CN112684712A - 一种电热毯联动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家电技术领域，其公开了一种电热毯联动控制系统及控制方法，提高电热毯温度控制的准确性、合理性和智能化程度。本发明中的电热毯联动控制系统，包括：控制器、至少一个智能空调和至少一个电热毯；所述控制器与电热毯电连接；所述智能空调与控制器之间通信连接；所述控制器用于按照一定的控制逻辑控制电热毯和智能空调联动运行。本发明通过控制器实现电热毯与智能空调、加湿器之间的联动控制，简化了控制的操作，也提高了智能化程度。并且，在控制过程中以人体热中性温度和适宜的湿度为目标进行动态调节，从而提高舒适度，控制也更合理，还能达到节能的效果。

Description

一种电热毯联动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及智能家电技术领域，具体涉及一种电热毯联动控制系统及控制方法。

背景技术

近年，随着居民家庭经济收入的增长，人们的生活水平普遍提高，尤其是居住条件的改善，为种类繁多的家用电器进入千家万户创造了条件。其中家用空调器以及电热毯在家庭中得到普及。

电热毯主要应用场景是睡眠，睡眠需要舒适性环境，温度过低或过高对睡眠质量有较大影响。冬季人体覆盖厚被子，下面有电热毯，形成一个相对封闭的环境。当人进入被褥内，由于人体代谢较快，能够适应的温度相对较高，随着人体适应被褥内环境温度，逐渐进入睡眠状态，要保持被褥内温度在一个合理范围内，一般需要电加热温度更低，甚至关闭电热毯。

然而，市面上常见的电热毯一般采用机械式温控器，其只有几个固定功率档位没有温度控制功能，即，按档位提供固定的加热功率，这显然与用户整个睡眠过程中对热量的实际需要不符。并且，临睡前开启电热毯要么使用低温档，要么使用高温档。开低温档时，加热速度慢，开高温档时，虽然加温速度快些，即使在睡觉时更换更小功率档位，但无法保证用户不热醒。因为用户睡眠需求的热量与自身体质、环境温度以及被褥厚薄均有关系，而市面上常见的电热毯并不能实现连续动态的调整，也就无法达到用户舒适睡眠的要求。

为此，专利申请号为201821794891.2，名称为《一种生命体征检测的智能电热毯》的申请提供了一种根据温度检测来控制电热毯发热电路调温的解决方案，智能电热毯通过设置在电热毯本体上的温度传感器、检测生命体征传感器、湿度传感器等将采集毯体表面温度信号和压力信号和毯体表面的湿度信号进行分析处理并输出控制信号给发热电路的处理器，自动打开和关闭，节约能源，更具实用性和安全性。

该电热毯虽然可以智能控温，但是没有考虑到使用季节、使用者年龄、被褥状况和外部环境的关系，不能满足不同人群的舒适性要求。此外，该电热毯是一个独立的产品，不能与家中其他电器进行联动控制，智能化程度有待进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种电热毯联动控制系统及控制方法，提高电热毯温度控制的准确性、合理性和智能化程度。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一方面，一种电热毯联动控制系统，包括：控制器、至少一个智能空调和至少一个电热毯；所述控制器与电热毯电连接；所述智能空调与控制器之间通信连接；所述控制器用于按照一定的控制逻辑控制电热毯和智能空调联动运行。

作为进一步优化，所述智能空调与控制器之间通过WIFI通信或蓝牙通信或Zigbee通信。

作为进一步优化，该系统还包括至少一个加湿器，所述加湿器与控制器电连接，所述控制器用于按照一定的控制逻辑控制电热毯、智能空调和加湿器联动运行。

作为进一步优化，所述控制器包括室内温度获取模块、被褥内温度获取模块、光线获取模块、声音获取模块和室内湿度获取模块，所述被褥内温度获取模块用于获取被褥内实际温度，供控制器控制电热毯对被褥内温度的调节；所述光线获取模块用于通过感知光线强度，对电热毯和/或智能空调和/或加湿器进行进入睡眠过程控制；所述声音获取模块用于感知声音指令，对电热毯和/或智能空调和/或加湿器进行控制；所述室内湿度获取模块用于获取室内湿度，供控制器控制加湿器的对室内湿度的调节；所述室内温度获取模块用于获取室内环境温度，供控制器控制空调对室内温度的调节。

作为进一步优化，所述控制器中存储有关于人体产热散热、产热装置产热以及被褥散热的热平衡方程，控制器根据所述热平衡方程控制电热毯对被褥内温度的调节，使得被褥内的温度接近人体的热中性温度。

作为进一步优化，所述控制器还包括体征获取模块，所述体征获取模块用于获取用户睡眠时的体征信息，控制器可通过获取的体征信息推算出用户的新陈代谢率，并基于新陈代谢率实时调整目标人体的热中性温度。

作为进一步优化，所述控制器还包括报警模块，用于在控制器通过体征信息推算出用户为特殊人群，且体征出现异常时提供报警。

作为进一步优化，所述被褥内温度获取模块包括一个内部温度检测电路，其中所述内部温度检测电路用于根据标称的加热电阻丝阻值，以及加热电阻丝的加热时长和电压值，计算出产热装置内部的加热电阻丝的温度，根据加热电阻丝的温度推算出被褥内温度。

或者，所述被褥内温度获取模块还可以通过被褥内温度与控制功率、环境温度、被褥厚度的关系式计算当前被褥内温度，所述关系式为：

T_被＝(K₁T_环+K₂H_被)*P_{功率百分比}

其中，所述T_被为被褥内温度；K₁为与环境温度相关系数；T_环为环境温度；K₂为与被褥厚度相关系数；H_被为被褥厚度；P_{功率百分比}为控制器输入的功率百分比。

另一方面，一种电热毯联动控制方法，应用于上述联动控制系统，其包括：

在控制器中预先存储控制逻辑，所述控制器按照所述控制逻辑控制电热毯和智能空调联动运行，所述控制逻辑包括对电热毯和智能空调的联动控制方法，该联动控制方法能够根据联动信息控制被褥内的温度t1和房间内温度t2在一定范围内。

作为进一步优化，所述控制逻辑中包括对电热毯、智能空调和加湿器的联动控制方法，该联动控制方法能够根据联动信息控制被褥内的温度t1、房间内温度t2和房间内湿度w在一定范围内。

作为进一步优化，所述根据联动信息进行控制的方法包括：

预先接收并存储至少一个客户端发来的账户信息和至少一个家用电器的设备标识的绑定关系，从至少一个客户端中，确定当前连接的当前客户端；

根据绑定关系，与当前客户端的当前账户信息绑定的各个联动家用电器标识指示的联动家用电器建立连接，获取联动信息；

当联动信息与智能空调的本体和至少一个建立连接的联动家用电器相关联时，根据联动信息，控制智能空调的本体执行相应的动作，并控制至少一个已建立连接的联动家用电器执行相对应的动作；将执行动作后的各个联动家用电器的执行结果返回给当前客户端。

作为进一步优化，所述家用电器至少包括电热毯。

作为进一步优化，所述家用电器至少还包括加湿器和水箱，所述加湿器与水箱通过管路进行物理连接。

作为进一步优化，当客户端的数量大于1时，所述至少一个客户端包括：主客户端和至少一个副客户端；所述从至少一个客户端中，确定当前连接的当前客户端，包括：

确定是否与一个所述副客户端建立连接，如果是，将当前连接的所述副客户端作为当前客户端，否则，与所述主客户端建立连接，并将所述主客户端作为当前客户端。

本发明的有益效果是：

通过控制器实现电热毯与智能空调、加湿器之间的联动控制，简化了控制的操作，也提高了智能化程度。并且，在控制过程中以人体热中性温度和适宜的湿度为目标进行动态调节，从而提高舒适度，控制也更合理，还能达到节能的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中的电热毯联动控制系统原理图。

具体实施方式

人体睡眠舒适度受温度和空气湿度的影响，冬季空气中绝对含湿量少，如果只使用空调进行调温，虽然室内温度可以升高，但相对湿度会更低，人体睡眠过程中呼吸会大量失去水分，感觉更干燥，人体睡眠舒适度差。如果只使用电热毯，被褥内温度可控，且室内相对湿度较高，但如果室内温度较低，对于呼吸道有刺激作用，也会影响用户睡眠。

因此，本发明通过外部控制器实现电热毯与智能空调、加湿器之间的联动控制，既能够保证被褥内的温度满足人体舒适性要求，又能保证室内环境温度满足人体舒适性要求，还能保证室内环境湿度满足人体舒适性要求。

在具体实现上，本发明中的电热毯联动控制系统包括一个控制器，至少一个智能空调、至少一个电热毯，控制器为独立于智能空调和电热毯的外部控制器，电热毯与控制器之间电连接，控制器可以获取到电热毯的温度以及获取环境温度、湿度、光线、声音等相关信息，电热毯也可以根据控制器的指令进行调温控制；智能空调与控制器之间信号通信，出于方便考虑，可以采用WIFI通信、蓝牙通信或者Zigbee通信等，使得智能空调能够接收控制器发送信息，根据控制器的控制指令进行运行控制，运行控制包括：启动智能空调、运行智能空调、调整智能空调运行参数或停止智能空调运行，而智能空调也能够将执行反馈发送给控制器；同时由于控制器远离空调，靠近电热毯，更靠近用户，控制器所感知环境信息可以作为智能空调控制目标使用，从而使得控制更加准确。基于此系统布局，在控制器中预先存储控制逻辑，就可以按照控制逻辑实现电热毯和智能空调的联动运行。

而为了同时对室内环境的湿度进行调节，进一步改善用户的睡眠舒适性，该系统还可以包括加湿器，所述加湿器与控制器电连接，电热毯与智能空调和加湿器联动运行。

此外，为了实现针对不同人群的睡眠温度动态精确控制，所述控制器还包括体征获取模块，所述体征获取模块用于获取用户睡眠时的体征信息，控制器可通过获取的体征信息推算出用户的新陈代谢率，并基于新陈代谢率实时调整目标人体的热中性温度。

为了提供异常报警功能，所述控制器还包括报警模块，用于在控制器通过体征信息推算出用户为特殊人群，且体征出现异常时提供报警。

实施例：

如图1所示，本实施例中的电热毯联动控制系统包括控制器、智能空调、电热毯、加湿器和水箱；其中，控制器与电热毯和加湿器电连接，智能空调与控制器信号通信，水箱和加湿器物理连接。所述控制器包括室内温度获取模块、被褥内温度获取模块、光线获取模块、声音获取模块和室内湿度获取模块，所述被褥内温度获取模块用于获取被褥内实际温度，供控制器控制电热毯对被褥内温度的调节；所述光线获取模块用于通过感知光线强度，对电热毯和/或智能空调和/或加湿器进行进入睡眠过程控制；所述声音获取模块用于感知声音指令，对电热毯和/或智能空调和/或加湿器进行控制；所述室内湿度获取模块用于获取室内湿度，供控制器控制加湿器的对室内湿度的调节；所述室内温度获取模块用于获取室内环境温度，供控制器控制空调对室内温度的调节。

基于此系统，首先在控制器中预先存储控制逻辑，所述控制器按照所述控制逻辑控制电热毯和智能空调和加湿器的联动运行，所述控制逻辑包括对电热毯、智能空调和加湿器的联动控制方法，该联动控制方法能够根据联动信息控制被褥内的温度t1、房间内温度t2和房间内湿度w在一定范围内。这里的“一定范围”是满足人体舒适性温度范围或者湿度范围。

具体而言，所述被褥内温度获取模块包括一个内部温度检测电路，其中所述内部温度检测电路用于根据标称的加热电阻丝阻值，以及加热电阻丝的加热时长和电压值，计算出产热装置内部的加热电阻丝的温度，根据加热电阻丝的温度推算出被褥内温度。这里所述的加热电阻丝阻值的标定方法可以采用：通过电压脉冲器对产热装置施加脉冲，获取产热装置的加热电阻丝的当前阻值，结合被褥的温度实现对加热电阻丝的阻值标定。

或者，所述被褥内温度获取模块还可以通过被褥内温度与控制功率、环境温度、被褥厚度的关系式计算当前被褥内温度，所述关系式为：

T_被＝(K₁T_环+K₂H_被)*P_{功率百分比}

其中，所述T_被为被褥内温度；K₁为与环境温度相关系数；T_环为环境温度；K₂为与被褥厚度相关系数；H_被为被褥厚度；P_{功率百分比}为控制器输入的功率百分比。这里的K1和K2的值可以通过实验方式获取。

控制器中存储有关于人体产热散热、产热装置产热以及被褥散热的热平衡方程，控制器将计算的被褥内温度值作为输入，以人体的热中性温度为目标温度，根据所述热平衡方程控制电热毯对被褥内温度的调节，使得被褥内的温度接近人体的热中性温度。

在对室内温度的控制调节上，以室内温度获取模块采集的室内温度作为输入，以相对适宜的环境温度作为目标温度(由于电热毯也在运行，这里的目标温度可以设置的相对于仅运行空调时的温度要低一些)，控制空调器进行温度调节。

在对室内湿度的控制调节上，以室内湿度获取模块采集的室内湿度作为输入，以满足人体睡眠的舒适性湿度为目标湿度，控制加湿器进行湿度调节，加湿器中的用水由水箱通过管路补充。

在本实施例中，建立智能空调与电热毯和加湿器之间联动关系的手段为：

预先接收并存储至少一个客户端发来的账户信息和至少一个家用电器的设备标识的绑定关系，从至少一个客户端中，确定当前连接的当前客户端；

根据绑定关系，与当前客户端的当前账户信息绑定的各个联动家用电器标识指示的联动家用电器建立连接，获取联动信息；

当联动信息与智能空调的本体和至少一个建立连接的联动家用电器相关联时，根据联动信息，控制智能空调的本体执行相应的动作，并控制至少一个已建立连接的联动家用电器执行相对应的动作；将执行动作后的各个联动家用电器的执行结果返回给当前客户端。

当客户端的数量大于1时，所述至少一个客户端包括：主客户端和至少一个副客户端；所述从至少一个客户端中，确定当前连接的当前客户端，包括：

确定是否与一个所述副客户端建立连接，如果是，将当前连接的所述副客户端作为当前客户端，否则，与所述主客户端建立连接，并将所述主客户端作为当前客户端。

需要说明的是，本发明的主旨在于提出一种联动控制的解决方案，而至于联动的具体控制策略或控制逻辑可以根据实际需求设定，本发明并不作具体限定，但是本领域技术人员可以理解的是，联动控制可以为电热毯与空调之间的联动，也可以是电热毯与加湿器之间的联动，还可以是电热毯与空调、加湿器三者之间的联动。

基于本实施例中的上述联动控制系统的使用场景举例：

场景一：空调在冬季制热过程中如果检测到电热毯投入工作，此时如果接收到睡眠信号，就可以主动降低室内设定温度，如从23℃降低到室温12℃。制热模式下，室内设定温度大幅降低对空调带来好处有：空调冷凝温度大幅下降带来能效会大幅提升；室外机蒸发温度也会明显上升，如果高于外侧露点温度，可能一晚上也不结霜；不除霜，室内制热过程稳定；空调内机温度稳定，带来内机音质上升，没有外机压缩机高频传递音以及有结构件热胀冷缩产生的膨胀音。

场景二：如果空调与电热毯外置控制器建立联系，如果设置相互可以控制对方，则空调开启，但电热毯外置控制器未开启，当空调进入睡眠过程中，可以自动发出电热毯开启指令，并根据电热毯传出的参数，主动降低室内设定温度，达到智能与舒适睡眠目的。

同样，如果电热毯控制器开启，而空调未开启。当电热毯使用进入睡眠状态下，可以自动发出空调开启指令，并设定在如12℃温度，实现智能和舒适睡眠目的。

显然制热季节如果有加湿器互联，外置控制器也可以开启加湿器。

场景三：制冷季节，虽然电热毯控制器不工作，但可以传输环境参数给空调，由于更靠近用户位置，显然采用此温度要比空调本身温度传感器更准确，空调制冷模式下睡眠控制会更舒适。

场景四：电热毯外置控制器基于环境光感知，当夜晚降临时，可以提前联动控制电热毯、空调和加湿器工作，使得用户在入睡时能够获得舒适的环境。

场景五：电热毯外置控制器基于声音感知，可以获取用户的语音控制指令并识别，从而对电热毯、空调、加湿器进行控制，不需要用户使用遥控器或者按键操作。

Claims (15)

1.一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

包括：控制器、至少一个智能空调和至少一个电热毯；所述控制器与电热毯电连接；所述智能空调与控制器之间通信连接；所述控制器用于按照一定的控制逻辑控制电热毯和智能空调联动运行。

2.如权利要求1所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述智能空调与控制器之间通过WIFI通信或蓝牙通信或Zigbee通信。

3.如权利要求1或2所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

该系统还包括至少一个加湿器，所述加湿器与控制器电连接，所述控制器用于按照一定的控制逻辑控制电热毯、智能空调和加湿器联动运行。

4.如权利要求3所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述控制器包括室内温度获取模块、被褥内温度获取模块、光线获取模块、声音获取模块和室内湿度获取模块；

所述被褥内温度获取模块用于获取被褥内实际温度，供控制器控制电热毯对被褥内温度的调节；

所述光线获取模块用于通过感知光线强度，对电热毯和/或智能空调和/或加湿器进行进入睡眠过程控制；

所述声音获取模块用于感知声音指令，对电热毯和/或智能空调和/或加湿器进行控制；

所述室内湿度获取模块用于获取室内湿度，供控制器控制加湿器的对室内湿度的调节；

所述室内温度获取模块用于获取室内环境温度，供控制器控制空调对室内温度的调节。

5.如权利要求4所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述被褥内温度获取模块包括一个内部温度检测电路，其中所述内部温度检测电路用于根据标称的加热电阻丝阻值，以及加热电阻丝的加热时长和电压值，计算出产热装置内部的加热电阻丝的温度，根据加热电阻丝的温度推算出被褥内温度。

6.如权利要求4所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述被褥内温度获取模块通过被褥内温度与控制功率、环境温度、被褥厚度的关系式计算当前被褥内温度，所述关系式为：

T_被＝(K₁T_环+K₂H_被)*P_{功率百分比}

其中，所述T_被为被褥内温度；K₁为与环境温度相关系数；T_环为环境温度；K₂为与被褥厚度相关系数；H_被为被褥厚度；P_{功率百分比}为控制器输入的功率百分比。

7.如权利要求1或2所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述控制器中存储有关于人体产热散热、产热装置产热以及被褥散热的热平衡方程，控制器根据所述热平衡方程控制电热毯对被褥内温度的调节，使得被褥内的温度接近人体的热中性温度。

8.如权利要求7所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述控制器还包括体征获取模块，所述体征获取模块用于获取用户睡眠时的体征信息，控制器可通过获取的体征信息推算出用户的新陈代谢率，并基于新陈代谢率实时调整目标人体的热中性温度。

9.如权利要求8所述的一种电热毯联动控制系统，其特征在于，

所述控制器还包括报警模块，用于在控制器通过体征信息推算出用户为特殊人群，且体征出现异常时提供报警。

10.一种电热毯联动控制方法，应用于如权利要求1-9任意一项所述的控制系统，其特征在于，包括：在控制器中预先存储控制逻辑，所述控制器按照所述控制逻辑控制电热毯和智能空调联动运行，所述控制逻辑包括对电热毯和智能空调的联动控制方法，该联动控制方法能够根据联动信息控制被褥内的温度t1和房间内温度t2在一定范围内。

11.如权利要求10所述的一种电热毯联动控制方法，其特征在于，

所述控制逻辑中包括对电热毯、智能空调和加湿器的联动控制方法，该联动控制方法能够根据联动信息控制被褥内的温度t1、房间内温度t2和房间内湿度w在一定范围内。

12.如权利要求10所述的一种电热毯联动控制方法，其特征在于，

所述根据联动信息进行控制的方法包括：

预先接收并存储至少一个客户端发来的账户信息和至少一个家用电器的设备标识的绑定关系，从至少一个客户端中，确定当前连接的当前客户端；

根据绑定关系，与当前客户端的当前账户信息绑定的各个联动家用电器标识指示的联动家用电器建立连接，获取联动信息；

当联动信息与智能空调的本体和至少一个建立连接的联动家用电器相关联时，根据联动信息，控制智能空调的本体执行相应的动作，并控制至少一个已建立连接的联动家用电器执行相对应的动作；将执行动作后的各个联动家用电器的执行结果返回给当前客户端。

13.如权利要求12所述的一种电热毯联动控制方法，其特征在于，

所述家用电器至少包括电热毯。

14.如权利要求13所述的一种电热毯联动控制方法，其特征在于，

所述家用电器至少还包括加湿器和水箱，所述加湿器与水箱通过管路进行物理连接。

15.如权利要求10-14任意一项所述的一种电热毯联动控制方法，其特征在于，

当客户端的数量大于1时，所述至少一个客户端包括：主客户端和至少一个副客户端；

所述从至少一个客户端中，确定当前连接的当前客户端，包括：

确定是否与一个所述副客户端建立连接，如果是，将当前连接的所述副客户端作为当前客户端，否则，与所述主客户端建立连接，并将所述主客户端作为当前客户端。

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