CN113108441A - 一种空调器智能控制方法及空调器 - Google Patents

一种空调器智能控制方法及空调器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调器智能控制方法及空调器。所述空调器智能控制方法，包括：根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率；根据所述用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标；所述环境数据包括环境温度和环境湿度；根据所述热舒适指标控制空调器的运行状态。本发明能够根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，进一步提高人体舒适度，保证用户的睡眠质量。

Description

一种空调器智能控制方法及空调器
技术领域
本发明涉及空调器智能控制技术领域，尤其涉及一种空调器智能控制方法及空调器。
背景技术
随着社会生活节奏的加快，人们越来越重视睡眠质量问题，因此大部分空调器都设置有睡眠模式，方便用户睡前控制空调器以睡眠模式运行，营造一个舒适的睡眠环境。
目前，空调器采用的睡眠控制策略一般是根据设定温度与环境温度的比较结果控制空调器的运行状态。而实际上，不同用户在睡眠状态下的冷热需求并不相同，这种睡眠控制策略只考虑空调器所在的环境温度，忽略了用户自身的冷热需求，无法根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，难以为用户提供更为舒适的睡眠环境。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种空调器智能控制方法及空调器，能够根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，进一步提高人体舒适度，保证用户的睡眠质量。
为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种空调器智能控制方法，包括：
根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率；
根据所述用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标；所述环境数据包括环境温度和环境湿度；
根据所述热舒适指标控制空调器的运行状态。
进一步地，在所述根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率之前，还包括：
获取第二UWB雷达对用户的UWB标签的检测结果，并当所述第二UWB雷达在预设区域内检测到所述UWB标签时，控制所述空调器开机。
进一步地，在所述根据所述用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标之前，还包括：
获取环境检测模块采集的所述环境数据。
进一步地，所述空调器智能控制方法，还包括：
根据所述用户心率和所述第一UWB雷达采集的用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态；
在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率；
根据记录的所有所述用户心率和所述用户呼吸率生成睡眠质量评价报告。
进一步地，所述在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率，还包括：
根据记录的所述用户呼吸率获取用户的呼吸暂停时长，并在所述呼吸暂停时长超过预设阈值时发出报警信号。
进一步地，在所述在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率之后，还包括：
根据记录的所有所述用户心率生成心率变异性评价报告。
进一步地，在所述在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率之后，还包括：
根据记录的所有所述用户呼吸率生成呼吸障碍评价报告。
进一步地，所述根据记录的所有所述用户心率和所述用户呼吸率生成睡眠质量评价报告，具体为：
将记录的所有所述用户心率和所述用户呼吸率输入预先训练的睡眠分期模型，获得若干个睡眠时期，并根据每一所述睡眠时期生成所述睡眠质量评价报告。
第二方面，本发明一实施例提供一种空调器，所述空调器包括第一UWB雷达、第二UWB雷达、环境检测模块、控制模块；
所述第一UWB雷达，用于采集用户心率；
所述第二UWB雷达，用于采集用户的UWB标签；
所述环境检测模块，用于采集环境数据；所述环境数据包括环境温度和环境湿度；
所述控制模块，用于执行如上所述的空调器智能控制方法。
相比于现有技术，本发明的实施例，具有如下有益效果：
通过根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率，根据用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标，根据热舒适指标控制空调器的运行状态，能够根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，进一步提高人体舒适度，保证用户的睡眠质量。
进一步地，通过根据用户心率和第一UWB雷达采集的用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态，在用户进入睡眠状态的过程中实时记录用户心率和用户呼吸率，根据记录的所有用户心率和用户呼吸率生成睡眠质量评价报告，能够向用户反馈睡眠质量评价报告，方便用户查看自己的睡眠情况。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的一种空调器智能控制方法的流程示意图；
图2为本发明第二实施例中的一种空调器智能控制方法的另一流程示意图；
图3为本发明第三实施例中的一种空调器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。
第一实施例：
如图1所示，第一实施例提供一种空调器智能控制方法，包括步骤S1～S3：
S1、根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率；
S2、根据用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标；环境数据包括环境温度和环境湿度；
S3、根据热舒适指标控制空调器的运行状态。
UWB雷达技术能够检测到人体的呼吸和心跳信号，并不需要任何电极和传感器接触人体，实现了对人体生命信号的无创检测。
需要说明的是，第一UWB雷达集成于空调器，第一UWB雷达的天线可旋转一定角度。
本实施例通过实时或周期获取第一UWB雷达采集的用户心率，根据获取的用户心率获得当前的用户代谢率，并结合当前的环境数据，即环境温度和环境湿度计算当前时刻下用户的热舒适指标，根据热舒适指标控制空调器的运行状态，比如调节空调器的送风参数等，能够根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，进一步提高人体舒适度，保证用户的睡眠质量。
在本实施例当中，步骤S1在根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率之前，还包括：获取第二UWB雷达对用户的UWB标签的检测结果，并当第二UWB雷达在预设区域内检测到UWB标签时，控制空调器开机。
需要说明的是，UWB标签是由用户随身携带的，UWB标签并不需要直接接触人体；第二UWB雷达集成于空调器，第二UWB雷达的天线可旋转一定角度。
在本实施例当中，步骤S2在根据用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标之前，还包括：获取环境检测模块采集的环境数据。
需要说明的是，环境检测模块集成于空调器。
在本实施例的一优选实施方式中，环境检测模块为温湿度传感器。
作为示例性地，用户将UWB标签佩戴在身上，空调器中的第二UWB雷达定位UWB标签，当UWB标签的定位位置在预设区域内，比如房间内时，认为用户进入预设区域，控制空调器开机，当UWB标签的定位位置不在预设区域内时，认为用户离开预设区域，控制空调器关机。
空调器开机后，空调器中的第一UWB雷达通过UWB标签采集用户心率，空调器中的环境检测模块采集环境数据，即环境温度和环境湿度，空调器中的控制模块实时或周期获取第一UWB雷达采集的用户心率，根据获取的用户心率获得当前的用户代谢率，并将当前的用户代谢率和环境数据代入热舒适指标计算公式计算当前时刻下用户的热舒适指标(PMV值)。
其中，用户热舒适指标计算公式如下所示：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]*{M-W-3.05[5.733-0.007(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96*10fcl[(tcl+273)-(+273)]-fclhc(tcl-ta)}；
式中，M表示新陈代谢率，是根据用户心率获得；W表示人体做功率，W＝0；Pa表示环境空气中水蒸气分压力，是根据当前的环境温度和环境湿度得到；ta表示人体周围空气温度；fcl表示穿衣人体和裸体表面积之比；tcl表示衣服外表面温度；hc表示对流热交换系数。
计算得到当前时刻下用户的热舒适指标后，根据热舒适指标与热感觉的映射表确定当前时刻下用户的热感觉，根据用户的热感觉控制空调器的运行状态，如调节空调器的送风参数等，从而能够根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，进一步提高人体舒适度，保证用户的睡眠质量。
其中，热舒适指标与热感觉的映射表如下表所示：
热感觉 冷 凉 微凉 适中 微暖 暖 热
PWV值 -3 -2 -1 0 1 2 3
基于第一实施例的第二实施例：
如图2所示，第二实施例提供一种空调器智能控制方法，还包括步骤S4～S6：
S4、根据用户心率和第一UWB雷达采集的用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态；
S5、在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录用户心率和用户呼吸率；
S6、根据记录的所有用户心率和用户呼吸率生成睡眠质量评价报告。
作为示例性地，空调器开机后，空调器中的第一UWB雷达通过UWB标签采集用户心率和用户呼吸率，空调器中的控制模块实时或周期获取第一UWB雷达采集的用户心率和用户呼吸率，根据获取的用户心率和用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态。
若用户未进入睡眠状态，则继续获取第一UWB雷达采集的用户心率和用户呼吸率，根据获取的用户心率和用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态；若用户进入睡眠状态，则在用户进入睡眠状态的过程中，实时获取第一UWB雷达采集的用户心率和用户呼吸率，并将获取的用户心率和用户呼吸率一一记录下来。
将在用户进入睡眠状态过程中实时获取的所有用户心率和用户呼吸率记录下来后，根据记录的所有用户心率和用户呼吸率生成睡眠质量评价报告，以将睡眠质量评价报告下发至用户终端，从而能够向用户反馈睡眠质量评价报告，方便用户查看自己的睡眠情况。
在本实施例的一优选实施方式中，步骤S5在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录用户心率和用户呼吸率，还包括：根据记录的用户呼吸率获取用户的呼吸暂停时长，并在呼吸暂停时长超过预设阈值时发出报警信号。
作为示例性地，空调器中的控制模块在用户进入睡眠状态的过程中，实时获取第一UWB雷达采集的用户心率和用户呼吸率，并将获取的用户心率和用户呼吸率一一记录下来，同时根据记录的用户呼吸率获取用户的呼吸暂停次数和呼吸暂停时长，将当前获取的呼吸暂停时长与预设阈值进行比较，若当前的呼吸暂停时长超过预设阈值，则判定用户呼吸暂停，发出报警信号以唤醒用户或呼叫其他人员。
本实施例通过在用户进入睡眠状态的过程中实时获取用户的呼吸暂停时长，并当判定呼吸暂停时长超过预设阈值时发出报警信号以唤醒用户或呼叫其他人员，有利于保障用户生命安全。
在本实施例的一优选实施方式中，步骤S5在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录用户心率和用户呼吸率之后，还包括：根据记录的所有用户心率生成心率变异性评价报告。
本实施例在将用户进入睡眠状态的过程中实时获取的用户心率和用户呼吸率一一记录下来后，根据记录的所有用户心率分析用户的心率变异性，并根据分析结果生成心率变异性评价报告，以将心率变异性评价报告下发至用户终端，方便用户查看自己的心率健康情况。
在本实施例的一优选实施方式中，步骤S5在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录用户心率和用户呼吸率之后，还包括：根据记录的所有用户呼吸率生成呼吸障碍评价报告。
本实施例在将用户进入睡眠状态的过程中实时获取的用户心率和用户呼吸率一一记录下来后，根据记录的所有用户呼吸率分析用户的异常呼吸行为，并根据分析结果生成呼吸障碍评价报告，以将呼吸障碍评价报告下发至用户终端，方便用户查看自己的呼吸障碍情况。
在本实施例的一优选实施方式中，根据记录的所有用户心率和用户呼吸率生成睡眠质量评价报告，具体为：将记录的所有用户心率和用户呼吸率输入预先训练的睡眠分期模型，获得若干个睡眠时期，并根据每一睡眠时期生成睡眠质量评价报告。
根据美国睡眠医学会，一般将睡眠时期判读为清醒期(W期)、非快速眼球运动1期(N1期)、非快速眼球运动2期(N2期)、非快速眼球运动3期(N3期)、快速眼球运动期(R期)。
需要说明的是，睡眠分期模型是按照美国睡眠医学会所划分睡眠时期对应的心率和呼吸率范围，根据输入的用户心率和用户呼吸率确定当前时刻所属的睡眠时期。
本实施例在将用户进入睡眠状态的过程中实时获取的用户心率和用户呼吸率一一记录下来后，利用预先训练的睡眠分期模型生成睡眠质量评价报告，以将睡眠质量评价报告下发至用户终端，方便用户直观地查看自己的睡眠情况。
第三实施例：
如图3所示，第三实施例提供一种空调器，空调器包括第一UWB雷达1、第二UWB雷达2、环境检测模块3、控制模块4；第一UWB雷达1，用于采集用户心率；第二UWB雷达2，用于采集用户的UWB标签；环境检测模块3，用于采集环境数据；环境数据包括环境温度和环境湿度；控制模块4，用于执行如第一实施例或第二实施例的空调器智能控制方法，且能达到与之相同的有益效果。
综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
通过根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率，根据用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标，根据热舒适指标控制空调器的运行状态，能够根据用户的冷热需求智能控制空调器的运行状态，进一步提高人体舒适度，保证用户的睡眠质量。
进一步地，通过根据用户心率和第一UWB雷达采集的用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态，在用户进入睡眠状态的过程中实时记录用户心率和用户呼吸率，根据记录的所有用户心率和用户呼吸率生成睡眠质量评价报告，能够向用户反馈睡眠质量评价报告，方便用户查看自己的睡眠情况。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (9)

1.一种空调器智能控制方法，其特征在于，包括：
根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率；
根据所述用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标；所述环境数据包括环境温度和环境湿度；
根据所述热舒适指标控制空调器的运行状态。
2.如权利要求1所述的空调器智能控制方法，其特征在于，在所述根据第一UWB雷达采集的用户心率获得当前的用户代谢率之前，还包括：
获取第二UWB雷达对用户的UWB标签的检测结果，并当所述第二UWB雷达在预设区域内检测到所述UWB标签时，控制所述空调器开机。
3.如权利要求1所述的空调器智能控制方法，其特征在于，在所述根据所述用户代谢率和当前的环境数据计算用户的热舒适指标之前，还包括：
获取环境检测模块采集的所述环境数据。
4.如权利要求1所述的空调器智能控制方法，其特征在于，还包括：
根据所述用户心率和所述第一UWB雷达采集的用户呼吸率判断用户是否进入睡眠状态；
在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率；
根据记录的所有所述用户心率和所述用户呼吸率生成睡眠质量评价报告。
5.如权利要求4所述的空调器智能控制方法，其特征在于，所述在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率，还包括：
根据记录的所述用户呼吸率获取用户的呼吸暂停时长，并在所述呼吸暂停时长超过预设阈值时发出报警信号。
6.如权利要求4所述的空调智能控制方法，其特征在于，在所述在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率之后，还包括：
根据记录的所有所述用户心率生成心率变异性评价报告。
7.如权利要求4所述的空调智能控制方法，其特征在于，在所述在用户进入睡眠状态的过程中，实时记录所述用户心率和所述用户呼吸率之后，还包括：
根据记录的所有所述用户呼吸率生成呼吸障碍评价报告。
8.如权利要求4所述的空调器智能控制方法，其特征在于，所述根据记录的所有所述用户心率和所述用户呼吸率生成睡眠质量评价报告，具体为：
将记录的所有所述用户心率和所述用户呼吸率输入预先训练的睡眠分期模型，获得若干个睡眠时期，并根据每一所述睡眠时期生成所述睡眠质量评价报告。
9.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括第一UWB雷达、第二UWB雷达、环境检测模块、控制模块；
所述第一UWB雷达，用于采集用户心率；
所述第二UWB雷达，用于采集用户的UWB标签；
所述环境检测模块，用于采集环境数据；所述环境数据包括环境温度和环境湿度；
所述控制模块，用于执行如权利要求1～8任一项所述的空调器智能控制方法。
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