CN106123206A - 一种调整环境热度的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及睡眠控制领域，特别涉及一种调整环境热度的方法和系统。方法包括以下步骤：建立热舒适度模型，并利用所述热舒适度模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；根据热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。本发明针对人体睡眠过程设计热舒适度模型，提高了用户睡眠质量和睡眠时的舒适度，满足用户需求的同时达到节能降耗的效果。

Description

一种调整环境热度的方法和系统
技术领域
本发明涉及睡眠控制领域，特别涉及一种调整环境热度的方法和系统。
背景技术
睡眠是人体最重要的休息方式，为了提高睡眠质量，现有技术提供了多种睡眠检测设备和方法，可以对各个睡眠阶段的体动信号以及体动信号对应的体动信息进行采集，从而进行睡眠质量评分。但是现有技术的睡眠检测设备和方法一般都停留在检测阶段，对于检测出来的体动信号和体动信息缺乏应用场景研究，即没有涉及到如何对不同睡眠阶段进行针对性的室内装置控制。比如当前的空调，虽然具有睡眠模式，但都是单向的事先设定的模式，一般是简单的根据用户设定温度基于时间变化调整给出一定偏差值得到一条修正温度曲线来控制空调参数调整。这样的方法是基于经验，估计用户的睡眠曲线后加以设定的，但是每个人每晚的睡眠曲线都不相同，而且需要调整温度尺度也不相同。因此在实际运用中，当前的空调睡眠模式并不能受到用户的普遍认可，用户仍旧还是会在睡眠途中感到不适，大大降低了用户体验和应有的睡眠质量。同时现有的研究发现在不同的热环境下，不同睡眠阶段的时长也会发生改变，即不仅仅是睡眠舒适度上，在睡眠质量上夜间的热环境控制也发挥着一定的作用，因此可以通过PMV指数或者PPD指数来衡量用户不同睡眠阶段的热舒适度，从而对室内装置进行调整，满足用户不同睡眠阶段的热舒适度需求。现有技术中，已经存在了一些通过用户热舒适度来控制室内装置，比如空调、加湿器等的方案，但是大多数方案都集中在白天工作环境下的热舒适度调整，在夜晚睡眠环境下的热舒适度研究还比较少，而且基于白天影响热舒适度因素和夜晚睡眠时影响热舒适度的因素并不相同，现有技术的PMV-PPD模型不能准确衡量用户不同睡眠阶段的热舒适度感受，因此控制的结果也不准确，影响了用户睡眠质量和舒适性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种调整环境热度的方法和系统，解决了上述技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种调整环境热度的方法，包括以下步骤：
步骤1，建立热舒适度模型，并利用所述热舒适度模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；
步骤2，根据所述热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案针对人体睡眠过程设计热舒适度模型，并结合热舒适度模型对不同的睡眠阶段进行热舒适度计算，从而可以在睡眠的不同阶段，分别对空调器、加湿器、风扇等用于改变室内环境参数的室内装置进行有针对性的运行参数调整，使睡眠环境能够满足不同阶段的睡眠需求，提高了用户睡眠质量和睡眠时的舒适度，满足用户需求的同时达到节能降耗的效果。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述睡眠阶段包括觉醒期、浅睡期、深睡期和快速眼动期。
采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案将睡眠阶段分为了觉醒期、浅睡期、深睡期和快速眼动期四个阶段，这四个阶段可以通过从脉搏信号中提取的心率特征参数，从呼吸信号中提取的呼吸特征参数和从体动信号中提取的体动特征参数结合进行判断，判断方法简单，判断结果准确，从而为本发明的控制方案提供了基础。
进一步，所述热舒适度模型为PMV-PPD模型。
进一步，步骤1中建立PMV-PPD模型的方法具体为：
获取用户在不同睡眠阶段的多组室内环境参数和人体参数，以及与所述室内环境参数和人体参数对应的热舒适度感受；
对多组室内环境参数、人体参数和热舒适度感受进行训练，生成PMV-PPD模型，所述PMV-PPD模型的输入包括室内环境参数和人体参数，输出为用于表示用户热舒适度的PMV值和/或PPD值。
进一步，室内环境参数包括空气温度、空气湿度和空气速度；人体参数包括夜间新陈代谢率、人体裸露面积、裸露温度和用户睡眠体动造成的能量消耗。
采用上述进一步方案的有益效果是：热舒适度是指大多数人对客观热环境从生理与心理方面都达到满意的状态。分析某一热环境是否舒适主要衡量三个方面：①物理方面：根据人体活动所产生的热量与外界环境作用下穿衣的失热量之间的热平衡关系，分析环境对人体舒适的影响及满足人体舒适的条件。②生理方面：研究人体对冷热应力的生理反应如皮肤温度、皮肤湿度、排汗率、血压、体温等并利用生理反应区分环境的舒适程度。③心理方面：分析人在热环境中的主观感觉，用心理学方法区分环境的冷热与舒适程度。现有技术有多种指标衡量用户的热舒适度，比如美国的有效温度和标准有效温度；英国的卡他冷却能力、当量温度和主观温度；丹麦的预测平均投票数和预测不满意百分数；以及热应力指标、湿球黑球温度计指数、PMV指标和PPD指标等等。现有的舒适度控制方法是以丹麦工业大学Fanger教授所提出的PMV模型为依据，利用人体热感觉指标，以人体热平衡为依据，结合心理学的主观感受，得到一个综合性的热舒适方程来评价室内环境的热舒适性，其值可由室内空气温度、室内空气相对湿度、室内平均辐射温度、室内风速、人体服装热阻及人体代谢率等6个参数计算确定。但是现有的PMV-PPD方程并不适合晚间睡眠状态，通过现有PMV方程计算出的热舒适度不能正确表达用户在睡眠状态的真实热舒适度感受。本进一步技术方案采用训练的方法建立适用晚间睡眠过程的新的PMV-PPD模型，所采用的计算参数为用户睡眠时的所涉及到的参数，比如取消了室内平均辐射温度，因为是在夜间睡眠状态，不存在太阳光照，故模型中去除此项；比如人体服装热阻决定皮肤的热流失，夜间如果盖被子人体是基本和外界隔绝的，因此该项通过热成像摄像头判断人体裸露面积及裸露部位的温度来代替，同时还加上该睡眠时间段体动造成的运动消耗，因此计算模型更加贴近晚间睡眠状态的场景，同时本进一步技术方案通过采集大样本数据进行训练，训练出的PMV-PPD模型能够更加准确的表达用户在睡眠状态的真实热舒适度感受。本发明也可以采用同样的训练方式得到其他热舒适度模型，表达用户在睡眠状态的真实热舒适度感受，比如热应力指标模型等等。
进一步，计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度具体为：获取用户在不同睡眠阶段的室内环境参数和人体参数，并根据所述PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度。
进一步，获取夜间新陈代谢率的方法具体为：
建立夜间新陈代谢率计算模型，所述夜间新陈代谢率计算模型的输出为夜间新陈代利率，输入包括日间基础新陈代谢率、生理参数和睡眠阶段；
获取用户日间基础新陈代谢率和生理参数，并根据所述夜间新陈代谢率计算模型，计算每个睡眠阶段对应的夜间新陈代谢率。
进一步，所述生理参数包括第一生理参数、第二生理参数和第三生理参数中一个或多个；所述第一生理参数包括身高和体重；所述第二生理参数为身体质量指数；所述第三生理参数为体脂率。
采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的技术人员经研究发现，人体在夜间时的新陈代谢与白天的基础新陈代谢量相比会出现一定比例的下降，同时不同的睡眠阶段会有不同的下降程度，而且身体的肥胖程度，与下降的比例也是成相关关系，因此可以通过日间基础新陈代谢率、睡眠阶段、身体质量指数(Body Mass Index，即BMI)、其他生理参数(包括身高、体重、体脂率)综合得出夜间新陈代谢率，从而准确衡量用户夜间的新陈代谢率，使所述PMV-PPD模型的训练过程以及计算过程更加准确，从而为用户提供更加舒适的睡眠环境。
进一步，获取人体裸露面积和裸露温度的方法具体为：通过热成像摄像头采集人体照片并判断人体裸露面积以及获取裸露部位的裸露温度。
采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案可以通过热成像摄像头这种方式简单迅速且准确的获取人体裸露面积和裸露部位的裸露温度，使所述PMV-PPD模型的训练过程以及计算过程更加准确，从而为用户提供更加舒适的睡眠环境。
进一步，步骤2具体为：建立PMV值与最优控制策略对应的第一映射关系表；或者PPD值与最优控制策略对应的第二映射关系表；
根据计算出的PMV值查询所述第一映射关系表，获取最优控制策略；或者根据计算出的PPD值查询所述第二映射关系表，获取最优控制策略；
采用所述最优控制策略控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案通过预先设定的映射关系表来获取与当前PMV值相对应的最优控制策略，直接根据最优控制策略来控制室内装置改变室内环境参数，控制过程简单，从而可以快速调整用户的热舒适度，满足用户的睡眠需求。
进一步，所述步骤2具体为：判断计算出的PMV值是否在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值是否在预设的PPD阈值范围内，若是，则保持室内装置的当前运行参数均不变；若不是，则调整室内装置的运行参数以改变室内环境参数并执行步骤1，直到计算出的PMV值在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值在预设的PPD阈值范围内。
进一步，PMV-PPD模型包括n种室内环境参数，若PMV值不在预设的PMV阈值范围内，则：
在预设的PMV阈值范围内任意选择一个值作为PMV目标值，并将所述PMV目标值导入到PMV-PPD模型；
将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
进一步，PMV-PPD模型包括n种室内环境参数，若PPD值不在预设的PPD阈值范围内，则：
在预设的PPD阈值范围内任意选择一个值作为PPD目标值，并将所述PPD目标值导入到PMV-PPD模型；
将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
进一步，预设的PMV阈值范围为[-1，1]；预设的PPD阈值范围为[0，25]。
采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案没有采用预先设置的映射关系表，而是根据PMV-PPD模型直接进行反向计算，通过设定热舒适度目标值，调整室内装置的运行模式，从而逐步改变室内环境参数，达到热舒适度目标值，调整过程更加准确，调整结果更加符合用户的睡眠需求。
为解决技术问题，本发明还提供了一种调整环境热度的系统，包括模型建立模块、热舒适度计算模块和调整模块，
所述模型建立模块用于建立热舒适度模型；
所述热舒适度计算模块用于利用热舒适度模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；
所述调整模块用于根据所述热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
进一步，所述室内装置包括空调、风扇和加湿器。
进一步，所述热舒适度模型为PMV-PPD模型。
进一步，所述模型建立模块包括：
训练参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的多组室内环境参数和人体参数，以及用户在此睡眠阶段下，各组室内环境参数和人体参数对应的热舒适度感受；
训练单元，用于对所述室内环境参数、人体参数和热舒适度感受进行训练，生成PMV-PPD模型，所述PMV-PPD模型的输入包括室内环境参数和人体参数，输出为用于表示用户热舒适度的PMV值或PPD值。
进一步，所述热舒适度计算模块包括：
环境参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的室内环境参数；
人体参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的人体参数；
第一计算单元，用于根据环境参数、人体参数和PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度。
进一步，所述环境参数获取单元包括温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置。
进一步，所述人体参数获取单元包括夜间新陈代谢率计算单元、人体裸露面积计算单元、裸露温度采集单元和能量消耗计算单元；所述人体裸露面积计算单元和裸露温度采集单元连接热成像摄像头；所述夜间新陈代谢率计算单元用于计算用户在每个睡眠阶段的新陈代谢率；所述人体裸露面积计算单元通过热成像摄像头采集人体照片并判断人体裸露面积；所述裸露温度采集单元用于通过热成像摄像头获取裸露部位的裸露温度；
所述能量消耗计算单元用于计算用户在每个睡眠阶段的能量消耗。
进一步，所述夜间新陈代谢率计算单元包括模型建立单元、参数获取单元和第二计算单元，
所述模型建立单元用于建立夜间新陈代谢率计算模型，所述夜间新陈代谢率计算模型的输出为夜间新陈代利率，输入包括日间基础新陈代谢率、生理参数和睡眠阶段；
所述参数获取单元用于获取用户日间基础新陈代谢率和生理参数；
所述第二计算单元用于根据所述夜间新陈代谢率计算模型，计算每个睡眠阶段对应的夜间新陈代谢率。
进一步，调整模块包括：
映射关系表建立单元，用于建立PMV值与最优控制策略对应的第一映射关系表；或者PPD值与最优控制策略对应的第二映射关系表；
查询单元，用于根据计算出的PMV值查询所述第一映射关系表，获取最优控制策略；或者根据计算出的PPD值查询所述第二映射关系表，获取最优控制策略；
调整单元，用于采用所述最优控制策略控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
进一步，调整模块包括判断单元、第一控制单元和第二控制单元，
所述判断单元，用于判断计算出的PMV值是否在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值是否在预设的PPD阈值范围内，若是，则控制第一控制单元保持室内装置的当前运行参数均不变；若不是，则控制第二控制单元调整室内装置的运行参数，改变室内环境参数，直到计算出的PMV值在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值在预设的PPD阈值范围内。
进一步，所述第二控制单元包括：
第一选择单元，用于在预设的PMV阈值范围内任意选择一个值作为PMV目标值，并将所述PMV目标值导入到PMV-PPD模型；
第二选择单元，用于将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
第三计算单元，用于根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
第一调整单元，用于控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
进一步，所述第二控制单元包括：
第三选择单元，用于在预设的PPD阈值范围内任意选择一个值作为PPD目标值，并将所述PPD目标值导入到PMV-PPD模型；
第四选择单元，用于将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
第四计算单元，用于根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
第二调整单元，用于控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
附图说明
图1为本发明一种调整环境热度的方法的流程示意图；
图2为本发明一种调整环境热度的系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明实施例1一种调整环境热度的方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤1，建立热舒适度模型，并利用热舒适度模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；所述睡眠阶段包括觉醒期、浅睡期、深睡期和快速眼动期。本实施例中，所述热舒适度模型为PMV-PPD模型。
步骤2，根据所述热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
本实施例中，所述PMV英文全称为Predicted Mean Vote，即预测平均投票数，代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均。所述PPD英文全称为prsdicted percentage ofdissatisfied，为预计处于热环境中的群体对于热环境不满意的投票平均值，可预计群体中感觉过暖或过凉。
本实施例中，步骤1中建立PMV-PPD模型的方法具体为：
获取用户在不同睡眠阶段的多组室内环境参数和人体参数，以及用户在此睡眠阶段下，各组室内环境参数和人体参数对应的热舒适度感受；
对所述室内环境参数、人体参数和热舒适度感受进行训练，生成PMV-PPD模型，所述PMV-PPD模型的输入包括室内环境参数和人体参数，输出为用于表示用户热舒适度的PMV值或PPD值。本实施例中，上述室内环境参数包括空气温度、空气湿度和空气速度；人体参数包括夜间新陈代谢率、人体裸露面积、裸露温度和用户睡眠体动造成的能量消耗，通过获取用户在不同睡眠阶段的室内环境参数和人体参数，并根据所述PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度。
本实施例中，获取夜间新陈代谢率的方法具体为：
建立夜间新陈代谢率计算模型，所述夜间新陈代谢率计算模型的输出为夜间新陈代利率，输入包括日间基础新陈代谢率、生理参数和睡眠阶段；
获取用户日间基础新陈代谢率和生理参数，并根据所述夜间新陈代谢率计算模型，计算每个睡眠阶段对应的夜间新陈代谢率。所述生理参数包括身体质量指数、身高、体重和体脂率中的一个或多个。
本实施例中，获取人体裸露面积和裸露温度的方法具体为：通过热成像摄像头采集人体照片并判断人体裸露面积、获取裸露部位的裸露温度。
本实施例中，获取用户睡眠体动造成的能量消耗可以参考已被专利权人放弃的专利CN 101147674 B，即“睡眠时消耗卡路里测量装置”。参照“睡眠时消耗卡路里测量装置”这一专利中的记载，睡眠时的呼吸会产生身体振动、睡眠时心跳会产生身体振动，除呼吸/心跳以外还有其他的身体振动，这些身体振动均会消耗卡路里，因此可以对上述多种方式分别计算所消耗的卡路里数值，然后求和从而计算出睡眠时消耗的卡路里总量。具体计算过程本专利中不再详细进行说明。
本实施例中，步骤2采用映射关系表来控制室内装置改变环境参数。具体为：建立PMV值与最优控制策略对应的第一映射关系表；或者PPD值与最优控制策略对应的第二映射关系表；
根据计算出的PMV值查询所述第一映射关系表，获取最优控制策略；或者根据计算出的PPD值查询所述第二映射关系表，获取最优控制策略；
采用所述最优控制策略控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。所述最优控制策略可以是对某一个室内装置进行控制，通过某一个室内装置，比如空调器，改变多个环境参数，比如温度、湿度和风速；也可以是对多个室内装置进行控制，通过多个室内装置，比如加湿器和风扇，改变多个环境参数，比如湿度和风速。
以下以PMV值具体描述上述控制过程，在其他实施例中，通过PPD值进行控制的过程与本实施例的过程类似，在此不进行详细说明。
本PMV-PPD模型有七级感觉，即冷、凉、稍凉、中性、稍暖、暖、热，当PMV值取零时，用户感觉最舒适，具体为：
当所述PMV值＝3时；所述人体热舒适感觉对应为热；
当所述PMV值＝2时；所述人体热舒适感觉对应为暖；
当所述PMV值＝1时；所述人体热舒适感觉对应为稍暖；
当所述PMV值＝0时；所述人体热舒适感觉对应为适中；
当所述PMV值＝-1时；所述人体热舒适感觉对应为稍凉；
当所述PMV值＝-2时；所述人体热舒适感觉对应为凉；
当所述PMV值＝-3时；所述人体热舒适感觉对应为冷。
因此，当PMV值＝3时，获取最佳控制策略为：控制空调器温度下降、加湿器湿度下降且提高风机档位，降低环境温度和相对湿度，增大风速；
当PMV值＝0时，获取最佳控制策略为：控制空调器、加湿器和风扇维持现有控制组合，使环境温度、相对湿度及风速保持恒定；
当PMV值＝-3时，获取最佳控制策略为：控制空调器温度上升、加湿器湿度下降且提高风机档位，升高环境温度和相对湿度，降低风速。
当PMV值＝-2、-1、1和2时，空调器可以根据实际情况并结合节能控制策略，对压缩机、室内外电机、节流部件(如电子膨胀阀)等的运行模式进行控制，以保证人体处于最佳热舒适环境，实现空调器舒适性控制。
在其他实施例中，可以采用通过PMV-PPD模型计算的方式来调整室内环境参数，改变用户的热舒适度感受。所述步骤2具体为：判断计算出的PMV值是否在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值是否在预设的PPD阈值范围内，若是，则保持室内装置的当前运行参数均不变；若不是，则调整室内装置的运行参数，改变室内环境参数，直到计算出的PMV值在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值在预设的PPD阈值范围内。在一个实施例中，预设的PMV阈值范围为[-1，1]；预设的PPD阈值范围为[0，25]。比如PMV-PPD模型包括湿度、温度和风速三个环境参数，若PMV值不在预设的PMV阈值范围内或者PPD值不在预设的PPD阈值范围内，则：
在预设的PMV阈值范围内任意选择一个值作为PMV目标值，并将所述PMV目标值导入到PMV-PPD模型，比如PMV目标值为0；
保持人体参数和湿度、风速不变或者保持人体参数不变并湿度、风速为当前睡眠阶段的预设值后，根据PMV-PPD模型计算温度的目标值；
控制空调器，将当前室内温度调整为所述温度的目标值；
或者：
在预设的PPD阈值范围内任意选择一个值作为PPD目标值，并将所述PPD目标值导入到PMV-PPD模型；比如PPD目标值为0；
保持人体参数和湿度、风速不变或者保持人体参数不变并湿度、风速为当前睡眠阶段的预设值后，根据PMV-PPD模型计算温度的目标值；
控制空调器，将当前室内温度调整为所述温度的目标值。
如图2所示，为实施例2一种调整环境热度的系统的结构示意图，包括模型建立模块、热舒适度计算模块和调整模块，
所述模型建立模块用于建立PMV-PPD模型；
所述热舒适度计算模块用于利用PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；
所述调整模块用于根据所述热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受；所述室内装置包括空调、风扇和加湿器。
本实施例中，所述模型建立模块包括：训练参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的多组室内环境参数和人体参数，以及用户在此睡眠阶段下，各组室内环境参数和人体参数对应的热舒适度感受；训练单元，用于对所述室内环境参数、人体参数和热舒适度感受进行训练，生成PMV-PPD模型，所述PMV-PPD模型的输入包括室内环境参数和人体参数，输出为用于表示用户热舒适度的PMV值或PPD值。
所述热舒适度计算模块包括：环境参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的室内环境参数；人体参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的人体参数；第一计算单元，用于根据环境参数、人体参数和PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度。所述环境参数获取单元包括温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置。
本实施例中，所述人体参数获取单元包括夜间新陈代谢率计算单元、人体裸露面积计算单元、裸露温度采集单元和能量消耗计算单元；所述人体裸露面积计算单元和裸露温度采集单元连接热成像摄像头；所述夜间新陈代谢率计算单元用于计算用户在每个睡眠阶段的新陈代谢率；所述人体裸露面积计算单元通过热成像摄像头采集人体照片并判断人体裸露面积；所述裸露温度采集单元用于通过热成像摄像头获取裸露部位的裸露温度；所述能量消耗计算单元用于计算用户在每个睡眠阶段的能量消耗。所述夜间新陈代谢率计算单元包括模型建立单元、参数获取单元和第二计算单元，所述模型建立单元用于建立夜间新陈代谢率计算模型，所述夜间新陈代谢率计算模型的输出为夜间新陈代利率，输入包括日间基础新陈代谢率、生理参数和睡眠阶段；所述参数获取单元用于获取用户日间基础新陈代谢率和生理参数；所述第二计算单元用于根据所述夜间新陈代谢率计算模型，计算每个睡眠阶段对应的夜间新陈代谢率。
本实施例中，所示调整模块包括：
映射关系表建立单元，用于建立PMV值与最优控制策略对应的第一映射关系表；或者PPD值与最优控制策略对应的第二映射关系表；
查询单元，用于根据计算出的PMV值查询所述第一映射关系表，获取最优控制策略；或者根据计算出的PPD值查询所述第二映射关系表，获取最优控制策略；
调整单元，用于采用所述最优控制策略控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
在其他实施例中，调整模块包括判断单元、第一控制单元和第二控制单元，所述判断单元，用于判断计算出的PMV值是否在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值是否在预设的PPD阈值范围内，若是，则控制第一控制单元保持室内装置的当前运行参数均不变；若不是，则控制第二控制单元调整室内装置的运行参数，改变室内环境参数，直到计算出的PMV值在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值在预设的PPD阈值范围内。
所述第二控制单元包括：第一选择单元，用于在预设的PMV阈值范围内任意选择一个值作为PMV目标值，并将所述PMV目标值导入到PMV-PPD模型；第二选择单元，用于将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；第三计算单元，用于根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；第一调整单元，用于控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
或者包括第三选择单元，用于在预设的PPD阈值范围内任意选择一个值作为PPD目标值，并将所述PPD目标值导入到PMV-PPD模型；第四选择单元，用于将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；第四计算单元，用于根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；第二调整单元，用于控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (26)

1.一种调整环境热度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立热舒适度模型，并利用所述热舒适度模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；
步骤2，根据所述热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
2.根据权利要求1所述的调整环境热度的方法，其特征在于，所述睡眠阶段包括觉醒期、浅睡期、深睡期和快速眼动期。
3.根据权利要求1或2所述的调整环境热度的方法，其特征在于，所述热舒适度模型为PMV-PPD模型。
4.根据权利要求3所述的调整环境热度的方法，其特征在于，步骤1中建立PMV-PPD模型的方法具体为：
获取用户在不同睡眠阶段的多组室内环境参数和人体参数，以及与所述室内环境参数和人体参数对应的热舒适度感受；
对多组室内环境参数、人体参数和热舒适度感受进行训练，生成PMV-PPD模型，所述PMV-PPD模型的输入包括室内环境参数和人体参数，输出为用于表示用户热舒适度的PMV值和/或PPD值。
5.根据权利要求4所述的调整环境热度的方法，其特征在于，室内环境参数包括空气温度、空气湿度和空气速度；人体参数包括夜间新陈代谢率、人体裸露面积、裸露温度和用户睡眠体动造成的能量消耗。
6.根据权利要求5所述的调整环境热度的方法，其特征在于，计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度具体为：获取用户在不同睡眠阶段的室内环境参数和人体参数，并根据所述PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度。
7.根据权利要求6所述的调整环境热度的方法，其特征在于，获取夜间新陈代谢率的方法具体为：
建立夜间新陈代谢率计算模型，所述夜间新陈代谢率计算模型的输出为夜间新陈代利率，输入包括日间基础新陈代谢率、生理参数和睡眠阶段；
获取用户日间基础新陈代谢率和生理参数，并根据所述夜间新陈代谢率计算模型，计算每个睡眠阶段对应的夜间新陈代谢率。
8.根据权利要求7所述的调整环境热度的方法，其特征在于，所述生理参数包括第一生理参数、第二生理参数和第三生理参数中一个或多个；所述第一生理参数包括身高和体重；所述第二生理参数为身体质量指数；所述第三生理参数为体脂率。
9.根据权利要求6所述的调整环境热度的方法，其特征在于，获取人体裸露面积和裸露温度的方法具体为：通过热成像摄像头采集人体照片并判断人体裸露面积以及获取裸露部位的裸露温度。
10.根据权利要求4所述的调整环境热度的方法，其特征在于，步骤2具体为：建立PMV值与最优控制策略对应的第一映射关系表；或者PPD值与最优控制策略对应的第二映射关系表；
根据计算出的PMV值查询所述第一映射关系表，获取最优控制策略；或者根据计算出的PPD值查询所述第二映射关系表，获取最优控制策略；
采用所述最优控制策略控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
11.根据权利要求4所述的调整环境热度的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：判断计算出的PMV值是否在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值是否在预设的PPD阈值范围内，若是，则保持室内装置的当前运行参数均不变；若不是，则调整室内装置的运行参数以改变室内环境参数并执行步骤1，直到计算出的PMV值在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值在预设的PPD阈值范围内。
12.根据权利要求11所述的调整环境热度的方法，其特征在于，PMV-PPD模型包括n种室内环境参数，若PMV值不在预设的PMV阈值范围内，则：
在预设的PMV阈值范围内任意选择一个值作为PMV目标值，并将所述PMV目标值导入到PMV-PPD模型；
将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
13.根据权利要求11所述的调整环境热度的方法，其特征在于，PMV-PPD模型包括n种室内环境参数，若PPD值不在预设的PPD阈值范围内，则：
在预设的PPD阈值范围内任意选择一个值作为PPD目标值，并将所述PPD目标值导入到PMV-PPD模型；
将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
14.根据权利要求11所述的调整环境热度的方法，其特征在于，预设的PMV阈值范围为[-1，1]；预设的PPD阈值范围为[0，25]。
15.一种调整环境热度的系统，其特征在于，包括模型建立模块、热舒适度计算模块和调整模块，
所述模型建立模块用于建立热舒适度模型；
所述热舒适度计算模块用于利用热舒适度模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度；
所述调整模块用于根据所述热舒适度控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
16.根据权利要求15所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述室内装置包括空调、风扇和加湿器。
17.根据权利要求15或16所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述热舒适度模型为PMV-PPD模型。
18.根据权利要求17所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述模型建立模块包括：
训练参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的多组室内环境参数和人体参数，以及用户在此睡眠阶段下，各组室内环境参数和人体参数对应的热舒适度感受；
训练单元，用于对所述室内环境参数、人体参数和热舒适度感受进行训练，生成PMV-PPD模型，所述PMV-PPD模型的输入包括室内环境参数和人体参数，输出为用于表示用户热舒适度的PMV值或PPD值。
19.根据权利要求17所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述热舒适度计算模块包括：
环境参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的室内环境参数；
人体参数获取单元，用于获取用户在不同睡眠阶段的人体参数；
第一计算单元，用于根据环境参数、人体参数和PMV-PPD模型计算用户在每个睡眠阶段的热舒适度。
20.根据权利要求19所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述环境参数获取单元包括温度采集装置、湿度采集装置和风速采集装置。
21.根据权利要求19所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述人体参数获取单元包括夜间新陈代谢率计算单元、人体裸露面积计算单元、裸露温度采集单元和能量消耗计算单元；所述人体裸露面积计算单元和裸露温度采集单元连接热成像摄像头；所述夜间新陈代谢率计算单元用于计算用户在每个睡眠阶段的新陈代谢率；所述人体裸露面积计算单元通过热成像摄像头采集人体照片并判断人体裸露面积；所述裸露温度采集单元用于通过热成像摄像头获取裸露部位的裸露温度；所述能量消耗计算单元用于计算用户在每个睡眠阶段的能量消耗。
22.根据权利要求21所述的调整环境热度的系统，其特征在于，所述夜间新陈代谢率计算单元包括模型建立单元、参数获取单元和第二计算单元，
所述模型建立单元用于建立夜间新陈代谢率计算模型，所述夜间新陈代谢率计算模型的输出为夜间新陈代利率，输入包括日间基础新陈代谢率、生理参数和睡眠阶段；
所述参数获取单元用于获取用户日间基础新陈代谢率和生理参数；
所述第二计算单元用于根据所述夜间新陈代谢率计算模型，计算每个睡眠阶段对应的夜间新陈代谢率。
23.根据权利要求17所述的调整环境热度的系统，其特征在于，调整模块包括：
映射关系表建立单元，用于建立PMV值与最优控制策略对应的第一映射关系表；或者PPD值与最优控制策略对应的第二映射关系表；
查询单元，用于根据计算出的PMV值查询所述第一映射关系表，获取最优控制策略；或者根据计算出的PPD值查询所述第二映射关系表，获取最优控制策略；
调整单元，用于采用所述最优控制策略控制室内装置的运行模式，调整用户的热舒适度感受。
24.根据权利要求17所述的调整环境热度的系统，其特征在于，调整模块包括判断单元、第一控制单元和第二控制单元，
所述判断单元，用于判断计算出的PMV值是否在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值是否在预设的PPD阈值范围内，若是，则控制第一控制单元保持室内装置的当前运行参数均不变；若不是，则控制第二控制单元调整室内装置的运行参数，改变室内环境参数，直到计算出的PMV值在预设的PMV阈值范围内或者计算出的PPD值在预设的PPD阈值范围内。
25.根据权利要求24所述的的调整环境热度的系统，其特征在于，所述第二控制单元包括：
第一选择单元，用于在预设的PMV阈值范围内任意选择一个值作为PMV目标值，并将所述PMV目标值导入到PMV-PPD模型；
第二选择单元，用于将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
第三计算单元，用于根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
第一调整单元，用于控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
26.根据权利要求24所述的的调整环境热度的系统，其特征在于，所述第二控制单元包括：
第三选择单元，用于在预设的PPD阈值范围内任意选择一个值作为PPD目标值，并将所述PPD目标值导入到PMV-PPD模型；
第四选择单元，用于将当前人体参数值和n种室内环境参数中任意n-1个当前室内环境参数值导入到PMV-PPD模型；或者调整任意n-1个室内环境参数值至当前睡眠阶段的预设值后，将所述预设值导入到PMV-PPD模型；
第四计算单元，用于根据PMV-PPD模型计算剩余一个室内环境参数目标值；
第二调整单元，用于控制对应的室内装置，将剩余一个室内环境参数调整为所述室内环境参数目标值。
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