CN115451556A - 一种家用中央空调的智能控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家用中央空调的智能控制系统及方法，系统包括数据监测模块：用于监测人体数据和环境数据；智能适配模块：用于根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；运行调控模块：用于根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式。本发明根据人体舒适度分析得到需要调控的对象和所在区域，并进行智能适配分析，分析速度快，分析结果准确，不需要用户手动进行调节便能将中央空调运行模式自动调整到适合用户的模式下运行，具有人性化，且实现了分区域调控，可同时满足不同空间内人群的舒适度要求。

Description

一种家用中央空调的智能控制系统及方法
技术领域
本发明涉及中央空调控制技术领域，具体涉及一种家用中央空调的智能控制系统及方法。
背景技术
现有的中央空调具有多个运行模式以解决空调工作时输送温度恒定问题，如使用睡眠模式，中央空调可以在设定时间后进行调节，如一个小时后逐渐变频调节输出功率，使中央空调送风温度得以调节，这种改变主要靠定时或温度传感器反馈实现，但这种仅以环境温度作为前提的控制缺乏人性化设计，无法根据用户的实际感受来调节。例如室内环境温度为23度，但用户由于某些原因感觉很热，处于不舒服状态，中央空调无法根据用户的舒适度来进行自动调节。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种家用中央空调的智能控制系统及方法。
第一方面，一种家用中央空调的智能控制系统，包括：
数据监测模块：用于监测人体数据和环境数据；
智能适配模块：用于根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；
运行调控模块：用于根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式。
进一步地，所述数据监测模块包括红外热像仪、温湿度传感器以及风速传感器，所述数据监测模块具体用于：
通过所述红外热像仪采集热图像，根据所述热图像检测房间内是否有人体，同时监测人体温度数据和人群分布位置；
通过所述温湿度传感器监测室内温湿度数据；
通过所述风速传感器监测室内风速。
进一步地，所述智能适配模块具体用于：
当所述数据监测模块检测到房间内有人体时，根据所述人体温度数据、室内温湿度数据以及室内风速计算人体舒适度指数；
根据所述人体舒适度指数对该人体进行人体感觉类别划分，所述人体感觉类别包括冷、舒适以及热；
将所述人体感觉类别为冷或热的人体匹配为待调控对象，根据所述人群分布位置将所待调控对象所在房间设定为待调控区域；
根据所述待调控区域的室内温湿度数据和待调控对象的人体感觉类别进行智能分析，得到待调控区域中央空调的适配运行方式，所述适配运行方式包括适配运行温度和适配运行风速。
进一步地，所述运行调控模块具体用于：
将所述待调控区域中央空调的运行温度调节至所述适配运行温度；
根据所述适配运行风速调节所述待调控区域中央空调的出风口开合度；
根据所述人群分布位置将所述待调控区域中央空调出风口的出风方向对准所述待调控对象。
进一步地，所述运行调控模块还用于：
当所述数据监测模块检测到空间内没有人体时，进行15分钟等待计时；
15分钟等待计时完成后，若所述数据监测模块检测到空间内仍没有人体，则控制中央空调自动停止运行。
第二方面，一种家用中央空调的智能控制方法，所述智能控制方法基于第一方面所述的家用中央空调的智能控制系统，步骤包括：
监测人体数据和环境数据；
根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；
根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式。
进一步地，所述监测人体数据和环境数据，具体包括：
通过所述红外热像仪采集热图像，根据所述热图像检测房间内是否有人体，同时监测人体温度数据和人群分布位置；
通过所述温湿度传感器监测室内温湿度数据；
通过所述风速传感器监测室内风速。
进一步地，所述根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式，具体包括：
当检测到房间内有人体时，根据所述人体温度数据、室内温湿度数据以及室内风速计算人体舒适度指数；
根据所述人体舒适度指数对该人体进行人体感觉类别划分，所述人体感觉类别包括冷、舒适以及热；
将所述人体感觉类别为冷或热的人体匹配为待调控对象，根据所述人群分布位置将所待调控对象所在房间设定为待调控区域；
根据所述待调控区域的室内温湿度数据和待调控对象的人体感觉类别进行智能分析，得到待调控区域中央空调的适配运行方式，所述适配运行方式包括适配运行温度和适配运行风速。
进一步地，所述根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式，具体包括：
将所述待调控区域中央空调的运行温度调节至所述适配运行温度；
根据所述适配运行风速调节所述待调控区域中央空调的出风口开合度；
根据所述人群分布位置将所述待调控区域中央空调出风口的出风方向对准所述待调控对象。
进一步地，还包括：
当检测到空间内没有人体时，进行15分钟等待计时；
15分钟等待计时完成后，若检测到空间内仍没有人体，则控制中央空调自动停止运行。
本发明的有益效果体现在：根据人体舒适度分析得到需要调控的对象和所在区域，并进行智能适配分析，分析速度快，分析结果准确，不需要用户手动进行调节便能将中央空调运行模式自动调整到适合用户的模式下运行，具有人性化，且实现了分区域调控，可同时满足不同空间内人群的舒适度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例一提供的一种家用中央空调的智能控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种家用中央空调的智能控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例一
如图1所示，一种家用中央空调的智能控制系统，包括：
数据监测模块：用于监测人体数据和环境数据；
智能适配模块：用于根据人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；
运行调控模块：用于根据适配运行方式调节控制中央空调的运行模式。
进一步地，数据监测模块与智能适配模块无线连接，智能适配模块与运行调控模块无线连接。数据监测模块包括红外热像仪、温湿度传感器以及风速传感器，数据监测模块通过红外热像仪采集热图像，并根据红外热像仪采集的热图像进行人体监测，检测房间内是否有人体存在，同时监测人体温度数据和人群分布位置；通过温湿度传感器和风速传感器分别监测室内温湿度数据和风速。优选地，数据监测模块包括多个数据监测子模块，分散设于多个不同房间内，均与智能适配模块无线连接，数据监测模块将采集到的人体数据和环境数据无线传输至智能适配模块，以进行中央空调运行方式的自动适配。
进一步地，智能适配模块包括智能计算芯片，当数据监测模块通过红外热像仪监测到房间内有人体时，智能适配模块根据人体温度数据、室内温湿度数据以及室内风速，通过智能计算芯片自动计算人体舒适度指数M，其计算公式为：
M＝(1.818t+18.18)*(0.88+0.002f)+(t-32)/(45-t)-3.2v+18.2
式中，t为室内温度数据，f为室内湿度数据，v为室内风速。
优选地，人体舒适度指数M表示人体在某种温度、湿度条件下对该空间内的环境感觉舒适的程度，人体舒适指数M与人体感觉的具体对应关系包括：
人体舒适度指数M小于0表示人体因感觉极冷而不舒适；
人体舒适度指数M在0～25表示人体因感觉很冷而不舒适；
人体舒适度指数M在26～38表示大部分人因感觉冷而不舒适；
人体舒适度指数M在39～50表示少部分人因感觉冷而不舒适；
人体舒适度指数M在51～58表示大部分人因感觉凉爽而舒适；
人体舒适度指数M在59～70表示人体感觉舒适；
人体舒适度指数M在71～75表示大部分人因感觉温暖而舒适；
人体舒适度指数M在76～79表示少部分人因感觉热而不舒适；
人体舒适度指数M在80～84表示大部分人因感觉炎热而不舒适；
人体舒适度指数M在85～88表示人体因感觉暑热而不舒适；
人体舒适度指数M大于等于89表示人体因感觉酷热而很不舒适。
智能适配模块根据人体舒适度指数M进行人体感觉类别划分，将人体舒适度指数M≤50的划分为人体感觉冷，表示当前环境温度偏低，将人体舒适度指数M≥76的划分为人体感觉热，表示当前环境温度偏高，将人体舒适度指数M在51～75的人体划分为人体感觉舒适，表示当前环境温度适宜。人体感觉类别为冷或热表示对应人体在当前环境下为不舒适的状态，智能适配模块将人体感觉类别为冷或热的人体匹配为待调控对象，根据红外热像仪监测到的人群分布位置，将该待调控对象所在房间设定为待调控区域，以便后续只对需要调控的区域进行中央空调运行方式的调节控制。
进一步地，智能适配模块根据待调控区域的室内温湿度数据和待调控对象的人体感觉类别进行智能分析，得到待调控区域中央空调的适配运行方式，适配运行方式包括适配运行温度和适配运行风速。当待调控对象的人体感觉类别为冷时，通过智能计算芯片根据待调控区域的室内温度进行智能升温分析，得到高于当前中央空调运行温度的适配运行温度数值；当待调控对象的人体感觉类别为热，通过智能计算芯片根据待调控区域的室内温度进行智能降温分析，得到低于当前中央空调运行温度的适配运行温度数值。
优选地，适配运行温度数值与当前中央空调运行温度的差值由调控时间和当前室内环境监测数据决定，例如：用户设定每次调控限时10分钟，当监测到待调控对象的人体感觉类别为冷时，智能计算芯片根据待调控区域的当前室内环境数据进行智能计算，分析10分钟内待调控对象的人体感觉类别由冷变为舒适所需要的室内环境数据，同时计算10分钟内达到所需室内环境数据所对应需要的中央空调适配运行温度。
对应的，当待调控对象的人体感觉类别为冷时，若此时中央空调的运行模式为制冷，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能减风分析，得到小于当前中央空调运行风速的适配运行风速；若此时中央空调的运行模式为制热，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能加风分析，得到大于中央空调当前运行风速的适配运行风速。当待调控对象的人体感觉类别为热时，若此时中央空调的运行模式为制冷，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能加风分析，得到大于当前中央空调运行风速的适配运行风速；若此时中央空调的运行模式为制热，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能减风分析，得到小于当前中央空调运行风速的适配运行风速。智能适配模块根据人体舒适度和实时的环境参数进行智能分析，分析结果准确可靠，且能快速分析，在较短时间内便能分析出让用户感到舒适的中央空调运行模式。
进一步地，运行调控模块用于将待调控区域中央空调的运行温度调节至适配运行温度，同时根据适配运行风速调节待调控区域中央空调的出风口开合度。当适配运行风速大于中央空调当前运行风速时，则将中央空调的出风口增大20％，反之减小20％，并根据人群分布位置确定出风方向，将出风口的出风方向对准待调控对象。
进一步地，当数据监测模块通过红外热像仪没有检测到房间内有人体存在时，运行调控模块进行15分钟的等待计时。在15分钟等待计时过程中，若检测到房间内有人体，则控制智能适配模块进行中央空调智能适配，若15分钟等待计时完成后，仍没有检测到空间内有人体存在，则运行调控模块控制中央空调自动停止运行，以达到节能的目的。
优选地，若存在多个待调控对象，多个待调控对象分别在不同房间内，则数据监测模块分别采集不同待调控区域的人体数据和环境数据，通过智能适配模块和运行调控模块同时对不同待调控区域内的中央空调分别进行调节控制，实现多区域同时调控。
实施例二
如图2所示，一种家用中央空调的智能控制方法，基于实施例一所述的家用中央空调的智能控制系统，方法步骤包括：
S1：监测人体数据和环境数据；
具体地，数据监测模块通过红外热像仪采集热图像，并根据红外热像仪采集的热图像进行人体监测，检测房间内是否有人体存在，同时监测人体温度数据和人群分布位置；通过温湿度传感器和风速传感器分别监测室内温湿度数据和风速。优选地，数据监测模块包括多个数据监测子模块，分散设于多个不同房间内，均与智能适配模块无线连接，数据监测模块将采集到的人体数据和环境数据无线传输至智能适配模块，以进行中央空调运行方式的自动适配。
S2：根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；
具体地，当数据监测模块通过红外热像仪监测到房间内有人体时，智能适配模块根据人体温度数据、室内温湿度数据以及室内风速，通过智能计算芯片自动计算人体舒适度指数M，其计算公式为：
M＝(1.818t+18.18)*(0.88+0.002f)+(t-32)/(45-t)-3.2v+18.2
式中，t为室内温度数据，f为室内湿度数据，v为室内风速。
优选地，人体舒适度指数M表示人体在某种温度、湿度条件下对该空间内的环境感觉舒适的程度，人体舒适指数M与人体感觉的具体对应关系包括：
人体舒适度指数M小于0表示人体因感觉极冷而不舒适；
人体舒适度指数M在0～25表示人体因感觉很冷而不舒适；
人体舒适度指数M在26～38表示大部分人因感觉冷而不舒适；
人体舒适度指数M在39～50表示少部分人因感觉冷而不舒适；
人体舒适度指数M在51～58表示大部分人因感觉凉爽而舒适；
人体舒适度指数M在59～70表示人体感觉舒适；
人体舒适度指数M在71～75表示大部分人因感觉温暖而舒适；
人体舒适度指数M在76～79表示少部分人因感觉热而不舒适；
人体舒适度指数M在80～84表示大部分人因感觉炎热而不舒适；
人体舒适度指数M在85～88表示人体因感觉暑热而不舒适；
人体舒适度指数M大于等于89表示人体因感觉酷热而很不舒适。
智能适配模块根据人体舒适度指数M进行人体感觉类别划分，将人体舒适度指数M≤50的划分为人体感觉冷，表示当前环境温度偏低，将人体舒适度指数M≥76的划分为人体感觉热，表示当前环境温度偏高，将人体舒适度指数M在51～75的人体划分为人体感觉舒适，表示当前环境温度适宜。人体感觉类别为冷或热表示对应人体在当前环境下为不舒适的状态，智能适配模块将人体感觉类别为冷或热的人体匹配为待调控对象，根据红外热像仪监测到的人群分布位置，将该待调控对象所在房间设定为待调控区域，以便后续只对需要调控的区域进行中央空调运行方式的调节控制。
进一步地，智能适配模块根据待调控区域的室内温湿度数据和待调控对象的人体感觉类别进行智能分析，得到待调控区域中央空调的适配运行方式，适配运行方式包括适配运行温度和适配运行风速。当待调控对象的人体感觉类别为冷时，通过智能计算芯片根据待调控区域的室内温度进行智能升温分析，得到高于当前中央空调运行温度的适配运行温度数值；当待调控对象的人体感觉类别为热，通过智能计算芯片根据待调控区域的室内温度进行智能降温分析，得到低于当前中央空调运行温度的适配运行温度数值。
优选地，适配运行温度数值与当前中央空调运行温度的差值由调控时间和当前室内环境监测数据决定，例如：用户设定每次调控限时10分钟，当监测到待调控对象的人体感觉类别为冷时，智能计算芯片根据待调控区域的当前室内环境数据进行智能计算，分析10分钟内待调控对象的人体感觉类别由冷变为舒适所需要的室内环境数据，同时计算10分钟内达到所需室内环境数据所对应需要的中央空调适配运行温度。
对应的，当待调控对象的人体感觉类别为冷时，若此时中央空调的运行模式为制冷，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能减风分析，得到小于当前中央空调运行风速的适配运行风速；若此时中央空调的运行模式为制热，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能加风分析，得到大于中央空调当前运行风速的适配运行风速。当待调控对象的人体感觉类别为热时，若此时中央空调的运行模式为制冷，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能加风分析，得到大于当前中央空调运行风速的适配运行风速；若此时中央空调的运行模式为制热，智能计算芯片则根据待调控区域的室内风速进行智能减风分析，得到小于当前中央空调运行风速的适配运行风速。智能适配模块根据人体舒适度和实时的环境参数进行智能分析，分析结果准确可靠，且能快速分析，在较短时间内便能分析出让用户感到舒适的中央空调运行模式。
S3：根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式；
具体地，运行调控模块将待调控区域中央空调的运行温度调节至适配运行温度，同时根据适配运行风速调节待调控区域中央空调的出风口开合度。当适配运行风速大于中央空调当前运行风速时，则将中央空调的出风口增大20％，反之减小20％，并根据人群分布位置确定出风方向，将出风口的出风方向对准待调控对象。
进一步地，当数据监测模块通过红外热像仪没有检测到房间内有人体存在时，运行调控模块进行15分钟的等待计时。在15分钟等待计时过程中，若检测到房间内有人体，则控制智能适配模块进行中央空调智能适配，若15分钟等待计时完成后，仍没有检测到空间内有人体存在，则运行调控模块控制中央空调自动停止运行，以达到节能的目的。
优选地，若存在多个待调控对象，多个待调控对象分别在不同房间内，则数据监测模块分别采集不同待调控区域的人体数据和环境数据，通过智能适配模块和运行调控模块同时对不同待调控区域内的中央空调分别进行调节控制，实现多区域同时调控。
本发明根据人体舒适度分析得到需要调控的对象和所在区域，并进行智能适配分析，分析速度快，分析结果准确，不需要用户手动进行调节便能将中央空调运行模式自动调整到适合用户的模式下运行，具有人性化，且实现了分区域调控，可同时满足不同空间内人群的舒适度要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种家用中央空调的智能控制系统，其特征在于，包括：
数据监测模块：用于监测人体数据和环境数据；
智能适配模块：用于根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；
运行调控模块：用于根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式。
2.根据权利要求1所述的一种家用中央空调的智能控制系统，其特征在于，所述数据监测模块包括红外热像仪、温湿度传感器以及风速传感器，所述数据监测模块具体用于：
通过所述红外热像仪采集热图像，根据所述热图像检测房间内是否有人体，同时监测人体温度数据和人群分布位置；
通过所述温湿度传感器监测室内温湿度数据；
通过所述风速传感器监测室内风速。
3.根据权利要求2所述的一种家用中央空调的智能控制系统，其特征在于，所述智能适配模块具体用于：
当所述数据监测模块检测到房间内有人体时，根据所述人体温度数据、室内温湿度数据以及室内风速计算人体舒适度指数；
根据所述人体舒适度指数对该人体进行人体感觉类别划分，所述人体感觉类别包括冷、舒适以及热；
将所述人体感觉类别为冷或热的人体匹配为待调控对象，根据所述人群分布位置将所待调控对象所在房间设定为待调控区域；
根据所述待调控区域的室内温湿度数据和待调控对象的人体感觉类别进行智能分析，得到待调控区域中央空调的适配运行方式，所述适配运行方式包括适配运行温度和适配运行风速。
4.根据权利要求3所述的一种家用中央空调的智能控制系统，其特征在于，所述运行调控模块具体用于：
将所述待调控区域中央空调的运行温度调节至所述适配运行温度；
根据所述适配运行风速调节所述待调控区域中央空调的出风口开合度；
根据所述人群分布位置将所述待调控区域中央空调出风口的出风方向对准所述待调控对象。
5.根据权利要求4所述的一种家用中央空调的智能控制系统，其特征在于，所述运行调控模块还用于：
当所述数据监测模块检测到空间内没有人体时，进行15分钟等待计时；
15分钟等待计时完成后，若所述数据监测模块检测到空间内仍没有人体，则控制中央空调自动停止运行。
6.一种家用中央空调的智能控制方法，其特征在于，所述智能控制方法基于权利要求1～5中任一权利要求所述的家用中央空调的智能控制系统，步骤包括：
监测人体数据和环境数据；
根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式；
根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式。
7.根据权利要求6所述的一种家用中央空调的智能控制方法，其特征在于，所述监测人体数据和环境数据，具体包括：
通过所述红外热像仪采集热图像，根据所述热图像检测房间内是否有人体，同时监测人体温度数据和人群分布位置；
通过所述温湿度传感器监测室内温湿度数据；
通过所述风速传感器监测室内风速。
8.根据权利要求7所述的一种家用中央空调的智能控制方法，其特征在于，所述根据所述人体数据和环境数据进行舒适度智能计算，得到中央空调的适配运行方式，具体包括：
当检测到房间内有人体时，根据所述人体温度数据、室内温湿度数据以及室内风速计算人体舒适度指数；
根据所述人体舒适度指数对该人体进行人体感觉类别划分，所述人体感觉类别包括冷、舒适以及热；
将所述人体感觉类别为冷或热的人体匹配为待调控对象，根据所述人群分布位置将所待调控对象所在房间设定为待调控区域；
根据所述待调控区域的室内温湿度数据和待调控对象的人体感觉类别进行智能分析，得到待调控区域中央空调的适配运行方式，所述适配运行方式包括适配运行温度和适配运行风速。
9.根据权利要求8所述的一种家用中央空调的智能控制方法，其特征在于，所述根据所述适配运行方式调节控制中央空调的运行模式，具体包括：
将所述待调控区域中央空调的运行温度调节至所述适配运行温度；
根据所述适配运行风速调节所述待调控区域中央空调的出风口开合度；
根据所述人群分布位置将所述待调控区域中央空调出风口的出风方向对准所述待调控对象。
10.根据权利要求9所述的一种家用中央空调的智能控制方法，其特征在于，还包括：
当检测到空间内没有人体时，进行15分钟等待计时；
15分钟等待计时完成后，若检测到空间内仍没有人体，则控制中央空调自动停止运行。
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