CN114081316A - 基于物联网技术的智能供热管控一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,包括状态监测端、状态分析端和智能控制端,所述状态监测端用于在房间里对人体状态进行监测,所述状态分析端用于分析儿童睡眠状态,所述智能控制端用于根据监测状态控制电热毯温度,所述状态监测端和状态分析端电连接,所述状态分析端和智能控制端无线连接,所述状态监测端包括监控扫描模块、图像判断模块和红外测温模块,所述监控扫描模块用于监控扫描儿童的状态,所述监控扫描模块包括图像识别子模块,所述图像识别子模块用于识别儿童冷暖时状态图像,所述图像判断模块用于判断儿童露出被褥的身体部位,本发明,具有智能控制和局部加热的特点。
Description
技术领域
本发明涉及智慧供热管控一体化技术领域,具体为基于物联网技术的智能供热管控一体化系统。
背景技术
电热毯在家庭中比较常用,尤其是冬天,带来保暖度的作用。主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖目的。还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、使用方便、使用广泛,已有100多年的历史,因为采用的是电热丝加热的方式,相当于是将高温直接输送到人的皮肤上了。这样的话,它的恒温效果就没有那么好,温度调高的时候会觉得很燥热,电热毯预热后,会出现电热毯温度不均匀的情况,存在上半身已经感觉发烫了,下半身部分还是凉的现象。在睡着时,对于电热毯的温度也是很难控制,睡时间长了就会出现口干舌燥的感觉,也比较容易上火,儿童睡电热毯时,因为燥热,会有踢被子的行为,反而会着凉。因此,设计分区调温和智能控制的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,包括状态监测端、状态分析端和智能控制端,所述状态监测端用于在房间里对人体状态进行监测,所述状态分析端用于分析儿童睡眠状态,所述智能控制端用于根据监测状态控制电热毯温度,所述状态监测端和状态分析端电连接,所述状态分析端和智能控制端无线连接。
根据上述技术方案,所述状态监测端包括监控扫描模块、图像判断模块和红外测温模块,所述监控扫描模块用于监控扫描儿童的状态,所述监控扫描模块包括图像识别子模块,所述图像识别子模块用于识别儿童冷暖时状态图像,所述图像判断模块用于判断儿童露出被褥的身体部位,所述图像判断模块包括成像显示子模块、轮廓拟合子模块和图像修正子模块,所述成像显示子模块用于探测红外能量并将其转换为电信号,从而显示儿童露出被褥部分的热成像,所述轮廓拟合子模块用于拟合热成像中的轮廓,所述图像修正子模块用于自动修正轮廓的图像,所述成像显示子模块和轮廓拟合子模块电连接,所述轮廓拟合子模块和图像修正子模块电连接,所述红外测温模块用于对儿童进行局部测温,所述监控扫描模块和图像判断模块电连接,所述监控扫描模块和红外测温模块电连接。
根据上述技术方案,所述状态分析端包括体态分析模块、睡眠分析模块和状态判断模块,所述体态分析模块用于分析儿童在睡觉中的体态,所述睡眠分析模块用于分析儿童踢被褥后的睡眠状态,所述睡眠分析模块包括计时监测子模块、信息传输子模块和闹铃提醒子模块,所述计时监测子模块用于对儿童踢被褥后进行计时,所述信息传输子模块用于传输儿童踢被褥的信息,所述闹铃提醒子模块用于启动手机闹铃,提醒家长给儿童盖被子,所述计时监测子模块和信息传输子模块电连接,所述信息传输子模块和闹铃提醒子模块无线连接,所述状态判断模块用于判断当前状态适合的温度,所述体态分析模块和状态判断模块电连接。
根据上述技术方案,所述智能控制端包括温度分区调节模块、恒温微调模块和温度储存模块,所述温度分区调节模块用于电热毯进行分区调温,所述温度分区调节模块包括数据读取子模块,所述数据读取子模块用于读取上一次最舒适温度的数据,设定初始温度,所述恒温微调模块用于对电热毯温度进行恒温微调,所述温度储存模块用于储存儿童感觉最舒适的温度,所述温度分区调节模块和恒温微调模块电连接,所述恒温微调模块和状态判断模块电连接,所述恒温微调模块和温度储存模块电连接。
根据上述技术方案,所述智慧供热管控一体化系统主要包括以下步骤:
步骤S1:儿童进入卧室准备睡觉,打开电热毯进入被褥;
步骤S2:状态监测端开始对儿童进入被褥后的冷暖状态进行监测;
步骤S3:状态分析端会根据所监测的状态进行分析判断;
步骤S4:根据所分析判断的结果,智能控制端对电热毯进行智能控制。
根据上述技术方案,所述步骤S1进一步包括以下步骤:
步骤S11:数据读取子模块读取上一次储存的最舒适温度值T0,并将T0设定为当前电热毯开启初始温度;
步骤S12:儿童进过门框,门框上的红外测温模块对儿童的耳部和脚踝处进行测温;
步骤S13:电热毯温度分区调节模块根据两个身体部位的不同温度,进行分区调节温度;
所述步骤S13中,分区调节温度的计算公式:
其中T为两个区域各所调节到的温度,K为转换系数,T1为儿童局部所测温度,T1>0,儿童局部所测的体温越低,电热毯在初始温度的基础上所需增加的温度越高。
根据上述技术方案,所述步骤S2进一步包括以下步骤:
步骤S21:监控扫描模块对儿童的进入被褥后的状态进行扫描监测;
步骤S22:扫描监测后,成像显示子模块显示儿童露出被褥部位的热成像;
步骤S23:轮廓拟合子模块对儿童露出被褥的身体部位进行拟合轮廓;
步骤S24:图像修正子模块根据所拟合的轮廓,修正儿童露出被褥的身体部位图像;
步骤S25:根据修正的图像,图像判断模块进行判断分析;
所述步骤S24进一步包括以下步骤:
步骤S241:拟合轮廓为细长条状,图像修正显示为儿童的胳膊部分;
步骤S242:拟合轮廓为粗矩形状,图像修正显示为儿童的胸腹部分;
步骤S243:拟合轮廓为直角弯钩状,图像修正显示为儿童的脚踝部分。
根据上述技术方案,所述步骤S3进一步包括以下步骤:
步骤S31:根据正对床尾处的监控中图像识别子模块所识别的图像,体态分析模块分析儿童睡觉感知冷暖的体态特征;
步骤S32:当图像判断模块根据所修正的儿童露出被褥的胸腹部位的图像,判断出儿童踢被褥后,计时监测子模块开始计时监测;
步骤S33:睡眠分析模块开始对儿童当前睡眠状态进行分析;
步骤S34:在计时时间后,监测到儿童仍无任何自主盖被褥的动作;
步骤S35:信息传输子模块向家长手机端传输儿童踢被褥的信息;
步骤S36:使用闹铃提醒子模块,引起家长对信息的注意;
步骤S37:根据儿童睡觉状态判断当前合适的温度。
根据上述技术方案,所述步骤S31中,分析儿童睡觉感觉冷暖体态的计算公式为:
Y=-ax2+c
其中,当儿童感觉冷时,表现为被褥包裹自身,识别图像为一个坐标轴,床铺作为X轴,被褥的对称轴作为Y轴,可根据被褥包裹的最高点(0,c)作为抛物线的顶点,被褥两端处于坐标轴系数值a越小,抛物线越平坦,儿童就越觉得暖和。
根据上述技术方案,所述步骤S4进一步包括以下步骤:
步骤S41:在儿童睡觉过程中,根据成像分析子模块所监测到儿童的手臂部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯上区域进行调温,监测到儿童的胸腹部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯中区域进行调温,监测到儿童的脚踝部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯下区域进行调温;
步骤S42:根据儿童睡觉的状态,恒温微调模块不断进行微调,达到最舒适的睡眠温度后,保持恒温;
步骤S43:温度储存模块记录当前最舒适的睡眠温度,便于下次直接开启到最舒适的温度。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明,通过设置有状态检测端、状态分析端、智能控制端,可以根据儿童较冷的身体部位,电热毯进行局部加热,可以儿童露出被褥的身体部位,进行温度分区调节,可以根据儿童的睡眠状态,提醒家长盖被子,以免儿童着凉。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的系统模块组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例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。
请参阅图1,本发明提供技术方案:基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,包括状态监测端、状态分析端和智能控制端,状态监测端用于在房间里对人体状态进行监测,状态分析端用于分析儿童睡眠状态,智能控制端用于根据监测状态控制电热毯温度,状态监测端和状态分析端电连接,状态分析端和智能控制端无线连接,可以根据儿童较冷的身体部位,电热毯进行局部加热,可以儿童露出被褥的身体部位,进行温度分区调节,可以根据儿童的睡眠状态,提醒家长盖被子,以免儿童着凉。
状态监测端包括监控扫描模块、图像判断模块和红外测温模块,监控扫描模块用于监控扫描儿童的状态,监控扫描模块包括图像识别子模块,图像识别子模块用于识别儿童冷暖时状态图像,图像判断模块用于判断儿童露出被褥的身体部位,图像判断模块包括成像显示子模块、轮廓拟合子模块和图像修正子模块,所述成像显示子模块用于探测红外能量并将其转换为电信号,从而显示儿童露出被褥部分的热成像,,轮廓拟合子模块用于拟合热成像中的轮廓,图像修正子模块用于自动修正轮廓的图像,成像显示子模块和轮廓拟合子模块电连接,轮廓拟合子模块和图像修正子模块电连接,红外测温模块用于对儿童进行局部测温,监控扫描模块和图像判断模块电连接,监控扫描模块和红外测温模块电连接,可以根据图像判断儿童是否踢被褥。
状态分析端包括体态分析模块、睡眠分析模块和状态判断模块,体态分析模块用于分析儿童在睡觉中的体态,睡眠分析模块用于分析儿童踢被褥后的睡眠状态,睡眠分析模块包括计时监测子模块、信息传输子模块和闹铃提醒子模块,计时监测子模块用于对儿童踢被褥后进行计时,信息传输子模块用于传输儿童踢被褥的信息,闹铃提醒子模块用于启动手机闹铃,提醒家长给儿童盖被子,计时监测子模块和信息传输子模块电连接,信息传输子模块和闹铃提醒子模块无线连接,状态判断模块用于判断当前状态适合的温度,体态分析模块和状态判断模块电连接。
智能控制端包括温度分区调节模块、恒温微调模块和温度储存模块,温度分区调节模块用于电热毯进行分区调温,温度分区调节模块包括数据读取子模块,数据读取子模块用于读取上一次最舒适温度的数据,设定初始温度,恒温微调模块用于对电热毯温度进行恒温微调,温度储存模块用于储存儿童感觉最舒适的温度,温度分区调节模块和恒温微调模块电连接,恒温微调模块和状态判断模块电连接,恒温微调模块和温度储存模块电连接。
智慧供热管控一体化系统主要包括以下步骤:
步骤S1:儿童进入卧室准备睡觉,打开电热毯进入被褥;
步骤S2:状态监测端开始对儿童进入被褥后的冷暖状态进行监测;
步骤S3:状态分析端会根据所监测的状态进行分析判断;
步骤S4:根据所分析判断的结果,智能控制端对电热毯进行智能控制。
步骤S1进一步包括以下步骤:
步骤S11:数据读取子模块读取上一次储存的最舒适温度值T0,并将T0设定为当前电热毯开启初始温度;
步骤S12:儿童进过门框,门框上的红外测温模块对儿童的耳部和脚踝处进行测温;
步骤S13:电热毯温度分区调节模块根据两个身体部位的不同温度,进行分区调节温度;
所述步骤S13中,分区调节温度的计算公式:
其中T为两个区域各所调节到的温度,K为转换系数,T1为儿童局部所测温度,T1>0,儿童局部所测的体温越低,电热毯在初始温度的基础上所需增加的温度越高。
步骤S2进一步包括以下步骤:
步骤S21:监控扫描模块对儿童的进入被褥后的状态进行扫描监测;
步骤S22:扫描监测后,成像显示子模块显示儿童露出被褥部位的热成像;
步骤S23:轮廓拟合子模块对儿童露出被褥的身体部位进行拟合轮廓;
步骤S24:图像修正子模块根据所拟合的轮廓,修正儿童露出被褥的身体部位图像;
步骤S25:根据修正的图像,图像判断模块进行判断分析;
所述步骤S24进一步包括以下步骤:
步骤S241:拟合轮廓为细长条状,图像修正显示为儿童的胳膊部分;
步骤S242:拟合轮廓为粗矩形状,图像修正显示为儿童的胸腹部分;
步骤S243:拟合轮廓为直角弯钩状,图像修正显示为儿童的脚踝部分。
步骤S3进一步包括以下步骤:
步骤S31:根据正对床尾处的监控中图像识别子模块所识别的图像,体态分析模块分析儿童睡觉感知冷暖的体态特征;
步骤S32:当图像判断模块根据所修正的儿童露出被褥的胸腹部位的图像,判断出儿童踢被褥后,计时监测子模块开始计时监测;
步骤S33:睡眠分析模块开始对儿童当前睡眠状态进行分析;
步骤S34:在计时时间后,监测到儿童仍无任何自主盖被褥的动作;
步骤S35:信息传输子模块向家长手机端传输儿童踢被褥的信息;
步骤S36:使用闹铃提醒子模块,引起家长对信息的注意;
步骤S37:根据儿童睡觉状态判断当前合适的温度。
步骤S31中,分析儿童睡觉感觉冷暖体态的计算公式为:
Y=-ax2+c
其中,当儿童感觉冷时,表现为被褥包裹自身,识别图像为一个坐标轴,床铺作为X轴,被褥的对称轴作为Y轴,可根据被褥包裹的最高点(0,c)作为抛物线的顶点,被褥两端处于坐标轴系数值a越小,抛物线越平坦,儿童就越觉得暖和。
步骤S4进一步包括以下步骤:
步骤S41:在儿童睡觉过程中,根据成像分析子模块所监测到儿童的手臂部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯上区域进行调温,监测到儿童的胸腹部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯中区域进行调温,监测到儿童的脚踝部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯下区域进行调温;
步骤S42:根据儿童睡觉的状态,恒温微调模块不断进行微调,达到最舒适的睡眠温度后,保持恒温;
步骤S43:温度储存模块记录当前最舒适的睡眠温度,便于下次直接开启到最舒适的温度。
实施例1:儿童进入房间,经过门框,测得脚踝温度为T1=29℃,电热毯初始温度T0=35℃,K=50,根据公式可得电热毯下区域合适温度T=36.7℃,儿童裹上被褥,在图像中的坐标轴上,被褥的最高点(0,5),被褥两端(±3,0),根据公式Y=-ax2+c,可得c=5,根据抛物线可知,儿童感知有些凉,需要加热。
实施例2:儿童进入房间,经过门框,测得脚踝温度为T1=28℃,电热毯初始温度T0=38℃,K=60,根据公式可得电热毯下区域合适温度T=40.1℃,儿童裹上被褥,在图像中的坐标轴上,被褥的最高点(0,6),被褥两端(±6,0),根据公式Y=-ax2+c,可得c=6,根据抛物线可知,儿童感知良好,不需要加热。
实施例3:儿童进入房间,经过门框,测得耳部温度为T1=25℃,电热毯初始温度T0=40℃,K=50,根据公式可得电热毯上区域合适温度T=42℃,儿童裹上被褥,在图像中的坐标轴上,被褥的最高点(0,2),被褥两端(±8,0),根据公式Y=-ax2+c,可得c=2,根据抛物线可知,儿童感知良好,不需要加热。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,包括状态监测端、状态分析端和智能控制端,其特征在于:所述状态监测端用于在房间里对人体状态进行监测,所述状态分析端用于分析儿童睡眠状态,所述智能控制端用于根据监测状态控制电热毯温度,所述状态监测端和状态分析端电连接,所述状态分析端和智能控制端无线连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述状态监测端包括监控扫描模块、图像判断模块和红外测温模块,所述监控扫描模块用于监控扫描儿童的状态,所述监控扫描模块包括图像识别子模块,所述图像识别子模块用于识别儿童冷暖时状态图像,所述图像判断模块用于判断儿童露出被褥的身体部位,所述图像判断模块包括成像显示子模块、轮廓拟合子模块和图像修正子模块,所述成像显示子模块用于探测红外能量并将其转换为电信号,从而显示儿童露出被褥部分的热成像,所述轮廓拟合子模块用于拟合热成像中的轮廓,所述图像修正子模块用于自动修正轮廓的图像,所述成像显示子模块和轮廓拟合子模块电连接,所述轮廓拟合子模块和图像修正子模块电连接,所述红外测温模块用于对儿童进行局部测温,所述监控扫描模块和图像判断模块电连接,所述监控扫描模块和红外测温模块电连接。
3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述状态分析端包括体态分析模块、睡眠分析模块和状态判断模块,所述体态分析模块用于分析儿童在睡觉中的体态,所述睡眠分析模块用于分析儿童踢被褥后的睡眠状态,所述睡眠分析模块包括计时监测子模块、信息传输子模块和闹铃提醒子模块,所述计时监测子模块用于对儿童踢被褥后进行计时,所述信息传输子模块用于传输儿童踢被褥的信息,所述闹铃提醒子模块用于启动手机闹铃,提醒家长给儿童盖被子,所述计时监测子模块和信息传输子模块电连接,所述信息传输子模块和闹铃提醒子模块无线连接,所述状态判断模块用于判断当前状态适合的温度,所述体态分析模块和状态判断模块电连接。
4.根据权利要求3所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述智能控制端包括温度分区调节模块、恒温微调模块和温度储存模块,所述温度分区调节模块用于电热毯进行分区调温,所述温度分区调节模块包括数据读取子模块,所述数据读取子模块用于读取上一次最舒适温度的数据,设定初始温度,所述恒温微调模块用于对电热毯温度进行恒温微调,所述温度储存模块用于储存儿童感觉最舒适的温度,所述温度分区调节模块和恒温微调模块电连接,所述恒温微调模块和状态判断模块电连接,所述恒温微调模块和温度储存模块电连接。
5.根据权利要求4所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述智慧供热管控一体化系统主要包括以下步骤:
步骤S1:儿童进入卧室准备睡觉,打开电热毯进入被褥;
步骤S2:状态监测端开始对儿童进入被褥后的冷暖状态进行监测;
步骤S3:状态分析端会根据所监测的状态进行分析判断;
步骤S4:根据所分析判断的结果,智能控制端对电热毯进行智能控制。
7.根据权利要求6所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述步骤S2进一步包括以下步骤:
步骤S21:监控扫描模块对儿童的进入被褥后的状态进行扫描监测;
步骤S22:扫描监测后,成像显示子模块显示儿童露出被褥部位的热成像;
步骤S23:轮廓拟合子模块对儿童露出被褥的身体部位进行拟合轮廓;
步骤S24:图像修正子模块根据所拟合的轮廓,修正儿童露出被褥的身体部位图像;
步骤S25:根据修正的图像,图像判断模块进行判断分析;
所述步骤S24进一步包括以下步骤:
步骤S241:拟合轮廓为细长条状,图像修正显示为儿童的胳膊部分;
步骤S242:拟合轮廓为粗矩形状,图像修正显示为儿童的胸腹部分;
步骤S243:拟合轮廓为直角弯钩状,图像修正显示为儿童的脚踝部分。
8.根据权利要求7所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述步骤S3进一步包括以下步骤:
步骤S31:根据正对床尾处的监控中图像识别子模块所识别的图像,体态分析模块分析儿童睡觉感知冷暖的体态特征;
步骤S32:当图像判断模块根据所修正的儿童露出被褥的胸腹部位的图像,判断出儿童踢被褥后,计时监测子模块开始计时监测;
步骤S33:睡眠分析模块开始对儿童当前睡眠状态进行分析;
步骤S34:在计时时间后,监测到儿童仍无任何自主盖被褥的动作;
步骤S35:信息传输子模块向家长手机端传输儿童踢被褥的信息;
步骤S36:使用闹铃提醒子模块,引起家长对信息的注意;
步骤S37:根据儿童睡觉状态判断当前合适的温度。
10.根据权利要求9所述的基于物联网技术的智能供热管控一体化系统,其特征在于:所述步骤S4进一步包括以下步骤:
步骤S41:在儿童睡觉过程中,根据成像分析子模块所监测到儿童的手臂部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯上区域进行调温,监测到儿童的胸腹部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯中区域进行调温,监测到儿童的脚踝部分露出被褥,温度分区调节模块对电热毯下区域进行调温;
步骤S42:根据儿童睡觉的状态,恒温微调模块不断进行微调,达到最舒适的睡眠温度后,保持恒温;
步骤S43:温度储存模块记录当前最舒适的睡眠温度,便于下次直接开启到最舒适的温度。
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2021
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