CN104633860A - 一种基于用户人体体温变化的室温调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于用户人体体温变化的室温调节方法，本发明的室温调节方法通过空调调节室内温度，用户将一个可穿戴体温分析设备穿戴在身上，通过可穿戴体温分析设备采集人体皮肤温度，分析人体对室内环境温度的冷热感知度，并将分析结果发送至空调温度控制模块，由空调温度控制模块根据人体的冷热感知度和室内环境温度，自动调整空调的设置温度，从而实现室内环境温度的自动调节，使人体始终处于一个舒适的环境中，从而减少使用者在过冷或过热情况下生病的可能性，并且使空调可以长时间运行在低功耗的状态下，达到节能的目的。解决现有的空调需要人工调整设置温度，耗电量高，且用户会因为处于过冷或过热的环境中而生病的问题。

Description

一种基于用户人体体温变化的室温调节方法

技术领域

本发明涉及移动设备技术领域，特别是可穿戴式移动计算设备，具体是一种基于体温变化的室温调节方法。

背景技术

目前市场上已有的室内空调温度控制设备，包括两种，一种通过红外线遥控器直接手工调节温度，即制冷和制热，另一种是基于互联网的远程温度调节，例如，通过智能移动终端来远程启动室内空调，进行制冷或制热，并调制到特定温度。这两种空调温度控制方法无法解决下列两个基本的问题：

第一，这两种空调温度控制方法都需要用户的干预，也就是通过用户手动调节空调的设置温度来进行室温的调节。也就是说，当用户感到自己冷或暖的情况下，手动来调节空调设置温度。所以无论控制方法如何优化(通过遥控板或者通过网络)，其智能程度都有很大的局限性，也就是说，空调无法自动感知到用户的身体冷暖状况，自动调节设置温度。

因此，用户在过冷或过热的环境下，就可能导致疾病的发生，比如夜晚睡眠期间，当人体感知到身体过冷或过热时，无法从睡眠中醒来调整空调设置温度，而空调也无法自动根据人体感知情况自动调整空调设置温度，人体在过冷或过热的环境中待的时间较长，就很可能导致一些疾病发生，比如感冒或者中暑，尤其是老人和孩子，更容易导致疾病的发生，严重影响用户的身体健康。

第二，空调无法运行在最节能的状态。比如在夏天，用户从室外进入室内，由于人体感知特别热，习惯性将空调调至低于20°的温度，这会让空调运行在一个非常耗电的模式。通常情况下，这个温度会运行很长时间，即使用户感觉室温明显下降了，空调可能还保持一样的温度设置。事实上，夏季空调如果设定在26°-28°会很省电。温度调高1°，1.5匹空调可节电0.5千瓦时。同样的问题出现在冬天空调制热的情况下。

当空调在长时间下运行，其能耗问题会愈显重要。特别夏天或者冬天，空调耗电会占到总用电的80％以上。所以，如何让空调设置温度自动调制到人体舒适的范围内，同时让空调运行在省电的模式下是一个非常重要的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于用户人体体温变化的室温调节方法，所述的室温调节方法可以根据人体的体温变化情况，自动调节空调的设置温度，从而使室内环境温度自动调节，保证人体始终处于一个舒适的环境，且降低空调的耗电量，用以解决现有的空调在调节室内温度时，需要使用者手动调节空调设置温度，无法根据使用者的冷热感知情况自动调整室内温度，耗电量高，且用户会因为处于过冷或过热的环境中而生病，影响用户的身体健康的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种基于用户人体体温变化的室温调节方法，所述的室温调节方法通过调节空调的设置温度来调节室内环境温度，所述的室温调节方法通过将一个可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，采集人体皮肤温度，分析人体对室内环境温度的冷热感知度，并将分析结果发送至空调温度控制模块，由空调温度控制模块控制空调调节室内环境温度，所述的可穿戴体温分析设备包括核心处理器，一个环境温度传感器，一个热敏电阻温度传感器和一个电容式皮肤接触传感器；

所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法具体包括如下步骤：

(1)核心处理器接收电容式皮肤接触传感器的电容量信息，判断可穿戴体温分析设备是否穿戴在人体上，如果可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，则核心处理器控制可穿戴体温分析设备开始工作，进入步骤(2)；否则，可穿戴体温分析设备不工作；

(2)环境温度传感器实时检测室内环境温度，热敏电阻温度传感器实时检测人体皮肤温度，并将检测到的所述室内环境温度和人体皮肤温度数据发送给核心处理器；

(3)核心处理器根据人体皮肤温度数据，分析人体冷热感知度，并把分析结果以及人体皮肤温度和周边环境温度发送给空调温度控制模块，所述的人体冷热感知度分为三种程度：冷、适中和热；

(4)如果核心处理器判断人体冷热感知度为适中，则空调温度控制模块自动将空调调整至低功耗运行模式，确保用户在舒适的感知条件下减少空调的耗电量；

(5)如果空调的设置温度和空调温度控制模块接收到的室内环境温度的温差大于设定的温差阀值，则空调温度控制模块开始根据人体的冷热感知度，通过调整空调的设置温度来对室内环境温度进行调节；

(6)如果核心处理器判断人体冷热感知度为冷或热，则空调温度控制模块按照设定的时间间隔自动调高或调低空调的设置温度，使室内环境温度根据人体的冷热感知度自动调高或调低，直至空调的设置温度和室内环境温度的温差在设定的温差阈值范围内，停止温度的调节，从而使人体始终处于舒适的温度环境中；

(7)当电容式皮肤接触传感器测试发现用户已经取下所述的可穿戴体温分析设备时，核心处理器停止人体温度舒适程度分析。

根据本发明所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法，所述的可穿戴体温分析设备包括微型马达，当核心处理器检测到人体冷热感知度为冷或热时，则驱动微型马达震动，提醒用户。

根据本发明所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法，所述的人体冷热感知度的判断方法为：

a)设定人体皮肤温度阈值范围，热敏电阻温度传感器实时检测人体皮肤温度，并发送给核心处理器；

b)当核心处理器接收到的人体皮肤温度值低于设定的人体皮肤温度阈值范围的下限值时，判定人体冷热感知度为冷；

c)当核心处理器接收到的人体皮肤温度处于设定的人体皮肤温度阈值范围内时，判定人体冷热感知度为适中；

d)当核心处理器接收到的人体皮肤温度高于设定的人体皮肤温度阈值范围的上限值时，判定人体冷热感知度为热。

根据本发明所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法，所述的电容式皮肤接触传感器包括四个金属导体和一个传感器控制器，所述电容式皮肤接触传感器判断可穿戴体温分析设备是否穿戴在人体上的方法为：

(1)传感器控制器定时测量各金属导体之间产生的电容量，并将检测到的电容量发送给核心处理器，所述核心处理器设定各金属导体之间产生的电容量的阈值；

(2)当核心处理器检测到至少三个金属导体之间产生的电容量超过设定的阀值时，核心处理器判断可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，否则判断可穿戴体温分析设备没有穿戴在人体上。

本发明达到的有益效果：

1)本发明能够24小时不间断提取人体体温，并智能分析人体冷热感知度，并根据人体的冷热感知度自动调整空调的设置温度，使人体始终处于较舒适的温度范围；

2)当设备感知人体处于过冷状况时，自动调高空的设置调温度，或当人体处于过热状况时，自动调低空调的设置温度，避免用户处于过冷或过热的环境温度，从而减少因空调设置温度过低或过高引起疾病的可能性，改善用户的身体健康状况；

3)在人体感知舒适的范围内，空调温度控制模块自动设置空调温度，使其运行于低功耗模式，从而大幅度的降低耗电量，节省电能。

4)当人体处于过冷或过热的环境中时，可穿戴体温分析设备触发微型振动器震动，提醒使用者注意，进一步减少用户生病的可能性。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明的室温调节方法通过空调调节室内温度，将一个可穿戴体温分析设备穿戴在身上，通过可穿戴体温分析设备采集人体皮肤温度，分析人体对室内环境温度的冷热感知度，并将分析结果发送至空调温度控制模块，由空调温度控制模块根据人体的冷热感知度和室内环境温度，自动调整空调的设置温度，从而实现室内环境温度的自动调节，使人体始终处于一个舒适的环境中，保证空调长时间处于低功耗运行模式，节省电能。

本发明的可穿戴体温分析设备包括核心处理器，一个环境温度传感器，一个热敏电阻温度传感器，一个电容式皮肤接触传感器、一个微型马达和一个显示器，电容式皮肤接触传感器用于判断可穿戴体温分析设备是否穿戴在人体上，只有用户穿戴在身上时，可穿戴体温分析设备才开始工作。环境温度传感器和热敏电阻传感器连接在核心处理器的数据输入端口，环境温度传感器用于采集室内环境温度，热敏电阻温度传感器与人体皮肤接触，用于采集人体皮肤温度，核心处理器接收室内环境温度数据和人体皮肤温度数据，分析人体的冷热感知度即：冷、适中和热，核心处理器将人体的冷热感知度信息和接收到的室内环境温度通过无线传输模块发送给空调温度控制模块，由空调温度控制模块调整空调的设置温度，从而调节室内环境温度，使人体始终处于较舒适的环境中，避免人体感觉过冷或过热，影响身体健康，同时在人体处于舒适环境中的情况下，控制空调运行在低功耗模式下，节省电能。核心处理器的输出端连接微型马达和显示器，当核心处理器检测到人体处于过冷或过热环境中时，发送控制信号给微型马达，微型马达振动，以提醒用户。同时，核心处理器将检测的室内环境温度和人体皮肤温度通过显示器显示，便于用户查看。

本实施例的电容式皮肤接触传感器包括传感器控制器和四个金属导体，传感器控制器的输出端连接核心处理器的输入端，传感器控制器将检测到的四个金属导体之间产生的电容量传送给核心处理器。当人体皮肤和金属导体不接触时，只有金属导体之间产生的电容，传感器控制器只检测到金属导体之间的寄生电容，当人体皮肤和金属导体相接触时，由于人体皮肤也是导体，人体皮肤与金属导体之间也会产生电容，所以，当人体皮肤与金属导体接触时，传感器控制器同时监测到皮肤电容，电容式皮肤接触传感器的电容量增加。

如图1所示，本发明的具体工作过程如下：

第一，要判断可穿戴式体温分析设备是否穿戴在人体上。由核心处理器接收电容式皮肤接触传感器检测的电容量信息，通过对电容量的大小进行分析，如果通过分析判断可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，则核心处理器就发送信号给可穿戴体温分析设备，控制可穿戴体温分析设备开始工作。否则，控制可穿戴体温分析设备不工作。

电容式皮肤接触传感器是通过电容量的变化，判断可穿戴体温分析设备是否穿戴在人体上，具体判断方法如下：

(1)传感器控制器定时测量各金属导体之间产生的电容量，并将检测到的电容量发送给核心处理器，所述核心处理器设定各金属导体之间产生的电容量的阈值；

(2)当核心处理器检测到至少三个金属导体之间产生的电容量超过设定的阀值时，核心处理器判断可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，否则判断可穿戴体温分析设备没有穿戴在人体上。

第二，如果可穿戴体温分析设备开始工作，那么由环境温度传感器实时检测室内环境温度，热敏电阻温度传感器实时检测人体皮肤温度，并将检测到的所述室内环境温度和人体皮肤温度数据发送给核心处理器。

第三，核心处理器将接收到的人体皮肤温度数据与设定的人体皮肤温度阈值进行比较，从而分析判断人体的冷热感知度，并把分析结果以及人体皮肤温度和周边环境温度通过无线传输模块发送给空调温度控制模块，所述的人体冷热感知度分为三种程度：冷、适中和热。

可穿戴体温分析设备在人体上的穿戴位置不同，人体冷热感知度的判定条件也略有不同，本实施例中，将可穿戴体温分析设备穿戴在手腕上，当检测到手腕的皮肤温度低于29度时，人体冷热感知度判定为冷；当检测到手腕的皮肤温度处于29度至35度的范围内时，人体冷热感知度判定为适中；当检测到手腕的皮肤温度高于35度时，人体冷热感知度判定为热。其他实施例中，可穿戴体温分析设备还可以佩戴在手臂、腿部或者腰上，人体舒适温度的范围也会略有不同。

第四，如果核心处理器判断人体冷热感知度为适中，则空调温度控制模块自动将空调调整至低功耗运行模式，确保用户在舒适的感知条件下减少空调的耗电量；

第五，如果空调的设置温度和空调温度控制模块接收到的室内环境温度的温差大于设定的温差阀值即2度，则空调温度控制模块会根据人体的冷热感知度，通过调整空调的设置温度来对室内环境温度进行调节：

a.如果核心处理器判断人体冷热感知度为冷，则空调温度控制模块按照设定的时间间隔，对空调的设置温度每10分钟自动调高1度，使室内环境温度根据人体的冷热感知度自动调高，直至空调温度控制模块对空调设置的温度和接收到的室内环境温度的温差在设定的温差阈值范围内后，停止温度的调节，从而使人体始终处于舒适的温度环境中；

b.如果核心处理器判断人体冷热感知度为热，则空调温度控制模块按照设定的时间间隔，对空调的设置温度每10分钟自动调低1度，使室内环境温度根据人体的冷热感知度自动调低。

第六步，当电容式皮肤接触传感器测试发现用户已经取下所述的可穿戴体温分析设备时，核心处理器停止人体温度舒适度分析，可穿戴体温分析设备停止工作。

采用本发明的方法，使用者可以依赖佩戴在身体上的可穿戴体温分析设备检测人体皮肤温度，分析使用者的冷热感知情况，并根据使用者的冷热感知情况自动调节空调的设置温度，从而让使用者始终处于舒适的温度环境中。由于空调设置温度会随着人体的冷暖感知来自动调整，从而减少了使用者在过冷或过热情况下生病的可能性。最后，通过人体舒适的温度范围来设定空调设置温度，空调可以长时间运行在低功耗的状态下，从而达到节能的目的。而且，如果检测到使用者所处的环境过冷或者过热，还可以通过微型马达的震动来提醒使用者，进一步降低使用者生病的可能性。

Claims (4)

1.一种基于用户人体体温变化的室温调节方法，所述的室温调节方法通过调节空调的设置温度来调节室内环境温度，其特征在于：所述的室温调节方法通过将一个可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，采集人体皮肤温度，分析人体对室内环境温度的冷热感知度，并将分析结果发送至空调温度控制模块，由空调温度控制模块控制空调调节室内环境温度，所述的可穿戴体温分析设备包括核心处理器，一个环境温度传感器，一个热敏电阻温度传感器和一个电容式皮肤接触传感器；

所述的空调调温方法具体包括如下步骤：

(1)核心处理器接收电容式皮肤接触传感器的电容量信息，判断可穿戴体温分析设备是否穿戴在人体上，如果可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，则核心处理器控制可穿戴体温分析设备开始工作，进入步骤(2)；否则，可穿戴体温分析设备不工作；

(2)环境温度传感器实时检测室内环境温度，热敏电阻温度传感器实时检测人体皮肤温度，并将检测到的所述室内环境温度和人体皮肤温度数据发送给核心处理器；

(3)核心处理器根据人体皮肤温度数据，分析人体冷热感知度，并把分析结果以及人体皮肤温度和周边环境温度发送给空调温度控制模块，所述的人体冷热感知度分为三种程度：冷、适中和热；

(4)如果核心处理器判断人体冷热感知度为适中，则空调温度控制模块自动将空调调整至低功耗运行模式，确保用户在舒适的感知条件下减少空调的耗电量；

(5)如果空调的设置温度和空调温度控制模块接收到的室内环境温度的温差大于设定的温差阀值，则空调温度控制模块开始根据人体的冷热感知度，通过调整空调的设置温度来对室内环境温度进行调节；

(6)如果核心处理器判断人体冷热感知度为冷或热，则空调温度控制模块按照设定的时间间隔自动调高或调低空调的设置温度，使室内环境温度根据人体的冷热感知度自动调高或调低，直至空调的设置温度和室内环境温度的温差在设定的温差阈值范围内，停止温度的调节，从而使人体始终处于舒适的温度环境中；

(7)当电容式皮肤接触传感器测试发现用户已经取下所述的可穿戴体温分析设备时，核心处理器停止人体温度舒适程度分析。

2.根据权利要求1所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法，其特征在于，所述的可穿戴体温分析设备包括微型马达，当核心处理器检测到人体冷热感知度为冷或热时，则驱动微型马达震动，提醒用户。

3.根据权利要求1所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法，其特征在于，所述的人体冷热感知度的判断方法为：

a)设定人体皮肤温度阈值范围，热敏电阻温度传感器实时检测人体皮肤温度，并发送给核心处理器；

b)当核心处理器接收到的人体皮肤温度值低于设定的人体皮肤温度阈值范围的下限值时，判定人体冷热感知度为冷；

c)当核心处理器接收到的人体皮肤温度处于设定的人体皮肤温度阈值范围内时，判定人体冷热感知度为适中；

d)当核心处理器接收到的人体皮肤温度高于设定的人体皮肤温度阈值范围的上限值时，判定人体冷热感知度为热。

4.根据权利要求1所述的基于用户人体体温变化的室温调节方法，其特征在于，所述的电容式皮肤接触传感器包括四个金属导体和一个传感器控制器，所述电容式皮肤接触传感器判断可穿戴体温分析设备是否穿戴在人体上的方法为：

(1)传感器控制器定时测量各金属导体之间产生的电容量，并将检测到的电容量发送给核心处理器，所述核心处理器设定各金属导体之间产生的电容量的阈值；

(2)当核心处理器检测到至少三个金属导体之间产生的电容量超过设定的阀值时，核心处理器判断可穿戴体温分析设备穿戴在人体上，否则判断可穿戴体温分析设备没有穿戴在人体上。