CN109059200A - 基于ar的空调集中控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调技术领域，提供一种基于AR的空调集中控制系统及其控制方法。所述系统包括定制AR功能的APP、贴在不同空调上的唯一标识符，且所有空调都与移动智能终端网络连接；所述APP利用AR技术建立空调所在空间的模型，并通过一定方式复现该空间模型；能够通过AR技术实时获得和保存每台空调与移动智能终端的相对位置，能够通过网络实时获得、保存和显示每台空调的运行状态、代码以及每台空调附近的温度和湿度；用户通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态；开机状态下空调默认进入自动调节模式。实现了多台空调的风随人、风避人、区域送风、整体温度调节；节省了成本，简化了遥控机制，虚拟与现实结合，增加了与空调的交互趣味性。

Description

基于AR的空调集中控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种基于AR的空调集中控制系统及其控制方法。

背景技术

在空间比较大(如展厅、客厅、大厅)的区域，需要多台空调同时送风，此时，会出现送风区域重叠、风未送达部分区域、极度冷、极度热等情况，舒适性极差。在不使用中央空调的情况下，很难整体上调节温度，而且即便是中央空调也不能做到随时调节风向，实现风跟随人吹或风避开人吹的功能。另外，在多台空调同时运行时，用户对每台空调的运行状态无法直观了解，不知道如何去调节。

虽然中央空调能够解决上述部分问题，但是中央空调安装、拆卸比较麻烦，而且不便于修理和清洗，很多用户不喜欢中央空调。或者由于空间结构等因素的限制，有些地方不能安装中央空调。因此，解决同一空间内多台空调同时运行的控制调节难题是非常有必要的。

目前，市场上常用的射频、红外线、wifi三种空调遥控器，在一个区域有两台及以上空调同时使用(非中央空调)的情况下，传统控制方法有三种：1、每个遥控器分开控制；2、集中控制板控制；3、一个遥控器同时操纵多台。

但是，方法1的操作麻烦，容易误触发；方法2则与家庭中央空调类似，但安装需要技术手段，成本高，多数普通人没有掌握这种技术；方法3的控制不合理(一个指令全部空调都触发)，并且当其中一台出现问题时难以排查问题出处。而且，以上三种方法均有无法查看送风分布、送风不均匀、不合理的情况。

本发明将增强现实技术(AR)应用于同一空间内多台空调同时运行的控制调节，解决了上述技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的就是提供一种基于AR的空调集中控制系统及其控制方法，该系统将AR技术用在多空调联合控制上，对空调所在房间建立空间坐标体系，并利用传感器来整体控制房间里的空调，实现分别控制、全面监控、整体调节，并能够达到整体调节温度和风速、风随人、风避人、区域送风等功能。

本发明提供一种基于AR的空调集中控制系统，所述系统包括安装在移动智能终端上的定制AR功能的APP、贴在不同空调上的唯一标识符，且所有空调都与移动智能终端网络连接。所述APP具有如下功能：空间建模和复现空间模型，所述APP利用AR技术建立空调所在空间的模型，并通过一定方式复现该空间模型；信息收集和保存，所述APP能够通过AR 技术实时获得和保存每台空调与移动智能终端的相对位置，能够通过网络实时获得、保存和显示每台空调的运行状态、代码以及每台空调附近的温度和湿度；手动调节空调，用户通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态；自动调节空调，开机状态下空调默认进入自动调节模式，所述APP对上述信息按照预先制定的算法执行，自动调节每台空调的运行状态。

关于使用定制AR功能的应用程序进行空间建模和复现空间模型的方法，申请号为201810008577.5的中国发明专利申请中提到，APP通过AR技术扫描空调上的标志可以得到手机与空调的相对位置；在各个墙角位置添加标记点，获取到摄像头与各个标记点之间的距离，进而可以获取整个房间的空间大小；在手机界面拖拽缩放虚拟物体(例床、窗户、门、沙发等)，使得虚拟物件与现实物体影像重合，进而获得房间各家具门窗的整体布局信息；需要再次编辑空间布局信息的时候只需要使用摄像头扫描标识，可以获得之前保存的布局信息，通过虚拟控制界面可以对原先布局进行增加、移动等操作。在一个实施例中，为了获得更加精确的空调与移动智能终端的相对位置，所述APP利用AR技术，通过扫描唯一标识符可以获得虚拟空调模型，将虚拟空调模型微调到与真实空间中的位置重合，来确定对应的空调与移动智能终端的相对位置。

在一个实施例中，所述APP是通过扫描任意一个唯一标识符来实现复现空间模型的。

上述一种移动智能终端可以是笔记本电脑、智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备等。

上述APP，在网络在线时，将每台空调的运行状态、代码、附近的温度和湿度以及与移动智能终端的相对位置等信息保存到后台服务器；在网络离线时，将上述信息通过路由器保持在本地。

通过上述APP可以手动调节的空调运行状态包括整体温度、整体风速、风随人、风避人、区域送风等。

在进一步的技术方案中，所述系统还包括带有标识符的分布式传感器，所述传感器设置在空间的不同位置，能够获得所处位置的温度和湿度，并将其编号和温度湿度信息通过网络传送给所述APP。

本发明还提供上述基于AR的空调集中控制系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

1)建立空间模型；打开APP，启动AR功能，扫描每台空调上的唯一标识符，得到每台空调的代码和其与移动智能终端的相对位置，建立空间坐标体系；

2)查看空调的运行状态：APP通过本地路由器或从后台服务器获得每台空调的运行状态、代码以及附近的温度和湿度，并将其与步骤1)得到的相对位置信息一一对应，并显示这些信息；

3)复现空调模型；如果已经建立空间建模，扫描任意一台空调上的唯一标识符即可复现空间模型，并更新每台空调的运行状态、代码以及附近的温度和湿度等信息；

4)调节控制空调：默认进入自动调节模式，按照预定的算法执行，自动调节每条空调的运行状态；用户可以通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态。

在一个技术方案中，步骤1)中，扫描每台空调上的唯一标识符，还能得到虚拟空调模型，将虚拟空调微调至与真空空间的位置重合，能够获得更精确的每台空调在空间中的相对位置。

上述控制方法中，可以手动调节的空调运行状态包括整体温度、整体风速、风随人、风避人、区域送风等。

在实现整体温度时，用户通过APP将每台空调的目标温度确定为某一特定值，并根据获得的每台空调的位置、温度和湿度信息自动调整每台空调的风速。例如，当某一区域的实际温度与目标温度差距增大时提高位于该区域的空调的风速，当某一区域的实际温度与目标温度相同时降低或暂停位于该区域的空调的风速。

在实现整体风速时，用户通过APP将每台空调的目标风速确定为某一特定风速，空调在制冷或制热过程中，不会自动控制吹风风速，即使温度接近目标温度也不会暂停吹风。

实现风随人和风避人时，可以多人持有安装上述APP的移动智能终端，比如每人持有一个安装有上述APP的移动智能终端(例如，大人手持智能手机，小孩子佩戴有智能手表)。空调通过网络获得空调和移动智能终端的相对位置，自动调整风向精确送风。在实现风随人功能时，空调风吹向附近的移动智能终端，远距开高风档，近距开低风档；在实现风避人功能时，空调避开附近的移动智能终端吹风。

在实现区域送风时，用户通过APP的虚拟控制界面确定送风区域，自动调整所有空调吹向该区域，远距开高风档，近距开低风档。

再进一步的技术方案中，步骤1)中，APP还要扫描每个分布式传感器的标识符，得到每个分布式传感器的编码和其与移动智能终端的相对位置；步骤2)中，APP通过本地路由器或从后台服务器还能获得每个分布式传感器附近的温度和湿度，并将其与步骤1)得到的相对位置信息一一对应，并显示这些信息；步骤3)中，扫描任意一个分布式传感器的标识符也可复现空间模型，并更新每台空调的运行状态、代码、附近的温度和湿度以及每个分布式传感器附近的温度和湿度等信息。

本发明适用于同一空间中有两台及以上空调的情形，由于采用了AR的定位功能和信息集成，能够准确获取到每台空调的相对位置及其状态，将其通过虚拟图像显示出来，使用户能够实时查看温度、风速、风向的大致分布，进行整体温度、整体风速、风随人、风避人、区域送风等的近程或远程的调节控制。

每台空调都标记有唯一的代码，保证APP能够精确的分辨和控制不同的空调，而不会出现一个指令多台空调相应的混乱情况。当其中一台空调出现问题是，能够迅速从APP中排查出是哪台空调出现了问题。

本发明具有如下有益效果：1、实现了多台空调及中央空调的风随人、风避人、区域送风、整体温度调节的从无到有；2、达到了温度和风速均匀、合理、直观、人性化的效果；3、无需增加任何配置，节省了成本；4、无需遍处找遥控器，简化了遥控机制；5、能够精确控制每台空调，快速排查问题；6、虚拟与现实结合，增加了与空调的交互趣味性；7、不一定购买中央空调，给用户提供了多种适合大房间空调购买选择性。

附图说明

图1：本发明实施例1中建立空间坐标体系的示意图；

图2：本发明实施例1中网络在线时系统结构图；

图3：本发明实施例1中网络离线时系统结构图；

图4：本发明实施例1中系统功能流程图；

图5：本发明实施例1中空间中空调及家具门窗布局示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本实施例中，房间中有两台及以上空调，不限于柜机，挂机；每台空调上有唯一标识符； APP安装在智能手机上，该APP已与空调配网，可以控制每一台空调。

手机APP在建立空间坐标体系时，如图1所示，利用AR技术，以APP扫描的第一个空调唯一标识符为原点，确定之后扫描的唯一标识符的坐标，在确定空间四周的墙角的坐标，这样就能获得一个空间坐标体系及每台空调所在位置，记录手机坐标的变化，通过计算可知道每台空调与手机相对位置的变化。

手机APP与空调之间的联网状态如图2和图3所示。在网络在线时，每台空调通过后台服务器进行信息的传输。空调通过后台服务器将运行状态、代码及附近的温度和湿度保存到后台服务器，手机APP通过后台服务器获得每台空调的运行状态、代码及附近的温度和湿度，手机APP通过AR功能整体调节控制每台空调。在网络离线时，每台空调通过路由器进行信息的传输。空调通过路由器将运行状态、代码及附近的温度和湿度保持在本地，手机APP通过路由器获得每台空调的运行状态、代码及附近的温度和湿度，手机APP通过AR功能整体调节控制每台空调。

手机APP具有如下功能：空间建模和复现空间模型，所述APP利用AR技术建立空调所在空间的模型，并通过一定方式复现该空间模型；信息收集和保存，所述APP能够通过AR技术实时获得和保存每台空调与移动智能终端的相对位置，能够通过网络实时获得、保存和显示每台空调的运行状态、代码以及每台空调附近的温度和湿度；手动调节空调，用户通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态；自动调节空调，开机状态下空调默认进入自动调节模式，所述APP对上述信息按照预先制定的算法执行，自动调节每台空调的运行状态。

为了获得更加精确的空调与移动智能终端的相对位置，手机APP利用AR技术，通过扫描唯一标识符可以获得虚拟空调模型，将虚拟空调模型微调到与真实空间中的位置重合，来确定对应的空调与移动智能终端的相对位置。

手机APP是通过扫描任意一个唯一标识符来实现复现空间模型的。

本实施例中手机APP的操作流程如图4所示。

用户在使用手机APP时，，包括如下步骤：

4)调节控制空调：默认进入自动调节模式，按照预定的算法执行，自动调节每条空调的运行状态；用户可以通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态。

在一个技术方案中，步骤1)中，扫描每台空调上的唯一标识符，还能得到虚拟空调模型，将虚拟空调微调至与真空空间的位置重合，能够获得更精确的每台空调在空间中的相对位置。

1)建立空调模型；打开APP，启动AR功能，扫描每台空调上的唯一标识符，得到空调代码及虚拟空调模型，以及该空调与移动智能终端的相对位置，将虚拟空调微调至于真空空间的位置重合，确定每台空调在空间中的位置，建立空间坐标体系；

2)查看空调的运行状态：APP通过本地路由器或从网络通过服务器获得每台空调的运行状态、代码以及附近的温度和湿度，并将其与步骤1)得到的相对位置信息一一对应，并显示这些信息；

3)复现空调模型；如果已经建立空间建模，扫描任意一台空调上的唯一标识符即可复现空间模型，并更新每台空调的运行状态、代码以及附近的温度和湿度等信息；

4)调节控制空调：默认进入自动调节模式，按照预定的算法执行，自动调节每条空调的运行状态；用户可以通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态。

APP在使用中，可以手动调节的空调运行状态包括整体温度、整体风速、风随人、风避人、区域送风等。结合图5来简单说明以上功能。如图5所示，在一个空间(会客大厅)中，包括四个角落里的4个空调1、2、3、4。

用户选择整体温度调节时，APP将每台空调的目标温度确定为同一值(如，26℃)，每台空调都以此为目标温度自动控制吹风风速。当实际温度接近该目标温度时，两台空调都会暂停吹风。如果此时，一个大门打开，外部的热气进入会客大厅中，该大门两边的空调检测到温度升高，会自动开始吹冷风，直至检测到温度接近目标温度。但是，另外两个空调没有检测到温度升高，不会自动吹风。

用户选择整体风速调节时，所有空调在制冷或制热过程中，不会自动控制吹风风速，会按照APP确定的某一预定风速吹风，当温度接近目标温度时也不会暂停吹风。

用户选择风随人或风避人调节时，如图5所示，该空间中包括七个人都启动了手机APP，其中第一个人位于空调1附近的长沙发上，第二、三、四个人位于空调2附近的长沙发上，第五个人位于空调4附近的单人沙发上，第六、七个人位于大厅中间的服务台处。空调1通过网络获得空调1距离第一个人较近，距离其他人较远；空调2通过网络获得空调2距离第二、三、四个人较近，距离其他人较远；空调3通过网络获得空调3距离所有人较远；空调 4通过网络获得空调4距离第五个人较近，距离其他人较远。若选择风随人调节，经过后台算法处理后，那么空调1会低风挡吹向第一个人，空调2会低风挡吹向第二、三、四个人，空调3会高风挡吹向第六、七个人，空调4会低风挡吹向第五个人；若选择风避人调节，那么空调1、2、3和4会避开能吹到所有人的方向(例如偏上方)吹风。

如果该空间仅有第一个人，那么选择风随人调节，那么空调1会低风挡吹向第一个人，空调2、3和4会高风挡也吹向第一个人，或者空调2、3、4因为距离太远而不吹风；若选择风避人调节，那么空调1、2、3和4会避开能吹到第一个人的方向吹风。

用户选择区域送风时，例如在空调2附近的长沙发开会时，用户可通过APP的虚拟控制界面确定给空调2附近的长沙发区域送风，那么空调2会低风挡吹风，空调柜机1、3和4会暂停送风或高风档送风。

此外，还可以在空间的不同位置设置带有标识符的分布式传感器。APP还要扫描每个分布式传感器的标识符，得到每个分布式传感器的编码和其与移动智能终端的相对位置；APP 通过本地路由器或从后台服务器还能获得每个分布式传感器附近的温度和湿度，并将其与步骤1)得到的相对位置信息一一对应，并显示这些信息；扫描任意一个分布式传感器的标识符也可复现空间模型，并更新每台空调的运行状态、代码、附近的温度和湿度以及每个分布式传感器附近的温度和湿度等信息。这样，就能够更加合理的整体调节空间的温度，使得送风更均匀。

说明书公开提供了一些实施例，用来实现本发明的不同控制模型。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，所述系统包括安装在移动智能终端上的定制AR功能的APP、贴在不同空调上的唯一标识符，且所有空调都与移动智能终端网络连接；所述APP具有如下功能：

空间建模和复现空间模型，所述APP利用AR技术建立空调所在空间的模型，并通过一定方式复现该空间模型；

信息收集和保存，所述APP能够通过AR技术实时获得和保存每台空调与移动智能终端的相对位置，能够通过网络实时获得、保存和显示每台空调的运行状态、代码以及每台空调附近的温度和湿度；

手动调节空调，用户通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态；

自动调节空调，开机状态下空调默认进入自动调节模式，所述APP对上述信息按照预先制定的算法执行，自动调节每台空调的运行状态。

2.根据权利要求1所述的基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，所述APP利用AR技术，通过扫描唯一标识符可以获得虚拟空调模型，将虚拟空调模型微调到与真实空间中的位置重合，来确定对应的空调与移动智能终端的相对位置。

3.根据权利要求1所述的基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，所述APP，在网络在线时，将每台空调的运行状态、代码、附近的温度和湿度以及与移动智能终端的相对位置等信息保存到后台服务器；在网络离线时，将上述信息通过路由器保持在本地。

4.根据权利要求1所述的基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，所述APP是通过扫描任意一个唯一标识符来实现复现空间模型的。

5.根据权利要求1所述的基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，所述一种移动智能终端可以是笔记本电脑、智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备。

6.根据权利要求1所述的基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，通过所述AR程序可以手动调节的空调运行状态包括整体温度、整体风速、风随人、风避人、区域送风。

7.根据权利要求1所述的基于AR的空调集中控制系统，其特征在于，所述系统还包括带有标识符的分布式传感器，所述传感器设置在空间的不同位置，能够获得所处位置的温度和湿度，并将其编号和温度湿度信息通过网络传送给所述APP。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述基于AR的空调集中控制系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

1)建立空间模型；打开APP，启动AR功能，扫描每台空调上的唯一标识符，得到每台空调的代码和其与移动智能终端的相对位置，建立空间坐标体系；

2)查看空调的运行状态：APP通过本地路由器或从后台服务器获得每台空调的运行状态、代码以及附近的温度和湿度，并将其与步骤1)得到的相对位置信息一一对应，并显示这些信息；

3)复现空调模型；如果已经建立空间建模，扫描任意一台空调上的唯一标识符即可复现空间模型，并更新每台空调的运行状态、代码以及附近的温度和湿度等信息；

4)调节控制空调：默认进入自动调节模式，按照预定的算法执行，自动调节每条空调的运行状态；用户可以通过虚拟控制界面手动调节每台空调的运行状态。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，步骤1)中，扫描每台空调上的唯一标识符，还能得到虚拟空调模型，将虚拟空调微调至与真空空间的位置重合，能够获得更精确的每台空调在空间中的相对位置。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，可以手动调节的空调运行状态包括整体温度、整体风速、风随人、风避人、区域送风。。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在实现整体温度时，用户通过APP将每台空调的目标温度确定为某一特定值，并根据获得的每台空调的位置、温度和湿度信息自动调整每台空调的风速。

12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在实现整体风速时，用户通过APP将每台空调的目标风速确定为某一特定风速，空调在制冷或制热过程中，不会自动控制吹风风速，即使温度接近目标温度也不会暂停吹风。

13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，实现风随人和风避人时，可以多人持有安装所述APP的移动智能终端；空调通过网络获得空调和移动智能终端的相对位置，自动调整风向精确送风；在实现风随人功能时，空调风吹向附近的移动智能终端，远距开高风档，近距开低风档；在实现风避人功能时，空调避开附近的移动智能终端吹风。

14.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在实现区域送风时，用户通过APP的虚拟控制界面确定送风区域，自动调整所有空调吹向该区域，远距开高风档，近距开低风档。

15.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，步骤1)中，APP还要扫描每个分布式传感器的标识符，得到每个分布式传感器的编码和其与移动智能终端的相对位置；步骤2)中，APP通过本地路由器或从后台服务器还能获得每个分布式传感器附近的温度和湿度，并将其与步骤1)得到的相对位置信息一一对应，并显示这些信息；步骤3)中，扫描任意一个分布式传感器的标识符也可复现空间模型，并更新每台空调的运行状态、代码、附近的温度和湿度以及每个分布式传感器附近的温度和湿度等信息。