CN114326877A - 桌面微环境控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电器技术领域，具体公开了桌面微环境控制方法及系统，包括：采集单元，用于采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；控制单元，用于接受采集单元产生的信号；判断是否超过发生疲劳的预设阈值，若判断结果为发生疲劳，控制单元生成第一控制指令；光色调节单元，用于调节LED灯的冷色和暖色；照度单元，用于调节LED灯的光照强度；通风单元，用于增大桌面环境风量，通风单元为设在桌面上的小风扇；光色调节单元收到第一控制指令后调节LED灯为暖色，照度单元接受到第一控制指令后增加LED灯光照强度，通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风。本方案能根据人员疲劳情况调节LED灯的光色和光照强度，缓解疲劳。

Description

桌面微环境控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电器技术领域，具体涉及一种桌面微环境控制方法及系统。

背景技术

桌面环境是关系人们身心健康的一个重要微环境，桌面微环境可主要由视觉模块、听觉模块和触觉模块和空气环境等方面来组成，而视觉模块主要利用台灯来调节。台灯的作用主要是照明，便于阅读、学习、工作等。

传统的台灯采用普通的灯泡，通过插座直接连接市电使用，但是现有的大部分台灯不能够实现自动调光，因此，申请号为CN201510170044.3的专利公开了一种台灯，包括灯座、发光单元和发光单元光照强度控制系统，所述发光单元光照强度控制系统包括环境光照强度检测单元、微处理单元以及驱动单元，微处理单元接收环境光照强度检测单元的检测信号并输出调节信号，驱动单元根据调节信号改变发光单元的光照强度，所述台灯还包括与灯座分体的光照采集体，所述光照采集体上设置所述环境光照强度检测单元，所述环境光照强度检测单元上连接有用于发送环境光照强度检测单元的信号的发送单元，所述灯座上设置所述微处理单元以及驱动单元，所述微处理单元上连接有用于接收所述发送单元发送的信号的接收单元，所述光照采集体包括基板，所述基板的两端设有朝同侧延伸的上挡板和下夹板。

上述方案根据环境光调节自身的光照强度，但是，人员长期工作，没有对人员的舒适度进行反馈，而桌面环境对人员的影响较大，具体为人员周围二氧化碳浓度较高，导致人员缺氧疲劳，也可能出现人员长时间工作的情况下，人眼视觉疲劳，而台灯却根据自身环境调高了LED灯的光照强度，导致人员在长时间工作的情况下人眼受强光刺激，增加人眼负担，影响身心健康，增加眼部疲劳。因此，我们需要提供一种桌面微环境控制系统，以根据人员疲劳情况调节LED灯的光色和光照强度，缓解疲劳。

发明内容

本方案的目的在于提供一种桌面微环境控制系统，以根据人员疲劳情况调节LED灯的光色和光照强度，缓解疲劳。

为了达到上述目的，本方案提供桌面微环境控制系统，包括：采集单元，用于采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；控制单元，用于接受采集单元产生的人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人脑部温度数据和学习持续时间；并根据人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；判断是否超过发生疲劳的预设阈值，若判断结果为发生疲劳，所述控制单元生成第一控制指令；光色调节单元，用于调节LED灯的冷色和暖色；照度单元，用于调节LED灯的光照强度；通风单元，用于增大桌面环境的风量，所述通风单元为设在桌面上的小风扇；所述光色调节单元收到第一控制指令后调节LED灯为暖色，所述照度单元接受到第一控制指令后增加LED灯光照强度，所述通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风。

本方案的有益效果：通过人员的疲劳情况自动调节灯的光照强度和光色，并对人员通风，以缓解人员疲劳。相比传统方案中的根据环境情况自动调节光照强度和光色，更能从人员自身情况合理调整，更为人性化。

进一步，所述采集单元还用于采集桌面范围内的湿度数据，所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的湿度数据，若湿度数据低于30%，则所述控制单元生成第二控制指令；若湿度数据高于60%，则所述控制单元生成第三控制指令；还包括湿度单元，用于调节桌面范围内的湿度，所述湿度单元为设在桌面上的空气加湿器，所述湿度单元接收到第二控制指令后控制空气加湿器加湿；还包括除湿单元，用于降低桌面范围内的湿度，所述除湿单元为设在桌面上的除湿器，所述除湿单元接收到第三控制指令后控制除湿器降湿。

在桌面范围内干燥时，加湿桌面周围湿度，为人员学习提供更舒适的环境，在桌面湿度高时，减低桌面周围湿度，为人员学习提供一个舒适的湿度空间。

进一步，所述采集单元还用于采集桌面范围内的二氧化碳浓度数据，所述采集单元还包括二氧化碳浓度检测仪，所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的二氧化碳浓度数据，并根据桌面范围内的二氧化碳浓度数据判断桌面范围内的二氧化碳浓度是否高于发生缺氧的阈值，若判断结果为发生缺氧，所述控制单元生成第四控制指令；还包括提醒单元，用于提醒人员注意通风，所述提醒单元为设在桌面上的广播，所述提醒单元接收到第四控制指令后控制广播提醒人员注意通风。通过检测二氧化碳的浓度，在二氧化碳浓度高的时候提醒人员注意开窗通风，保证桌面空气流动和人员的学习安全。

进一步，所述采集单元还用于采集桌面范围内的人员数据，所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的人员数据，并根据桌面范围内的人员数据判断桌面范围内的人员是否离开，桌面范围内无人员数据，则判断人员离开，所述控制单元生成第五控制指令；还包括关闭单元，用于关闭LED灯，所述关闭单元接收到第五控制指令后控制LED灯关闭。通过关闭单元的设置使得人员离开，LED灯自动关闭，更为智能。

本发明还公开了一种桌面微环境控制系统的方法，包括如下步骤：

S1：采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；

并根据人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间判断是否发生人员疲劳，若判断为发生人员疲劳，控制LED灯变为暖色，LED灯光照强度增加，小风扇鼓风；

S2：湿度传感器采集桌面范围内的湿度数据，若湿度数据低于30%，控制空气加湿器加湿；若湿度数据高于60%，控制除湿器降湿；

S3：二氧化碳浓度检测仪采集桌面范围内的二氧化碳浓度数据，并根据二氧化碳浓度数据判断是否发生缺氧，若判断为发生缺氧，控制广播提醒人员注意通风；

S4：摄像头采集桌面范围内的人员数据，并根据人员数据判断人员是否离开，若判断人员离开，控制LED灯关闭。

附图说明

图1为本发明实施例1的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1

基本如附图1所示，桌面上设有采集单元，采集单元用于采集人员疲劳情况，人员疲劳情况通过采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；采集单元为摄像头和外设的脑部贴片，摄像头每3-4μs拍一张照片，1min综合采集到5次人员疲劳的照片，判断为人员疲劳，例如第一种情况：一分钟内人眼眨眼次数一分钟超过40次，即为疲劳；第二种情况：人员一分钟内晃动5次，即为疲劳；第三种情况：人员脑部温度在一分钟内从20℃上升到25℃，即为疲劳；第四种情况：人员学习持续时间超过15min时，为中度疲劳，超过25min时为重度疲劳；第五种情况：人员一动不动，采集人员持续学习时间超过15min时，即为中度疲劳，若人员还是一动不动（未晃动），采集人员学习时间超过25min时，即为重度疲劳。

还包括用于接受采集单元的命令发出具体指令的控制单元，根据人员疲劳情况判断发生疲劳的预设阈值，即根据人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人脑部温度数据和学习持续时间，发出第一控制指令。还包括用于调节LED灯光色的光色调节单元，光色具体为冷色和暖色，还包括用于为桌面范围（以LED灯为圆心，半径为1m的圆面积）内的通风（增大通风量）的通风单元，通风单元具体为设在桌面上的小风扇，还包括用于调节LED灯的光照强度的照度单元，当光色调节单元、通风单元和照度单元收到第一控制指令后，LED灯颜色调整为暖色，小风扇同时鼓风，增加LED灯光照强度。还包括负离子释放单元（负离子发生器），用于释放负离子，接收到第一控制指令释放负离子。

通过采集人员数据，快速判断是否出现疲劳状态，桌面快速做出指令。调整光色，缓解眼部疲劳，减少眼部刺激，增大风量，以保证人员附近空气流通，通过人员的疲劳情况自动调节灯的光照强度和光色，并对人员通风，以缓解人员疲劳。相比传统方案中的根据环境情况自动调节光照强度和光色，更能从人员自身情况合理调整，更为人性化。

采集单元集还可以采集桌面范围（以LED灯为圆心，半径为1m的圆面积）内的湿度数据，采集单元为设在桌面上的湿度传感器；控制单元接收湿度传感器采集到的湿度数据，湿度传感器检测到的相对湿度低于30%时，判断为发生干燥，控制单元生成第二控制指令；

湿度传感器检测到的相对湿度高于60%时，控制单元生成第三控制指令；

还包括设在桌面上的湿度单元，用于调节桌面范围（以LED灯为圆心，半径为1m的圆面积）内的湿度，湿度单元具体为空气加湿器，湿度单元接收到第二控制指令后控制空气加湿器加湿，以减少桌面范围内的干燥；还包括设在桌面上的除湿单元，用于降低桌面范围内的湿度，除湿单元为设在桌面上的除湿器，除湿单元接收到第三控制指令后控制除湿器降湿。通过湿度单元的设置，在桌面范围内干燥时，加湿桌面周围湿度，为人员学习提供更舒适的环境，空气加湿器可选择市面上常见的加湿器。设置除湿单元，在桌面湿度高时，减低桌面周围湿度，为人员学习提供一个舒适的湿度空间。除湿单元和湿度单元的设置使得桌面的湿度保证在50%上下，以保证桌面湿度适合人员学习或工作。

采集单元还能采集桌面范围（以LED灯为圆心，半径为1m的圆面积）内的二氧化碳浓度数据，以检测桌面范围内是否缺氧，采集单元具体为二氧化碳浓度检测仪，控制单元可接受二氧化碳浓度监测器检测到的二氧化碳浓度数据，判断是否高于发生缺氧的阈值（二氧化碳浓度为1000pm），若判断结果为发生缺氧，控制单元生成第四控制指令。

还包括用于提醒人员注意通风的提醒单元，提醒单元为设在桌面上的广播，提醒单元接收到第四控制指令后控制广播提醒人员注意通风。通过检测二氧化碳的浓度，在二氧化碳浓度高的时候提醒人员注意开窗通风，保证桌面空气流动和人员的学习安全。

采集单元还可以采集桌面范围（以LED灯为圆心，半径为1m的圆面积）内的人员数据，人员数据为体温数据，通过人体体温，判断人员是否离开，控制单元根据摄像头产生的桌面范围（以LED灯为圆心，半径为1m的圆面积）内的人员数据，判断桌面范围内的人员是否离开（低于人体恒定体温），LED灯单位范围内无人员数据，则判断人员离开，控制单元生成第五控制指令；还包括关闭单元，用于关闭LED灯，关闭单元接收到第五控制指令后控制LED灯关闭。人员离开自动关灯，更为智能且节约电力。

还包括调节频闪单元，用于降低LED灯的频闪频率；调节频闪单元为与LED灯组成电路的开关和恒定镇流器，调节频闪单元接收到第一控制指令后控制开关闭合，恒定镇流器与LED灯组成闭合回路。当LED灯频闪肉眼可见，对人眼伤害较大，通过设置调节频闪单元稳定LED灯的频闪频率，保证人员疲劳时，稳定LED灯的频闪，免于人员受到频闪的刺激。采集单元还可以采集桌面范围内的负离子（负离子传感器），控制单元还用于接受采集单元产生的负离子浓度，并根据负离子的浓度判断是否需要增加负离子，负离子浓度低于空气中的30%，若判断结果为需要增加负离子，生成执行指令，负离子释放单元（负离子发生器），用于释放负离子，接收到执行指令后释放负离子。

一种桌面微环境控制系统的方法，包括如下步骤：

S1：采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；

并根据人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间判断是否发生人员疲劳，若判断为发生人员疲劳，控制LED灯变为暖色，LED灯光照强度增加，小风扇鼓风；

S2：湿度传感器采集桌面范围内的湿度数据，若湿度数据低于30%，控制空气加湿器加湿；若湿度数据高于60%，控制除湿器降湿；

S3：二氧化碳浓度检测仪采集桌面范围内的二氧化碳浓度数据，并根据二氧化碳浓度数据判断是否发生缺氧，若判断为发生缺氧，控制广播提醒人员注意通风；

S4：摄像头采集桌面范围内的人员数据，并根据人员数据判断人员是否离开，若判断人员离开，控制LED灯关闭。

实施例2

与实施例1不同的是，采集单元还用于采集人员一段时间内的姿势数据（5分钟内的姿势数据），采集单元通过摄像头采集人员姿势数据；（人员姿势数据为头部倾斜、手部支撑头部等动作，具体指的人的行为动作遮挡了光源到桌面上的光线，比如人手支撑头部，人手遮挡住了光源）；

控制单元还用于接受采集单元产生的人员一段时间内的姿势数据，并根据姿势数据判断是否需要辅助补光，若判断为需要辅助补光，生成执行指令；反之，不生成执行指令；

执行单元，用于接受执行指令后，并控制台灯补光；执行单元包括设在台灯光源处的两面镜子、第一舵机和第二舵机，分别为第一镜子和第二镜子，第一舵机用于控制第一镜子转向，第二舵机用于控制第二镜子转向；执行单元接受到执行指令的信号后，第一舵机和第二舵机控制第一镜子和第二镜子转向，对学习者辅助补光。直接调节台灯亮度的方法，会造成需要辅助补光的地方亮度提高，其他地方的亮度也提高，这样会损伤眼睛，而头部倾斜的学习方式，光源的方向固定，待学习的资料会由于人员的倾斜形成阴影，这种明暗相间会损伤眼睛。

还包括，用于朗读学习者资料的朗读单元，朗读单元为设在桌面上的扬声器；

朗读单元还用于接受到学习者点击朗读单元的信号后，提醒学习者指出开始朗读的地方，具体为，请指出开始朗读的地方；

采集单元还用于采集学习者资料的位置信息（摄像头）、人手在学习者资料上的指向信息和学习者资料的文本信息；

朗读单元还用于接受采集单元完成的信号后，根据学习者资料的文本信息朗读学习者资料；

执行单元，用于接受采集单元产生的学习者资料的位置信号和人手在学习者资料上的指向信息的信号后，控制两个舵机，根据学习者资料的位置信息，使得第一镜子和第二镜子转向，在学习者资料上汇聚成线；采集单元、执行单元和朗读单元的相互配合使得学习者在学习者需要朗读时，镜子汇聚成线，辅助学习者跟着线的位置进行观看和倾听朗读。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.桌面微环境控制系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；

控制单元，用于接受采集单元产生的人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人脑部温度数据和学习持续时间；并根据人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；判断是否超过发生疲劳的预设阈值，若判断结果为发生疲劳，所述控制单元生成第一控制指令；

光色调节单元，用于调节LED灯的冷色和暖色；

照度单元，用于调节LED灯的光照强度；

通风单元，用于增大桌面环境的风量，所述通风单元为设在桌面上的小风扇；

所述光色调节单元收到第一控制指令后调节LED灯为暖色，所述照度单元接受到第一控制指令后增加LED灯光照强度，所述通风单元收到第一控制指令后控制小风扇鼓风。

2.根据权利要求1所述的桌面微环境控制系统，其特征在于，所述采集单元还用于采集桌面范围内的湿度数据，所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的湿度数据，若湿度数据低于30%，则所述控制单元生成第二控制指令；若湿度数据高于60%，则所述控制单元生成第三控制指令；

还包括湿度单元，用于调节桌面范围内的湿度，所述湿度单元为设在桌面上的空气加湿器，所述湿度单元接收到第二控制指令后控制空气加湿器加湿；

还包括除湿单元，用于降低桌面范围内的湿度，所述除湿单元为设在桌面上的除湿器，所述除湿单元接收到第三控制指令后控制除湿器降湿。

3.根据权利要求1所述的桌面微环境控制系统，其特征在于，所述采集单元还用于采集桌面范围内的二氧化碳浓度数据，所述采集单元还包括二氧化碳浓度检测仪，所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的二氧化碳浓度数据，并根据桌面范围内的二氧化碳浓度数据判断桌面范围内的二氧化碳浓度是否高于发生缺氧的阈值，若判断结果为发生缺氧，所述控制单元生成第四控制指令；

还包括提醒单元，用于提醒人员注意通风，所述提醒单元为设在桌面上的广播，所述提醒单元接收到第四控制指令后控制广播提醒人员注意通风。

4.根据权利要求1所述的桌面微环境控制系统，其特征在于，所述采集单元还用于采集桌面范围内的人员数据，所述控制单元还用于接受采集单元产生的桌面范围内的人员数据，并根据桌面范围内的人员数据判断桌面范围内的人员是否离开，桌面范围内无人员数据，则判断人员离开，所述控制单元生成第五控制指令；

还包括关闭单元，用于关闭LED灯，所述关闭单元接收到第五控制指令后控制LED灯关闭。

5.根据权利要求4所述的桌面微环境控制系统，其特征在于，所述人员数据为人员体温数据。

6.一种桌面微环境控制方法及系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采集人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间；

并根据人眼眨眼次数、人员动作幅度和频率、人员脑部温度数据和学习持续时间判断是否发生人员疲劳，若判断为发生人员疲劳，控制LED灯变为暖色，LED灯光照强度增加，小风扇鼓风；

S2：湿度传感器采集桌面范围内的湿度数据，若湿度数据低于30%，控制空气加湿器加湿；若湿度数据高于60%，控制除湿器降湿；

S3：二氧化碳浓度检测仪采集桌面范围内的二氧化碳浓度数据，并根据二氧化碳浓度数据判断是否发生缺氧，若判断为发生缺氧，控制广播提醒人员注意通风；

S4：摄像头采集桌面范围内的人员数据，并根据人员数据判断人员是否离开，若判断人员离开，控制LED灯关闭。

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