CN205299832U - 一种基于红外人体感应的智能空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于红外人体感应的智能空调，涉及空调温控技术领域。包括红外人体感应系统，所述红外人体感应系统由红外人体感应模块和单片机处理模块组成，所述红外人体感应模块将采集的人体信号传送给单片机处理模块进行处理，所述单片机处理模块将处理后的信号传通过RS485通信模块送给空调内机的控制单元，空调内机的控制单元将接收的处理信号进行温度和风量控制。通过红外人体感应采集房间内的人位置分布和人数，经单片机处理后，对空调的温度和风量进行控制，人多时风量加大，人少时风量减小，无人时等待一段时间进行关机处理，有效的调控房间内的舒适度，同时节约了电能的消耗量，使空调在舒适度调节上更具人性化。

Description

一种基于红外人体感应的智能空调

技术领域

本实用新型涉及空调温控技术领域，尤其涉及一种基于红外人体感应的智能空调。

背景技术

目前，公知的空调是由压缩机>冷凝器>过滤器>毛细管>蒸发器组成。空调可以通过调节压缩机内电机的速度达到控制出风口温度，定频技术只是简单的开停压缩机内的电机，变频技术的作用在于能控制电机的转速。控制电机的频率变了，电机的转速也就改变，整个压缩机内的制冷剂流量也就改变了，在不同流量的制冷剂下，其空调出风口的温度可控，以达到出风口温度线性上升或下降，而不像一般空调（定频空调）那样出风口忽冷忽热。空调的温度调节可以分为两种类型：第一种是根据需要手动调节空调的温度；第二种是空调的内部都安装有温度传感器，当室内的温度高于或低于预先设定的温度时，改变空调的电机转速来使室内的温度降低或升高到预先设定的温度。上述的功能目前有两种方法来实现，一种是开停空调电机即所谓的定频技术；另一种是改变空调电机的转速即所谓的变频技术。

但是，有时特定场合或特殊时间上不能够手动控制空调，或者房间内的人员有时多，有时少，或在不同的空间位置时，就不能单纯的靠手动控制或温度传感器控制了，或人离开房间后忘记关掉空调时，也是上述现有技术中不能解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种红外人体感应的智能空调，该空调通过红外人体感应采集房间内的人位置分布和人数，经单片机处理后，对空调的温度和风量进行控制，人多时风量加大，人少时风量减小，无人时等待一段时间进行关机处理，有效的调控房间内的舒适度，同时节约了电能的消耗量，实现了自动感应控制，使空调在舒适度调节上更具人性化。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种基于红外人体感应的智能空调，包括红外人体感应系统，所述红外人体感应系统由红外人体感应模块和单片机处理模块组成，所述红外人体感应模块将采集的人体信号传送给单片机处理模块进行处理，所述单片机处理模块将处理后的信号传通过RS485通信模块送给空调内机的控制单元，空调内机的控制单元将接收的处理信号进行温度和风量控制；所述红外人体感应模块由红外采集阵列组成，红外采集阵列可采集多方位人体信号并传送给单片机处理模块，所述单片机处理模块对采集的多方位人体信号进行模糊化处理，并将模糊化处理后的控制信号传送至空调内机控制单元进行空调运行模式的控制。

进一步的，所述红外采集阵列采用型号为MLX90620的红外阵列热电堆传感器，且MLX90620的红外阵列热电堆传感器的感应端加装有菲涅尔透镜。

进一步的，所述单片机处理模块采用型号为STM32F103c8t6的单片机芯片。

进一步的，所述单片机处理模块内设置有模糊控制器单元，所述模糊控制单元可对红外采集阵列采集的非线性信号进行模糊化处理。

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种红外人体感应的智能空调控制方法，该方法通过红外人体感应采集房间内的人位置分布和人数，经单片机处理后，对空调的温度和风量进行控制，人多时风量加大，人少时风量减小，无人时等待一段时间进行关机处理，有效的调控房间内的舒适度，同时节约了电能的消耗量，实现了自动感应控制，使空调在舒适度调节上更具人性化。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种基于红外人体感应的智能空调的控制方法，包括以下步骤：

1）通过红外采集阵列采集室内多方位的人体信号，并对采集的人体信号进行初始化；

2）通过红外采集阵列实时采集室内多方位的人体信号，并对采集的人体信号进行位置对比判断；

3）通过单片机处理模块对采集的多方位人体信号位置变化进行模糊化处理；并对空调进行智能调控，根据采集的人体信号位置的变化而改变对空调的风向和风力以及温度进行调整。

进一步的，所述的红外采集阵列采用型号为MLX90620的红外阵列热电堆传感器，且MLX90620的红外阵列热电堆传感器的感应端加装有菲涅尔透镜。

进一步的，所述单片机处理模块采用型号为STM32F103c8t6的单片机芯片。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型采用红外采集阵列进行多方位采集人体信号，避免了单只探测器的探测范围的限制，实现了在一定空间范围内目标的精确定位，利用配置有菲涅尔透镜的热释电红外探测器接收人体发出的红外辐射，通过采集、分析探测器输出模拟信号的时、频域特征，提取人体形态的信息；通过红外采集房间里人的位置分布和人数的信息，经过单片机处理模块的模糊控制器单元处理，将处理后的信号通过RS485通信模块传送给空调内机的控制单元对空调模式进行控制，得出合适空调温度和风量；检测到没人时，等待一段时间空调自动关机；检测人多人少，人多时控制风量加大以及风量流向控制，人少时风量降低及风量流向控制等功能。本实用新型设计合理、人性化程度高、节能效率高，减少了电能的浪费。

附图说明

图1是本实用新型原理框图；

图2是实施例的流程图；

图3是图1中RS485通信模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型是一种基于红外人体感应的智能空调，包括红外人体感应系统，所述红外人体感应系统由红外人体感应模块和单片机处理模块组成，所述红外人体感应模块将采集的人体信号传送给单片机处理模块进行处理，所述单片机处理模块将处理后的信号传通过RS485通信模块送给空调内机的控制单元，空调内机的控制单元将接收的处理信号进行温度和风量控制；所述红外人体感应模块由红外采集阵列组成，红外采集阵列可采集多方位人体信号并传送给单片机处理模块，所述单片机处理模块对采集的多方位人体信号进行模糊化处理，并将模糊化处理后的控制信号传送至空调内机控制单元进行空调运行模式的控制。

进一步的优化的实施例为所述红外采集阵列采用型号为MLX90620的红外阵列热电堆传感器，且MLX90620的红外阵列热电堆传感器的感应端加装有菲涅尔透镜。

进一步的优化的实施例为所述单片机处理模块采用型号为STM32F103c8t6的单片机芯片。

进一步的优化的实施例为所述单片机处理模块内设置有模糊控制器单元，所述模糊控制单元可对红外采集阵列采集的非线性信号进行模糊化处理。

如图2所示，本实用新型，本实用新型所采取的技术方案是：一种基于红外人体感应的智能空调的控制方法，包括以下步骤：

1）通过红外采集阵列采集室内多方位的人体信号，并对采集的人体信号进行初始化；

2）通过红外采集阵列实时采集室内多方位的人体信号，并对采集的人体信号进行位置对比判断；

3）通过单片机处理模块对采集的多方位人体信号位置变化进行模糊化处理；并对空调进行智能调控，根据采集的人体信号位置的变化而改变对空调的风向和风力以及温度进行调整。

进一步的优化的实施例为所述的红外采集阵列采用型号为MLX90620的红外阵列热电堆传感器，且MLX90620的红外阵列热电堆传感器的感应端加装有菲涅尔透镜。

进一步的优化的实施例为所述单片机处理模块采用型号为STM32F103c8t6的单片机芯片。

如图3所示，RS485通信模块的电路图，RS485串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准；主要实现了本实施例中的单片机处理模块的处理信号与空调内机控制单元的相互通信。

本实用新型采用的MLX90620的红外阵列热电堆传感器，可同时感测64个点的物体温度，实现对视场内物体表面温度分布的热图像或是目标区域不同点的温度读数，能满足电力开关柜内多点温度检测的需要，并且体积小，易集成；可大大简化2D热成像系统，并立即捕获64个像素的热图像，因此在大批量、低成本应用里有相对的价格优势。通过集成在每个像素里的放大器和ADC，阵列提供了从0.5Hz到64Hz的可调节帧率。在0°C到50°C的测温范围内，精度可保持在±1.5°C内；高速I2C兼容数字接口、并与外部控制单元同步的触发模式使得MLX90620可以单独使用或是结合在一起使用以组成更高像素的热红外阵列。加装的菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。

本实用新型采用的TM32F103c8t6的单片机芯片，在相同的主频下能做处理更多的任务；功耗低，延长了电池的寿命；实时性好，采用了很前卫甚至革命性的设计理念，使它能极速地响应中断，而且响应中断所需的周期数是确定的。

本实用新型单片机处理模块中的模糊控制器单元主要是针对采集的数据为非线性的，为此实现非线性控制而采用的模糊化处理方式，由于不同的人，在不同时间，不同的季节，所测得的温度都不一样，并且环境的干扰也会测得其中，非线性的，时刻变化着，基于精确数学模型的常规处理方式会有很多误差，难以达到实际要求。模糊控制器的基本工作原理是将测量得到的被控对象的状态经过模糊化接口转换为用人类自然语言描述的模糊量，而后根据人类的语言控制规则，经过模糊推理得到输出控制量的模糊取值，控制量的模糊取值再经过清晰化接口转换为执行机构能够接收的精确量。

如图2所示，本实用新型开始工作后，首选为初始化系统，将采集红外传感器的数据，进行分析处理，简历模糊化的数据表，进行多次循环采集对比后进入模糊化处理数据，当信号检测到有人的情况下，开始计算人的位置、温度、人数，并进行精确确认目标，进而将检测和处理后的数据进行控制指令传送给空调内机的控制单元进行空调模式的控制。本实用新型采用红外采集阵列进行多方位采集人体信号，避免了单只探测器的探测范围的限制，实现了在一定空间范围内目标的精确定位，利用配置有菲涅尔透镜的热释电红外探测器接收人体发出的红外辐射，通过采集、分析探测器输出模拟信号的时、频域特征，提取人体形态的信息；通过红外采集房间里人的位置分布和人数的信息，经过单片机处理模块的模糊控制器单元处理，将处理后的信号通过RS485通信模块传送给空调内机的控制单元对空调模式进行控制，得出合适空调温度和风量；检测到没人时，等待一段时间空调自动关机；检测人多人少，人多时控制风量加大以及风量流向控制，人少时风量降低及风量流向控制等功能。本实用新型设计合理、人性化程度高、节能效率高，减少了电能的浪费。

Claims (4)

1.一种基于红外人体感应的智能空调，其特征在于：包括红外人体感应系统，所述红外人体感应系统由红外人体感应模块和单片机处理模块组成，所述红外人体感应模块将采集的人体信号传送给单片机处理模块进行处理，所述单片机处理模块将处理后的信号传通过RS485通信模块送给空调内机的控制单元，空调内机的控制单元将接收的处理信号进行温度和风量控制；所述红外人体感应模块由红外采集阵列组成，红外采集阵列可采集多方位人体信号并传送给单片机处理模块，所述单片机处理模块对采集的多方位人体信号进行模糊化处理，并将模糊化处理后的控制信号传送至空调内机控制单元进行空调运行模式的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外人体感应的智能空调，其特征在于：所述红外采集阵列采用型号为MLX90620的红外阵列热电堆传感器，且MLX90620的红外阵列热电堆传感器的感应端加装有菲涅尔透镜。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外人体感应的智能空调，其特征在于：所述单片机处理模块采用型号为STM32F103c8t6的单片机芯片。

4.根据权利要求1所述的一种基于红外人体感应的智能空调，其特征在于：所述单片机处理模块内设置有模糊控制器单元，所述模糊控制单元可对红外采集阵列采集的非线性信号进行模糊化处理。