CN209915505U - 一种智能温控床用控温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能温控床用控温装置，包括智能控制器、半导体制冷层、石墨烯发热层、温度感应层和感应线路层，半导体制冷层、石墨烯发热层、温度感应层、感应线路层通过导线连接智能控制器，温度感应层是采用多个温度传感器均匀分布于弹性垫层的上方，所有温度传感器通过导线连接智能控制器，智能控制器包括中央处理器、制冷模块、加热模块、温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器和触摸显示屏，温度传感器、制冷模块、加热模块均连接温度调节器，温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器和触摸显示屏均连接中央处理器。本装置具有控温精准、制冷制热效果佳、使用安全性高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居设备技术领域，尤其涉及一种智能温控床用控温装置。
背景技术
人的一生有三分之一的时间是在床上度过的，随着现在生活水平的提高，人们对睡眠质量要求越来越高，对床的要求也越来越高，在寒冷的冬天需要一床温暖的被窝，炎热的夏天需要一个通气凉快的垫席。目前，在天气寒冷时，人们大多采用电热毯、热水袋、暖宝贴等方式御寒，电热毯存在干燥、上火及静电等缺点，并且温度不易控制，使用不方便，不节能保健，甚至还存在安全隐患。热水袋与暖宝贴由于体积小，释放的热量少，且随着时间的推移会逐渐变冷而不起作用。而在天气炎热时，主要采用空调或风扇结合冰凉席进行降温，然而空调的温度无法控制床的舒适性，温度过高时容易感觉热，而温度过低时人们就容易受凉感冒。风扇受外界温度影响大，当外界温度达到35℃以上时，风扇基本不起散热的作用。
为了克服空调及风扇在降温过程中所存在的缺陷，现有技术中出现了能够自动控温的水床，其主要是以塑料或橡胶为材质、通过供电加热水来控制床的温度，以使使用者感到舒适。然而由于水床受其结构限制存在安装、拆卸及移动不便以及价格昂贵等问题，难以推广使用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、能够自动恒温且能有效改善人体睡眠的智能温控床用控温装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种智能温控床用控温装置，包括设置于床头的智能控制器、设置于床面的半导体制冷层、石墨烯发热层、温度感应层和感应线路层，床面包括由下往上设置的支撑层、散热片层、导冷片层、弹性垫层、温度感应层、磁石保健层和亲体层，半导体制冷层、石墨烯发热层、温度感应层、感应线路层通过导线连接智能控制器，温度感应层是采用多个温度传感器均匀分布于弹性垫层的上方，所有温度传感器通过导线连接智能控制器，智能控制器包括中央处理器、制冷模块、加热模块、温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器和触摸显示屏，温度传感器、制冷模块、加热模块均连接温度调节器，温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器和触摸显示屏均连接中央处理器。
作为本实用新型的一种改进，半导体制冷层是采用若干个半导体制冷片进行并联后并排平铺形成，散热片层和导冷片层分别贴合于半导体制冷层的热端面和冷端面，所有半导体制冷片通过导线连接制冷模块。
作为本实用新型的一种改进， 所述温度传感器的数量为9个，所有温度传感器是以“米”字的形式分布于弹性垫层上。
作为本实用新型的一种改进， 所述智能控制器还包括遥控器和远程客户端，遥控器通过蓝牙通信模块与中央处理器进行通信连接，远程客户端通过WIFI通信模块与中央处理器进行通信连接。
作为本实用新型的一种改进，所述石墨烯发热层是采用四个石墨烯远红外发热板均匀排布形成，所有石墨烯远红外发热板通过导线连接加热模块。
作为本实用新型的一种改进， 在所述感应线路层内位于头颈部、躯干中部和腿部三个区域独立铺设有压电传感线路，每个区域中的压电传感线路采用螺旋折线排列，以实现对人体在睡眠状态下的心搏、呼吸、体动及腿动等微动作进行精准检测，并转换成电信号输送至中央控制器中进行睡眠深浅程度监测。
作为本实用新型的一种改进， 所述中央处理器采用DSP+FPGA作为内核架构进行设计，具体包括DSP和FPGA的双核控制器，DSP内核负责制冷和加热温度控制，且通过串行外部接口SPI总线将温度传感器采集的温度信号高速传输给FPGA内核，FPGA内核经过处理后给温度调节器发送温度调节信号，同时DSP内核负责处理感应线路层检测到的人体睡眠质量信号。
相对于现有技术，本实用新型的整体结构设计巧妙，结构合理稳定，易于使用和维护，控制精度高且智能化自动化程度高，使用体验感佳，通过电源适配器将智能控制器接入市电即可，并通过触摸显示屏进行制冷及加热及调温操作，由于采用了半导体制冷片结合散热片层和导冷片层的制冷结构，制冷结构简单且效率快，无需任何制冷剂，并可连续工作，耗能少，工作时没有震动、噪音、寿命长；采用四个石墨烯远红外发热板均匀排布形成的石墨烯发热层具有发热速度快，且具有绝缘阻燃、防水防潮的特性，具有舒适安全、节能减排的效果，温度能够实时精准调节，同时本温控床能够通过感应线路层对人体睡眠状态下的心搏、呼吸、体动及腿动等微动作进行精准检测，并转换成电信号输送至中央控制器中进行睡眠深浅程度监测，以实现分析人的睡眠状况。此外，石墨烯远红外发热板在加热过程中会产生远红外光波，具有超强的远红外理疗特性，长期使用有益于人体的健康。
附图说明
图1为本实用新型的智能温控床的结构示意图。
图2为本实用新型的智能温控床用控温装置的控制结构框图。
图中：1-床头，2-床体，3-智能控制器，4-耐压棉套，5-支撑层，6-散热片层，7-半导体制冷层，8-导冷片层，9-石墨烯发热层，10-弹性垫层，11-磁石保健层，12-感应线路层，13-亲体层，14-触摸显示屏，15-电源适配器。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。
如图1和2所示，一种智能温控床用控温装置，温控床包括床头1、床体2和床面，床头1安装于床体2的一侧，床体2的中部设有凹槽，床面套设于凹槽中，床面上除与人体接触的顶层外，剩余部分的周围通过耐压棉套4进行包裹，以实现床面的整体性，并提高其使用寿命。耐压棉套4采用防水透气的棉布制作而成。床头1的侧壁上可拆卸地嵌入设置有智能控制器3，智能控制器具有人机交互功能，通过智能控制器实现床的温度设置、自动控温操作及睡眠质量监测等功能，提高温控床的智能化程度，并提高使用者的使用舒适度。床面包括由下往上设置的支撑层5、散热片层6、半导体制冷层7、导冷片层8、石墨烯发热层9、弹性垫层10、磁石保健层11、感应线路层12和亲体层13，支撑层5作为床面的基层，承受着位于其上面各层的重量，此外也承受着使用者的重量，亲体层13是与使用者的身体直接接触层，采用棉麻布料制作而成。实际使用时，床面可替代现有的床垫，使用者直接将床单铺设于床面的亲体层即可，可有效节省成本。所述半导体制冷层7、石墨烯发热层9、感应线路层12通过导线连接智能控制器3，在弹性垫层10的上方设置多个温度传感器形成温度感应层，所有温度传感器通过导线连接智能控制器3，智能控制器3包括中央处理器、制冷模块、加热模块、温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器15和触摸显示屏14，温度传感器、制冷模块、加热模块均连接温度调节器，通过温度调节器分别对加热模块和制冷模块进行控制，可实现制冷及加热的精准控制，提高控温效率。温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器15和触摸显示屏14均连接中央处理器。智能控制器通过电源适配器15接入市电，并通过直流供电模块将输入的220V市电转换为12-24V的直流电供智能控制器及半导体制冷层7、石墨烯发热层9、感应线路层12和温度传感器使用，可有效提高温控床的使用安全性。
其中，所述弹性垫层10采用透温、透气性好的棕纤维弹性床垫，具体是通过胶粘剂将多层天然棕树的棕片进行互相粘结制成，具有绿色天然、透气性透水性好，硬度适中，使用寿命长等优点。
具体的，半导体制冷层7是采用若干个半导体制冷片进行并联后并排平铺形成，散热片层6和导冷片层8分别贴合于半导体制冷层7的热端面和冷端面，并在散热片层6及导冷片层8与半导体制冷层7的接触面涂覆一层导热硅脂，提高导热效率，散热片层6对所有半导体制冷片在制冷过程中进行快速散热，导冷片层8可有效提高半导体制冷层7的热传导性能，实现低温的快速传递，提高使用体验感，所有半导体制冷片通过导线连接制冷模块。
进一步地，所述温度传感器的数量为9个，所有温度传感器是以“米”字的形式分布于弹性垫层10上。采用米字形式分布的温度传感器能够确保床面上的各点温度均能实时检测到，从而通过温度调节器实现温度调节的实时性，并能提高床面各点温度的均衡性，提高使用者的使用体验感。
更进一步地，所述智能控制器3还包括遥控器和远程客户端，遥控器通过蓝牙通信模块与中央处理器进行通信连接，通过遥控器实现温度调节的遥测控制，提高使用便利性，远程客户端通过WIFI通信模块与中央处理器进行通信连接，从而使得温控床具备物联网的特性，可将温控床作为智能家居中的一员，实现物联网集中操控。可将远程客户端设置于用户手机中，从而通过操作手机即可实现对温控床的控温操作并能在远程客户端查看温控床所监测到的用户睡眠质量数据。
更进一步地，所述石墨烯发热层9是采用四个石墨烯远红外发热板均匀排布形成，所有石墨烯远红外发热板通过导线连接加热模块。具体可将四个石墨烯远红外发热板采用“田”字的形式进行排列，以实现床面的热量均布性。
更进一步地，在所述感应线路层12内位于头颈部、躯干中部和腿部三个区域独立铺设有压电传感线路，每个区域中的压电传感线路采用螺旋折线排列，以实现对人体在睡眠状态下的心搏、呼吸、体动及腿动等微动作进行精准检测，并转换成电信号输送至中央控制器中进行睡眠深浅程度监测，以实现分析人的睡眠状况。
更进一步地，所述磁石保健层11是采用若干块磁石均匀镶嵌于弹性垫层10的顶部形成，磁石能够对人体产生磁疗效果，对人体的健康有益，进一步实现床面对人体的保健功能，缓解人体疲劳程度。
更进一步地，所述中央处理器采用DSP+FPGA作为内核架构进行设计，具体包括DSP和FPGA的双核控制器，DSP内核负责制冷和加热温度控制，且通过串行外部接口SPI总线将温度传感器采集的温度信号高速传输给FPGA内核，FPGA内核经过处理后给温度调节器发送温度调节信号，同时DSP内核负责处理感应线路层12检测到的人体睡眠质量信号。
本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种智能温控床用控温装置，其特征在于：包括设置于床头的智能控制器、设置于床面的半导体制冷层、石墨烯发热层、温度感应层和感应线路层，床面包括由下往上设置的支撑层、散热片层、导冷片层、弹性垫层、温度感应层、磁石保健层和亲体层，半导体制冷层、石墨烯发热层、温度感应层、感应线路层通过导线连接智能控制器，温度感应层是采用9个温度传感器均匀分布于弹性垫层的上方，所有温度传感器是以“米”字的形式分布于弹性垫层上，所有温度传感器通过导线连接智能控制器，智能控制器包括中央处理器、制冷模块、加热模块、温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器和触摸显示屏，温度传感器、制冷模块、加热模块均连接温度调节器，温度调节器、WIFI通信模块、蓝牙通信模块、直流供电模块、电源适配器和触摸显示屏均连接中央处理器；半导体制冷层是采用若干个半导体制冷片进行并联后并排平铺形成，散热片层和导冷片层分别贴合于半导体制冷层的热端面和冷端面，所有半导体制冷片通过导线连接制冷模块，所述中央处理器采用包括DSP和FPGA的双核控制器。
2.如权利要求1所述的一种智能温控床用控温装置，其特征在于，所述智能控制器还包括遥控器和远程客户端，遥控器通过蓝牙通信模块与中央处理器进行通信连接，远程客户端通过WIFI通信模块与中央处理器进行通信连接。
3.如权利要求2所述的一种智能温控床用控温装置，其特征在于，所述石墨烯发热层是采用四个石墨烯远红外发热板均匀排布形成，所有石墨烯远红外发热板通过导线连接加热模块。
4.如权利要求3所述的一种智能温控床用控温装置，其特征在于，在所述感应线路层内位于头颈部、躯干中部和腿部三个区域独立铺设有压电传感线路，每个区域中的压电传感线路采用螺旋折线排列。
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