CN109222491A - 一种可调节温度的床垫及其控制方法 - Google Patents

一种可调节温度的床垫及其控制方法 Download PDF

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张雪
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Abstract

本发明公开了一种可调节温度的床垫，包括：呈长方体形状的床垫本体，所述床垫本体包括面料层、填充层、床垫底层，所述填充层包括加热层和降温层，所述加热层与外设的暖气机的出风口连接，所述降温层与外设的冷气机的出风口连接，所述面料层和填充层之间设有背部温度传感器、臀部温度传感器，用于检测人的背部、臀部接触床垫之后的温度情况，所述床垫底层内设有控制器和电池盒，所述背部温度传感器、臀部温度传感器、暖气机、冷气机、电池盒分别与所述控制器连接。本发明可以根据获取到的人背部、臀部与床垫之间的温度信息，控制加热层、降温层的启闭，调节床垫的温度，提高床垫的舒适性。

Description

一种可调节温度的床垫及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种可调节温度的床垫及其控制方法。
背景技术
随着科技的发展，智能家居开始慢慢在各个家庭中普及，其中床垫的智能性也越来越受到大众的重视。我们每一个人的一生，大约有三分之一的时间都是在睡眠中度过的，睡眠质量的高低会直接影响人的身体健康。人在睡眠时，温度和湿度是很重要的舒适度指标，睡眠中的各种问题，如：踢被子、燥热、翻身、出汗、抽筋等都与温度有关；如果房间湿度过低或者过高，也会造成人上火或者湿气重等问题。
现有市场上的床垫都是以弹簧，乳胶，棕榈纤维编制而成的，最常见的功能就是根据所用材料的不同，分成不同软硬程度的床垫，满足不同人的喜好。但能调节适应人体温度的床垫寥寥无几，能调节房间湿度的床垫更少。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可调节温度的床垫及其控制方法，根据获取到的人背部、臀部与床垫之间的温度，控制加热层、降温层的启闭，调节床垫的温度，提高床垫的舒适性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
可调节温度的床垫，包括：呈长方体形状的床垫本体，所述床垫本体包括面料层、填充层、床垫底层，所述填充层包括加热层和降温层，所述加热层与外设的暖气机的出风口连接，所述降温层与外设的冷气机的出风口连接，所述面料层和填充层之间设有背部温度传感器、臀部温度传感器，用于检测人的背部、臀部接触床垫之后的温度情况，所述床垫底层内设有控制器和电池盒，所述背部温度传感器、臀部温度传感器、暖气机、冷气机、电池盒分别与所述控制器连接。
所述床垫本体内部设有垂直于加热层且由加热层贯穿至床垫底层的通气管道；所述加热层、降温层和床垫底层分别与通气管道连通；所述面料层设有通风网孔，所述通气管道的一端位于通风网孔的底部，所述通气管道的另一端位于床垫底层，所述通气管道内设有弹簧。
所述床垫本体四周的面料层内设有湿度传感器，用于检测床垫四周空气的湿度，所述湿度传感器与所述控制器连接。
所述控制器与外设的加湿器、除湿器连接，用于控制加湿器、除湿器的启动和关闭。
所述加湿器为纯净性加湿器。
所述床垫本体内包括第一定时器、第二定时器，所述第一定时器、第二定时器分别与控制器连接。
所述面料层和所述填充层之间设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接。
可调节温度的床垫的控制方法，包括以下步骤：
S31、获取人的背部、臀部与床垫接触后的温度信息；
S32、判断温度是否低于第一温度阀值；
若低于第一温度阀值，则启动暖气机和第一定时器；
若高于第一温度阀值，则继续执行步骤S33；
S33、判断温度是否高于第二温度阀值；
若高于第二温度阀值，则启动冷气机和第一定时器；
若低于第二温度阀值，则不进行操作；
S34、判断第一定时器的时间是否达到第一时间阀值；
若达到第一时间阀值，则关闭暖气机/冷气机和第一定时器；
若没有达到第一时间阀值，则返回步骤S33；
S35、获取床垫四周空气的湿度信息；
S36、判断湿度是否低于预设湿度阀值；
若低于预设湿度阀值，则启动加湿器和第二定时器；
若高于预设湿度阀值，则启动除湿器和第二定时器；
S37、判断第二定时器的时间是否达到第二时间阀值；
若达到第二时间阀值，则关闭加湿器/除湿器和第二定时器；
若没有达到第二时间阀值，则返回步骤S37。
所述第一温度阀值为10℃，所述第二温度阀值为30℃，所述湿度阀值为50％RH。
所述第一时间阀值、第二时间阀值均为20分钟。
本发明的优点在于：1、床垫本体的填充层包括加热层和降温层，通过获取人的背部和臀部与床垫之间的温度，控制加热层和降温层的启闭，自动调节床垫温度；2、通过获取房间的湿度信息，控制外设加湿器和除湿器的启闭，自动调节房间的湿度；3、通过定时器，控制加热、降温、加湿、除湿过程的时间，避免调节过度。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明可调节温度的床垫的整体结构示意图；
图2为本发明可调节温度的床垫的电连接图；
图3为本发明可调节温度的床垫的控制方法的流程图。
上述图中的标记均为：
1、床垫本体；2、面料层；3、加热层；4、降温层；5、床垫底层；6、通气管道；7、暖气机；8、冷气机；9、通风网孔；10、控制器；11、背部温度传感器；12、臀部温度传感器；13、湿度传感器；14、加湿器；15、除湿器；16、第一定时器；17、第二定时器；18、压力传感器。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，是本发明可调节温度的床垫的结构示意图和电连接图。在该实施例中，该可调节温度的床垫包括：呈长方体形状的床垫本体1，该床垫本体1从上至下依次包括面料层2、填充层、床垫底层5，其中，填充层又包括加热层3和降温层4，为使加热层3和降温层4实现加热和降温，进一步的，该加热层3与外设的暖气机7的出风口连接，降温层4与外设的冷气机8的出风口连接。为实现自动调节床垫的温度，面料层2和填充层之间设有背部温度传感器11、臀部温度传感器12，用于检测人的背部、臀部接触床垫之后的温度情况，该床垫底层内设有控制器10和电池盒，所述背部温度传感器11、臀部温度传感器12、暖气机7、冷气机8分别与控制器10连接，电池盒用于放置电池，为控制器提供电源。所述控制器10用于接收背部温度传感器11、臀部温度传感器12发送的温度信息后，与预存的温度阀值进行比较，并根据比较结果控制暖气机7、冷气机8的开启和关闭。
为了更好地控制背部温度传感器11、臀部温度传感器12的开启和关闭，面料层2和填充层之间还设有压力传感器18，该压力传感器与控制器10连接，用于采集施加在压力传感器18的压力，并将其以电信号的形式发送至控制器10。控制器10接收到压力信息后，判断是否大于预设压力阀值，并根据判断结果控制背部温度传感器11、臀部温度传感器12的开启和关闭。该压力阀值可以根据不同人躺在床垫上产生的压力值进行设置，而且还可以根据实际需求进行设置。当大于预设压力阀值，则说明有人躺在床垫上，则控制背部温度传感器11、臀部温度传感器12开启，开始采集人的背部、臀部接触床垫之后的温度情况。为了避免家中宠物跳到床上引发错误操作，压力传感器18的数量可以设置为至少8个，分别设置在人的头部、背部、臀部、脚部，床垫两边各设置4个，当4个点都产生压力时，说明有人躺在床垫上。上述压力传感器18、背部温度传感器11、臀部温度传感器12的安装位置可以根据人的身高、睡觉习惯进行合理设置。
为实现暖气机7、冷气机8发出的暖气和冷气快速的传递至面料层2，优选的，床垫本体1内部设有垂直于加热层3且由加热层3贯穿至床垫底层5的通气管道6，加热层3、降温层4和床垫底层5分别与通气管道6连通。为了使面料层2更好地散发暖气和冷气，该面料层2设有通风网孔9，通气管道6的一端位于通风网孔9的底部，通气管道6的另一端位于床垫底层。
为保证床垫的舒适性，优选的，所述通气管道6内设有弹簧。
为实现自动调节床垫所在房间的空气湿度，优选的，床垫本体1四周的面料层内设有用于检测床垫四周空气湿度的湿度传感器13，该湿度传感器13与控制器10连接，用于将检测的湿度信息以电信号的形式发送至控制器10。优选的，控制器还与外设的加湿器14、除湿器15连接，控制器10根据获取的湿度信息，将其与预设的湿度信息进行比较，并根据比较结果控制加湿器14、除湿器15的启动和关闭。
优选的，加湿器14为纯净性加湿器，它可以通过分子筛蒸发技术，除去水中的钙、镁离子，彻底解决“白粉”问题；还可以通过水幕洗涤空气，在加湿的同时还能对空气中的病菌、粉尘、颗粒物进行过滤净化，再经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环境湿度和洁净度。
为了控制暖气机、冷气机、加湿器、除湿器工作的时间，优选的，床垫本体1内还包括第一定时器16、第二定时器17，第一定时器16、第二定时器17分别与控制器10连接。
如图3所示，是本发明可调节温度的床垫的控制方法的流程图。首先在确定有人躺在床垫上之后，背部温度传感器11和臀部温度传感器12获取人的背部、臀部与床垫接触后的温度信息，并将其发送给控制器10，控制器10将获取的温度信息与预设在控制器10内部存储模块中的第一温度阀值进行比较；若低于第一温度阀值，则说明温度过低，此时控制器10控制暖气机7和第一定时器的开启；若高于第一温度阀值，则继续判断是否高于第二温度阀值，若高于第二温度阀值，说明温度过高，则控制器控制冷气机8和第一定时器的开启；接着控制器根据获取的定时器的时间判断暖气机/冷气机工作的时间是否达到预设时间阀值；若达到预设时间阀值，则控制器10控制暖气机/冷气机和第一定时器关闭；若没有达到预设时间阀值，则返回上一步骤。若控制器10获取的人的背部、臀部与床垫接触后的温度信息高于第一温度阀值且低于第二温度阀值，说明此时床垫温度既不过高也不过低，所以此时不进行任何操作；
上述步骤通过监测人的背部、臀部与床垫接触后的温度信息，控制器将其与预设的第一温度阀值、第二温度阀值进行比较，根据比较结果控制暖气机、冷气机的启闭和工作时间，暖气机、冷气机出的热气或者冷气通过通气管道和通风网孔扩散至整个床垫本体，从而达到调节床垫温度的目的。
接下来，湿度传感器获取床垫周围空气的湿度信息，并将其发送给控制器10，控制器10将其与预设在其内部存储模块中的预设湿度阀值进行比较；若低于预设湿度阀值，则控制器10控制加湿器14和第二定时器启动；若高于预设湿度阀值，则控制除湿器15和第二定时器启动。然后，控制器10根据获取的第二定时器的时间，判断第二定时器的工作时间是否达到预设的第二时间阀值；若达到预设的第二时间阀值，则控制器10控制加湿器/除湿器、第二定时器关闭；若没有达到预设的第二时间阀值，则返回上一步骤。
上述步骤通过监测床垫周围空气的湿度，控制器将其与预设的湿度阀值进行比较，根据比较结果控制加湿器、除湿器的开启和关闭，并通过定时器，控制加湿和除湿过程的时间，从而调节房间的湿度，提高睡眠的舒适度。
为了更好地保证睡眠质量，优选的，第一温度阀值为10℃，第二温度阀值为30℃，湿度阀值为50％RH。优选的，第一时间阀值、第二之间阀值均为20分钟。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可调节温度的床垫，包括：呈长方体形状的床垫本体(1)，所述床垫本体(1)包括面料层(2)、填充层、床垫底层(5)，其特征在于：所述填充层包括加热层(3)和降温层(4)，所述加热层(3)与外设的暖气机(7)的出风口连接，所述降温层(4)与外设的冷气机(8)的出风口连接，所述面料层(2)和填充层之间设有背部温度传感器(11)、臀部温度传感器(12)，用于检测人的背部、臀部接触床垫之后的温度情况，所述床垫底层内设有控制器(10)和电池盒，所述背部温度传感器(11)、臀部温度传感器(12)、暖气机(7)、冷气机(8)、电池盒分别与所述控制器(10)连接。
2.根据权利要求1所述的可调节温度的床垫，其特征在于：所述床垫本体(1)内部设有垂直于加热层(3)且由加热层(3)贯穿至床垫底层(5)的通气管道(6)；所述加热层(3)、降温层(4)和床垫底层(5)分别与通气管道(6)连通；所述面料层(2)设有通风网孔(9)，所述通气管道(6)的一端位于通风网孔(9)的底部，所述通气管道(6)的另一端位于床垫底层，所述通气管道内设有弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的可调节温度的床垫，其特征在于：所述床垫本体四周的面料层内设有湿度传感器(13)，用于检测床垫四周空气的湿度，所述湿度传感器(13)与所述控制器(10)连接。
4.根据权利要求3所述的可调节温度的床垫，其特征在于：所述控制器与外设的加湿器(14)、除湿器(15)连接，用于控制加湿器(14)、除湿器(15)的启动和关闭。
5.根据权利要求4所述的可调节温度的床垫，其特征在于：所述加湿器(14)为纯净性加湿器。
6.根据权利要求1或2所述的可调节温度的床垫，其特征在于：所述床垫本体内包括第一定时器(16)、第二定时器(17)，所述第一定时器(16)、第二定时器(17)分别与控制器(10)连接。
7.根据权利要求6所述的可调节温度的床垫，其特征在于：所述面料层(2)和所述填充层之间设有压力传感器(18)，所述压力传感器(18)与所述控制器(10)连接。
8.一种基于权利要求1至7任一项所述的可调节温度的床垫的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S31、获取人的背部、臀部与床垫接触后的温度信息；
S32、判断温度是否低于第一温度阀值；
若低于第一温度阀值，则启动暖气机(7)和第一定时器(16)；
若高于第一温度阀值，则继续执行步骤S33；
S33、判断温度是否高于第二温度阀值；
若高于第二温度阀值，则启动冷气机(8)和第一定时器(16)；
若低于第二温度阀值，则不进行操作；
S34、判断第一定时器的时间是否达到第一时间阀值；
若达到第一时间阀值，则关闭暖气机(7)/冷气机(8)和第一定时器(16)；
若没有达到第一时间阀值，则返回步骤S33；
S35、获取床垫四周空气的湿度信息；
S36、判断湿度是否低于预设湿度阀值；
若低于预设湿度阀值，则启动加湿器(14)和第二定时器(17)；
若高于预设湿度阀值，则启动除湿器(15)和第二定时器(17)；
S37、判断第二定时器(17)的时间是否达到第二时间阀值；
若达到第二时间阀值，则关闭加湿器(14)/除湿器(15)和第二定时器(17)；
若没有达到第二时间阀值，则返回步骤S37。
9.根据权利要求8所述的可调节温度的床垫的控制方法，其特征在于：所述第一温度阀值为10℃，所述第二温度阀值为30℃，所述湿度阀值为50％RH。
10.根据权利要求9所述的可调节温度的床垫的控制方法，其特征在于：所述第一时间阀值、第二时间阀值均为20分钟。
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