CN104950686A - 睡眠环境自动控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种睡眠环境自动控制系统及其控制方法，包括中央控制器、环境探测模块、新风控制模块、温度控制模块和按键控制模块，中央控制器分别与环境探测模块、新风控制模块、温度控制模块和按键控制模块连接；所述环境探测模块包括室内环境探测器和室外温度探测器，室内环境探测器和室外温度探测器分别与中央控制器连接；所述按键控制模块包括干节点模块和按键面板，按键面板依次连接干节点模块和中央控制器。本发明实现新风与空调的一键智能控制，并能够根据室外与室外的环境差异及时调节室内温度和空气质量，提高室内环境舒适度，减少空调与新风系统的能耗。

Description

睡眠环境自动控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种睡眠环境自动控制系统及其控制方法。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境，如今，随着人们生活水平的提高，对居住环境的舒适性，便利性要求更高，智能家居行业已经进入高速发展时期。

新风系统与空调系统均作为改善和调控室内外环境的设备在现代家居中应用广泛，新风系统能够有效改善室内的空气质量，而空调系统则在温度控制方便发挥更重要的作用；随着现代工业的继续向前发展以及地球绿化面积的不断减少，一方面空气污染问题愈发严重，例如我国北方许多城市遭遇大规模的沙尘天气，导致城市空气质量急剧下降，另一方面全球气候变暖问题造成的极端天气及温度快速也影响这人们的正常生活，为避免环境的恶化影响身体健康，许多人采取的是关闭门窗，呆在室内利用空调系统控温及新风系统送风的方式，然而，此方式虽然能够把控室内温度，但是不能根据室内外环境差异自动进行合理调控，空调耗能较大，更不能将室外的新鲜空气及时送入室内，人们的生活也因封闭的环境变得压抑，身体健康指数快速下降。

在夜间睡眠时段，新风系统、空调系统和地暖系统不能智能地自动协同配合使整体的睡眠环境始终保持使人体舒适的状态。

有鉴于此，本发明人特别研制出一种睡眠环境自动控制系统及其控制方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种睡眠环境自动控制系统及其控制方法，实现新风与空调的一键智能控制，并能够根据室外与室外的环境差异及时调节室内温度和空气质量，提供舒适的室内环境，还能减少空调与新风系统的能耗。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

睡眠环境自动控制系统，包括中央控制器、环境探测模块、新风控制模块、温度控制模块和按键控制模块，中央控制器分别与环境探测模块、新风控制模块、温度控制模块和按键控制模块连接；所述环境探测模块包括室内环境探测器和室外温度探测器，室内环境探测器和室外温度探测器分别与中央控制器连接，室内环境探测器包括甲醛传感器、PM2.5 传感器、二氧化碳传感器、室内温度传感器和室内湿度传感器，中央处理器分别连接甲醛传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、室内温度传感器和室内湿度传感器；所述按键控制模块包括干节点模块和按键面板，按键面板依次连接干节点模块和中央控制器。

所述环境探测模块还包括与中央控制器连接的室外湿度探测器。

所述新风控制模块包括电源控制模块、新风系统、RS485串口、推窗和电动窗帘，电源控制模块分别与中央控制器、推窗和电动窗帘连接，中央控制器通过RS485串口连接新风系统。

所述温度控制模块包括转接网关和空调，空调依次连接转接网关和中央控制器。

所述系统还包括与中央控制器连接的灯光控制模块，灯光控制模块用于控制灯光的开/关。

还包括地暖系统和加湿器，所述地暖系统和加湿器与中央控制器连接。

睡眠环境自动控制方法，包括以下步骤：

步骤（1），按下按键控制模块的按键面板，按键面板通过干节点模块将信号发送至中央控制器，中央控制器记录一个预设环境参数值、预设环境参数调节时间和预设环境参数时间点，并向新风控制模块和温度控制模块发送控制信号，新风控制模块和温度控制模块启动并共同调节室内环境；

步骤（2），由环境探测模块的室内环境探测器和室外温度探测器分别实时监测室内与室外的环境参数，并将监测到的环境参数值信号发送至中央控制器；

步骤（3），中央控制器根据检测到的环境参数值信号得出室内与室外的温差，再根据预设环境参数值与室内的环境参数差，分别发送控制信号至新风控制模块和温度控制模块；

步骤（4），新风控制模块根据步骤（3）的控制信号调整新风大小，温度控制模块根据步骤（3）的控制信号调整温度值，直至室内环境参数达到环境参数温度值。

采用上述方案后，本发明的睡眠环境自动控制系统及其控制方法具有以下几个优点：

一、本发明将空调系统与新风系统整合控制，只需按下按键面板，就能方便地控制新风系统和空调系统的运转，从而实现一键操控；

二、本发明在一键设置后，又能根据室外与室外的环境差异及一键预设的温度值等，自行调节室内温度和新风大小，使室内温度和空气质量一直处于适宜状态，提高了室内舒适度，特别为用户睡眠质量的提高提供很大的帮助；

三、本发明利用新风系统和空调系统共同调节室内环境，新风控制模块与空调控制模块均处于最适宜的运转功率状态，而不会出现工作效率大跨度的变化，有效降低电能的消耗及减少设备损耗。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明的结构原理图一；

图2是本发明的结构原理图二。

标号说明

中央控制器1，环境探测模块2，室内环境探测器21，室外温度探测器22，室外湿度探测器23，新风控制模块3，电源控制模块31，新风系统32，推窗33，电动窗帘34，温度控制模块4，转接网关41，空调42，地暖系统43，按键控制模块5，干节点模块51，按键面板52，灯光控制模块6，灯具7。

具体实施方式

如图1所示本发明揭示的睡眠环境自动控制系统，包括中央控制器1、环境探测模块2、新风控制模块3、温度控制模块4和按键控制模块5，中央控制器1分别与环境探测模块2、新风控制模块3、温度控制模块4和按键控制模块连接5。

此实施例中，环境探测模块2包括室内环境探测器21和室外温度探测器22以及室外湿度探测器23，室内环境探测器21、室外温度探测器22及室外湿度探测器23分别与中央控制器1连接，由此，环境探测模块2向中央控制器1实时发送室内外温度值信号和湿度值信号。

其中，室内环境探测器21包括甲醛传感器、PM2.5 传感器、二氧化碳传感器、室内温度传感器和室内湿度传感器，所述中央处理器1分别连接甲醛传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、室内温度传感器和室内湿度传感器。

为了加强新风输送能力，新风控制模块3包括电源控制模块31、新风系统32、RS48串口、推窗33和电动窗帘34，电源控制模块31分别与中央控制器1、推窗33和电动窗帘34连接，电源控制模块31控制推窗33和电动窗帘34的启动和关闭，中央控制器1通过RS48串口连接新风系统32，利用新风系统32、推窗33及电动窗帘34的配合可使室外新风快速输送至室内或将室内污浊空气快速排出。

温度控制模块4包括转接网关41和空调42，空调42依次连接转接网关41和中央控制器1，中央控制器1向空调42发送的控制信号经由转接网关传输，空调42接收控制信号在预设时间段内将室内温度调整至预设温度。

按键控制模块5包括干节点模块51和按键面板52，按键面板52依次连接干节点模块51和中央控制器1，在利用按键控制模块5向中央控制器1发送指令的时候，只按下按键面板52，便可一键设置预设温度、预设温度调节时间和预设温度时间点，操作非常便利。

系统还包括与中央控制器1连接的灯光控制模块6，灯光控制模块6同样接收中央控制器1的控制信号，对灯具的开/关进行控制，将灯光控制模块6纳入睡眠环境自动控制系统中，使灯光控制也能与温度的调控相配合，从而将室内环境控制在温度、空气质量、湿度和光线均适宜的状态下。

本发明还揭示了睡眠环境自动控制方法，包括以下步骤：

步骤（1），按下按键控制模块2的按键面板22，按键面板22通过干节点模块21将信号发送至中央控制器1，中央控制器1记录一个预设环境参数值、预设环境参数调节时间和预设环境参数时间点，并向新风控制模块3和温度控制模块4发送控制信号，新风控制模块3和温度控制模块4启动并共同调节室内环境；

步骤（2），由环境探测模块2的室内环境探测器21和室外温度探测器22分别实时监测室内与室外的环境参数，并将监测到的环境参数值信号发送至中央控制器1；

步骤（3），中央控制器1根据检测到的温度值信号得出室内与室外的温差，再根据预设环境参数值与室内的环境参数差，分别发送控制信号至新风控制模块3和温度控制模块4；

步骤（4），新风控制模块3根据步骤（3）的控制信号调整新风大小，温度控制模块4根据步骤（3）的控制信号调整环境参数值，直至室内环境参数达到预设环境参数值。

以下给出本发明在夏季和冬季睡眠模式的工作过程：

夏季夜晚时间段：进入睡眠前，通过按键控制模块一键设置预设环境参数值、预设环境参数调节时间和预设环境参数时间点并发送至中央控制器1中记录，如预设睡眠一小时内温度调节至预设温度值（例如，24℃），这个过程空调42加速制冷，新风系统32运转排出室内浑浊空气，而推窗33与电动窗帘34逐渐关闭；进入睡眠一小时后，空调42低功率运转，先是电动窗帘34慢慢拉上，然后推窗33慢慢关闭，新风系统32则直接关闭或低速运转；又如，预设凌晨3点时温度到达另一个预设值（例如，26℃），空调42可提前一小时增加或降低功率，新风系统32也相应地调整运转速率；再如，凌晨4-6点温度较低时，而预设温度与检测的室外温度相差较大，且超过了系统预设的临界值（此临界值用户可自行通过按键控制模块3设定），中央控制器1将向空调42发送控制信号，命令调整空调42的运转功率，使温差降低至预设温度值，在睡眠过程中室内湿度传感器若检测到环境湿度低于湿度预设值便自动加湿；在睡眠过程中，新风系统32上的室外探测装置检测到室外空气质量较佳（高于空气质量预设值，如PM2.5等），推窗33将打开，反之若检测室外空气质量较差，推窗33不会开启。

冬季夜晚时间段：进入睡眠前，通过按键控制模块一键设置预设环境参数值、预设环境参数调节时间和预设环境参数时间点并发送至中央控制器1中记录，如预设睡眠一小时内温度调节至预设温度值（例如，26℃），而推窗33与电动窗帘34逐渐关闭。进入睡眠一小时内，地暖系统43运转，先是电动窗帘34慢慢拉上，然后推窗33慢慢关闭，新风系统32则直接关闭或低速运转；又如，预设凌晨3点时温度到达另一个预设值（例如，24℃），地暖系统43可提前一小时增加功率，新风系统32也相应地调整运转速率；再如，凌晨4-6点温度较低时，而预设温度与检测的室外温度相差较大，且超过了系统预设的临界值（此临界值用户可自行通过按键控制模块3设定），中央控制器1将向地暖系统43发送控制信号，命令调整地暖系统43的运转功率，使温差降低至预设温度值；在睡眠过程中室内湿度传感器若检测到环境湿度低于湿度预设值便自动加湿；在睡眠过程中，新风系统32上的室外探测装置检测到室外空气质量较佳（高于空气质量预设值，如PM2.5等），推窗33将打开，反之若检测室外空气质量较差，推窗33不会开启。

本发明实现室内外环境的实时监测，智能调控室内环境，利用新风系统及空调系统共同维持室内温度、空气和湿度的动态平衡，使室内保持环境保持在一个舒适或预设状态下。

以上仅为本发明的具体实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (7)

1.睡眠环境自动控制系统，其特征在于：包括中央控制器、环境探测模块、新风控制模块、温度控制模块和按键控制模块，中央控制器分别与环境探测模块、新风控制模块、温度控制模块和按键控制模块连接；所述环境探测模块包括室内环境探测器和室外温度探测器，室内环境探测器和室外温度探测器分别与中央控制器连接，室内环境探测器包括甲醛传感器、PM2.5 传感器、二氧化碳传感器、室内温度传感器和室内湿度传感器，中央处理器分别连接甲醛传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、室内温度传感器和室内湿度传感器；所述按键控制模块包括干节点模块和按键面板，按键面板依次连接干节点模块和中央控制器。

2.如权利要求1所述的睡眠环境自动控制系统，其特征在于：所述环境探测模块还包括与中央控制器连接的室外湿度探测器。

3.如权利要求1所述的睡眠环境自动控制系统，其特征在于：所述新风控制模块包括电源控制模块、新风系统、RS485串口、推窗和电动窗帘，电源控制模块分别与中央控制器、推窗和电动窗帘连接，中央控制器通过RS485串口连接新风系统。

4.如权利要求1所述的睡眠环境自动控制系统，其特征在于：所述温度控制模块包括转接网关和空调，空调依次连接转接网关和中央控制器。

5.如权利要求1所述的睡眠环境自动控制系统，其特征在于：所述系统还包括与中央控制器连接的灯光控制模块，灯光控制模块用于控制灯光的开/关。

6.如权利要求1所述的睡眠环境自动控制系统，其特征在于：还包括地暖系统和加湿器，所述地暖系统和加湿器与中央控制器连接。

7.如权利要求1所述的睡眠环境自动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1），按下按键控制模块的按键面板，按键面板通过干节点模块将信号发送至中央控制器，中央控制器记录一个预设环境参数值、预设环境参数调节时间和预设环境参数时间点，并向新风控制模块和温度控制模块发送控制信号，新风控制模块和温度控制模块启动并共同调节室内环境；

步骤（2），由环境探测模块的室内环境探测器和室外温度探测器分别实时监测室内与室外的环境参数，并将监测到的环境参数值信号发送至中央控制器；

步骤（3），中央控制器根据检测到的环境参数值信号得出室内与室外的温差，再根据预设环境参数值与室内的环境参数差，分别发送控制信号至新风控制模块和温度控制模块；

步骤（4），新风控制模块根据步骤（3）的控制信号调整新风大小，温度控制模块根据步骤（3）的控制信号调整温度值，直至室内环境参数达到环境参数温度值。