表示风扇头开始转动时的起始线，双向箭头表示摆动范围，当风扇头转完一周回到起始点Q时，在此种状况下，控制风扇头继续按照原来的转动方向转动到距初始点(Sp+Sq)/2-N/2的位置，即转动到摆动中心，然后控制风扇头以(N-Sp+Sq)/2为摆动幅度在摆动中心左右来回摆动。

b4.当Smax＞S1+N-Sj，且(Sp+Sq)/2≤N/2，则在与步骤a中的转动方向相反的方向上距初始点N/2-(Sp+Sq)/2处为摆动中心，并且(N-Sp+Sq)/2为摆动幅度，且摆动范围为N-Sp+Sq；如图4所示，图中的虚线表示摆动中心，实线表示摆动范围，双向箭头表示摆动范围，当风扇头转完一周回到起始点Q时，在此种状况下，控制风扇头继续按照与原来的转动方向相反的方向转动到距初始点N/2-(Sp+Sq)/2的位置，即转动到摆动中心，然后控制风扇头以(N-Sp+Sq)/2为摆动幅度在摆动中心左右来回摆动。

当风扇确定摆动幅度和范围后，开始摆动送风，如人体位置有变动，则控制扇叶停止转动以及风扇头停止摆动，使风扇头以停止位置为初始点转动一周，重新确认人体位置信息，并重新确定摆动中心以及摆动幅度；如风扇在重新确定人体位置信息时，如风扇周围没有人，则控制电风扇停止工作。

本实施例中，步骤b中，在风扇头转动过程中，风扇头从起始点每转动α°记录人体的位置信息，如在某几个α°的范围内没有人体存在，则不需记录人体的位置信息，且N＝360°/α°表示在风扇头转动一周的过程中转过了多少个α°角，并且在风扇头的转动方向上人距初始点的距离为S＝n，这里人距初始点是指人距离风扇头转动的初始点有多少个α°角，在其中n为风扇头转过α°的次数且n≤N。

本实施例中，风扇头转动α°的范围为：1.6≤α≤2.25，如α＝1.6时，则N＝240，如α＝2.25时，则N＝160，由于在确定人体位置与风扇头的转动初始点的距离时是以n来确定的，即是说在某个位置处，人距离转动初始点为nα°的幅角，因此，在此处存在影响摆动幅度的误差，当α值越小，那么N值就越大，但是阿尔法值太小，使得确定风扇头摆动幅度的时间过长，效率地，并且计算难度增大，当α值越大，那么风扇头的摆动中心以及摆动幅度的确定误差就会偏大，从而印象最终的精确度，因此，α在上述中的取值为最佳，当α为1.8使，既能够有效保证摆动中心以及摆动幅度确定的精确度，又能够使得计算简便，能够在短时间内确定出风扇头的摆动幅度以及摆动中心。

相应地，本发明提供了一种电风扇追踪人体的控制装置，至少包括用于驱动风扇头转动的电机、用于采集人的位置信息的位置采集单元以及与所述位置采集单元输出电连接的处理单元，所述处理单元向电机输出控制指令，为了便于位置采集单元顺利采集人体的位置信息，位置采集单元设置在风扇头，并且位于风扇头的正上方，风扇头的转动是以电风扇的用于连接底座和风扇头的支撑杆为转动轴线进行顺时针或逆时针转动的。

本实施例中，所述处理单元包括与位置采集单元输出端电连接的降压电路、与降压电路输出端连接的中央处理电路以及与中央处理电路的命令输出端连接的电机驱动电路，当然，电风扇还包括用于驱动风扇叶进行转动的扇叶电机，属于现有技术，在此不加以赘述，所述位置采集单元为红外线传感器，且为所述位置采集单元为红外线传感器，即为24V工作电压的传感器，能够保证传感器具有足够的功率检测到较远距离的人体位置，其中降压电路为爱浦电子NN1-24S05B降压芯片，由于红外传感器的额定电压较高，而后续的中央处理电路一般工作在0-5V的电压范围内，因此，采用降压电路，能够对后续电路进行良好的保护，当红外线传感器在风扇头每转过α°时，在当时位置有人则输出高电平(24V)，无人则输出低电平(0V)，中央处理电路在当时位置接收高电平时，记录人体位置与风扇头的初始位置转过了多少个α°角，如无人时，则中央处理电路不作记录，中央处理电路采用采用89C52单片机，所述电机为步进角为1.8°的步进电机，能够保证风扇头以α＝1.8的转动角进行人体位置信息的记录，中央处理电路每向电机驱动电路发送一个脉冲，则步进电机驱动风扇头转过1.8°，且中央处理电路每发一个脉冲则基数一次，发N个脉冲时，则表示风扇头转动一周，比如，步进电机转动了90°，则表示中央处理电路发出了50个脉冲，如此时位置有人时，则记录当前位置的人与初始点的距离为S＝50。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种电风扇追踪人体的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.控制风扇头转动一周；

c.控制风扇头在该摆动范围中摆动；

步骤b中包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述电风扇追踪人体的控制方法，其特征在于：步骤b中，在风扇头转动过程中，风扇头从起始点每转动α°记录人体的位置信息，且N＝360°/α°，并且在风扇头的转动方向上人距初始点的距离为S＝n，其中n为风扇头转过α°的次数且n≤N。

3.根据权利要求2所述电风扇追踪人体的控制方法，其特征在于：风扇头转动α°的范围为：1.6≤α≤2.25。

4.根据权利要求3所述电风扇追踪人体的控制方法，其特征在于：α为1.8。

5.一种电风扇追踪人体的控制装置，其特征在于：包括用于驱动风扇头转动的电机、用于采集人的位置信息的位置采集单元以及与所述位置采集单元输出电连接的处理单元，所述处理单元向电机输出控制指令，其中，处理单元按照如下方式输出控制命令：

a.控制风扇头转动一周；

c.控制风扇头在该摆动范围中摆动；

步骤b中包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述电风扇追踪人体的控制装置，其特征在于：所述处理单元包括与位置采集单元输出端电连接的降压电路、与降压电路输出端连接的中央处理电路以及与中央处理电路的命令输出端连接的电机驱动电路。

7.根据权利要求6所述电风扇追踪人体的控制装置，其特征在于：所述电机为步进角为1.8°的步进电机。

8.根据权利要求7所述电风扇追踪人体的控制装置，其特征在于：所述位置采集单元为红外线传感器。