CN106321475A - 一种基于红外测温的智能人感风扇及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红外测温的智能人感风扇及实现方法，涉及红外感应技术领域，人感风扇包括风扇电机、阵列式红外热电堆传感器、主控制器、角度调节电机和风扇主体，阵列式红外热电堆传感器用于测量房间内的热源温度信息，从而识别人体位置和距离、感知人体冷热和运动或休息状态，继而通过主控制器自动控制风扇的风向和风力大小，达到提高人体舒适度，实现节能环保的效果。
Description
技术领域
本发明涉及红外感应技术领域，尤其涉及的是一种基于红外测温的智能人感风扇及实现方法。
背景技术
传统的风扇一旦设定好工作模式后，便无法自动变更工作状态，极大地影响了人体的舒适感。当人在运动的时候，需要强大的风力，当人在休息的时候，需要舒适的风力，如果一个房间内不同的人有不同的冷热感时，传统的风扇便无能为力了。目前市面上的人感风扇，只是利用了红外热释电传感器感知人体是否存在，从而自动启停风扇，只能达到节能的目的，而不能提高人体的舒适度。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于红外测温的智能人感风扇及实现方法，旨在解决传统风扇无法提高人体舒适度的问题。
本发明的技术方案如下：一种基于红外测温的智能人感风扇，其中，包括风扇主体、控制风扇主体启停和风力大小的风扇电机、控制风扇主体风向的角度调节电机、用于测量房间内热源温度信息的阵列式红外热电堆传感器、用于驱动风扇电机和角度调节电机的驱动电路和用于控制整个人感风扇的主控芯片，所述风扇主体分别与风扇电机、角度调节电机连接，风扇电机和角度调节电机均与驱动电路连接，驱动电路与主控芯片连接，主控芯片与阵列式红外热电堆传感器连接。
所述的基于红外测温的智能人感风扇，其中，所述阵列式红外热电堆传感器的感应距离为1-8m，垂直感应角度为30°，水平感应角度为120°。
所述的基于红外测温的智能人感风扇，其中，所述阵列式红外热电堆传感器采用的型号为：欧姆龙D6T-44L-06 (4×4)或松下GridEYE AMG8831 (8×8)或迈来芯 MLX90620(4×16)。
所述的基于红外测温的智能人感风扇，其中，所述主控芯片采用的型号为：恩智浦LPC1114或爱特梅尔SAMD20E16。
一种如上述任一项所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，其中，具体包括以下步骤：
步骤S1：主控芯片读取阵列式红外热电堆传感器测量的温度信息，根据温度信息建立小孩全身背景温度数据；
步骤S2：间隔设定时间，主控芯片再次读取阵列式红外热电堆传感器101测量的目标物体温度信息，通过读取到的温度值绘制出热成像图；
步骤S3：主控芯片通过计算当前温度和背景温度之差与阀值的大小判断出是否有人，否，执行步骤S4，是，执行步骤S5；
步骤S4：主控芯片控制风扇电机和角度调节电机关闭，并执行步骤S2；
步骤S5：主控芯片通过计算参数得到控制指令，控制风扇电机的风力大小和角度调节电机的风向，从而提高人体舒适度，并执行步骤S2。
所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，其中，所述步骤S2中，设定时间为1s。
所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，其中，所述步骤S5中，主控芯片通过计算参数得到控制指令，计算的参数包括：主控芯片通过计算人体所占形状是否发生变化判断人体是否处于休息状态；主控芯片通过计算人体所占面积和人体核心温度判断人体的位置和距离；主控芯片通过预设模型计算出人体冷热感。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种基于红外测温的智能人感风扇及实现方法，涉及红外感应技术领域，人感风扇包括风扇电机、阵列式红外热电堆传感器、主控制器、角度调节电机和风扇主体，阵列式红外热电堆传感器用于测量房间内的热源温度信息，从而识别人体位置和距离、感知人体冷热和运动或休息状态，继而通过主控制器自动控制风扇的风向和风力大小，达到提高人体舒适度，实现节能环保的效果。
附图说明
图1是本发明中基于红外测温的智能人感风扇的内部连接图。
图2是本发明中基于红外测温的智能人感风扇的实现方法的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示，一种基于红外测温的智能人感风扇，包括风扇主体105、控制风扇主体105启停和风力大小的风扇电机107、控制风扇主体105风向的角度调节电机104、用于测量房间内热源温度信息的阵列式红外热电堆传感器101、用于驱动风扇电机107和角度调节电机104的驱动电路103和用于控制整个人感风扇的主控芯片102，所述风扇主体105分别与风扇电机107、角度调节电机104连接，风扇电机107和角度调节电机104均与驱动电路103连接，驱动电路103与主控芯片102连接，主控芯片102与阵列式红外热电堆传感器101连接：通过阵列式红外热电堆传感器101测量房间内的热源温度信息并反馈至主控芯片102，主控芯片102计算从而识别人体位置和距离、感知人体冷热和睡眠状态，继而通过控制所述风扇电机107控制风扇主体105启停和风力大小，控制所述角度调节电机104控制风扇主体105的风向。
具体地，所述阵列式红外热电堆传感器101的感应距离为1-8m，垂直感应角度为30°，水平感应角度为120°，这样，阵列式红外热电堆传感器101在测量小孩睡眠状态时，基本能在无需旋转的情况下完全覆盖整个婴儿床进行测量。
本实施例中，所述阵列式红外热电堆传感器101可以采用以下型号：Omron（欧姆龙）的D6T-44L-06 (4×4)、Panasonic（松下）的 "GridEYE" AMG8831 (8×8)、或者Melexis（迈来芯）的 MLX90620 (4×16)。
本实施例中，所述主控芯片102采用以下型号：NXP（恩智浦）的LPC1114或者Atmel（爱特梅尔）的SAMD20E16。
如图2所示，一种如上述所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：主控芯片102读取阵列式红外热电堆传感器101测量的温度信息，根据温度信息建立小孩全身背景温度数据；
步骤S2：间隔设定时间，主控芯片102再次读取阵列式红外热电堆传感器101测量的目标物体温度信息，通过读取到的温度值绘制出热成像图；
步骤S3：主控芯片102通过计算当前温度和背景温度之差与阀值的大小判断出是否有人，否，执行步骤S4，是，执行步骤S5；
步骤S4：主控芯片102控制风扇电机107和角度调节电机104关闭，并执行步骤S2；
步骤S5：主控芯片102通过计算参数得到控制指令，控制风扇电机107的风力大小和角度调节电机104的风向，从而提高人体舒适度，并执行步骤S2。
具体地，所述步骤S2中，设定时间为1s。
具体地，所述步骤S5中，主控芯片102通过计算参数得到控制指令，计算的参数包括：主控芯片102通过计算人体所占形状是否发生变化判断人体是否处于休息状态；主控芯片102通过计算人体所占面积和人体核心温度判断人体的位置和距离；主控芯片102通过预设模型计算出人体冷热感。
本基于红外测温的智能人感风扇的运转流程如下：人感风扇开机时，主控芯片102读取阵列式红外热电堆传感器101测量的室内热源温度信息，根据室内热源温度信息建立背景温度数据；间隔时间1s，主控芯片102再次读取阵列式红外热电堆传感器101测量的室内热源温度信息，然后通过读取到的温度值绘制出热成像图，通过判断当前温度和背景温度之差计算出是否有人，如果没有人的话，立刻关闭电机，并进入下一个循环；如果有人的话，则分别判断人体所占形状是否发生变化判断人体是否处于休息状态、计算人体所占面积和人体核心温度判断人体位置和距离、通过模型计算出人体冷热感，最后综合上述所有参数生成控制策略控制电机，从而自动控制风向和风力，极大地提高了人体舒适度。
本基于红外测温的智能人感风扇涉及红外感应技术领域，包括风扇电机、阵列式红外热电堆传感器、主控制器、角度调节电机和风扇主体，阵列式红外热电堆传感器用于测量房间内的热源温度信息，从而识别人体位置和距离、感知人体冷热和运动或休息状态，继而通过主控制器自动控制风扇的风向和风力大小，达到提高人体舒适度，实现节能环保的效果。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于红外测温的智能人感风扇，其特征在于，包括风扇主体、控制风扇主体启停和风力大小的风扇电机、控制风扇主体风向的角度调节电机、用于测量房间内热源温度信息的阵列式红外热电堆传感器、用于驱动风扇电机和角度调节电机的驱动电路和用于控制整个人感风扇的主控芯片，所述风扇主体分别与风扇电机、角度调节电机连接，风扇电机和角度调节电机均与驱动电路连接，驱动电路与主控芯片连接，主控芯片与阵列式红外热电堆传感器连接。
2.根据权利要求1所述的基于红外测温的智能人感风扇，其特征在于，所述阵列式红外热电堆传感器的感应距离为1-8m，垂直感应角度为30°，水平感应角度为120°。
3.根据权利要求2所述的基于红外测温的智能人感风扇，其特征在于，所述阵列式红外热电堆传感器采用的型号为：欧姆龙D6T-44L-06 (4×4)或松下GridEYE AMG8831 (8×8)或迈来芯 MLX90620 (4×16)。
4.根据权利要求1所述的基于红外测温的智能人感风扇，其特征在于，所述主控芯片采用的型号为：恩智浦LPC1114或爱特梅尔SAMD20E16。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S1：主控芯片读取阵列式红外热电堆传感器测量的温度信息，根据温度信息建立小孩全身背景温度数据；
步骤S2：间隔设定时间，主控芯片再次读取阵列式红外热电堆传感器101测量的目标物体温度信息，通过读取到的温度值绘制出热成像图；
步骤S3：主控芯片通过计算当前温度和背景温度之差与阀值的大小判断出是否有人，否，执行步骤S4，是，执行步骤S5；
步骤S4：主控芯片控制风扇电机和角度调节电机关闭，并执行步骤S2；
步骤S5：主控芯片通过计算参数得到控制指令，控制风扇电机的风力大小和角度调节电机的风向，从而提高人体舒适度，并执行步骤S2。
6.根据权利要求5所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，其特征在于，所述步骤S2中，设定时间为1s。
7.根据权利要求5所述的基于红外测温的智能人感风扇的实现方法，其特征在于，所述步骤S5中，主控芯片通过计算参数得到控制指令，计算的参数包括：主控芯片通过计算人体所占形状是否发生变化判断人体是否处于休息状态；主控芯片通过计算人体所占面积和人体核心温度判断人体的位置和距离；主控芯片通过预设模型计算出人体冷热感。
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