热感式微风控制启停的方法及装置与流程

本发明涉及启停控制技术领域，特别涉及热感式微风控制启停的方法及装置。

背景技术：

负离子，又称“活性氧”或“空气维生素”，它如同阳光、空气一样是人类健康生活不可缺少的一种物质。科学研究表明，负离子在空气中的含量是决定空气质量好坏的一个重要因素，空气中含有适量的负离子不仅能高效地除尘、灭菌、净化空气，同时还能够激活空气中的氧分子而形成携氧负离子，对人体的呼吸系统、新陈代谢有极大的好处。

随着人们对生活品质要求的提高，负离子发生器(如公开号为cn201037674y的专利申请文件公开的空调器用负离子空气净化装置)逐渐走进了人们的生活。

针对中央空调出风口负离子释放装置需要跟随中央空调智能控制，通过有风/无风启动关停负离子释放，这种应用场合对于风压传感器有特殊要求，1)传感器灵敏度要高，空调风口最小风力，能够启动；2)传感器需要长时间稳定保持较高灵敏度，因为负离子具有沉降空气中的微粒功能，也即是风压传感器周围潮湿，容易积灰，容易氧化(或生锈)，容易碳化，故不能使用机械式的风动开关。3)负离子对人有利无害，能够容忍风压传感器适度误启动，避免传感器漏启动，目前市面上还没有有效满足以上两个特殊要求的微风控制启停的方法及装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热感式微风控制启停的方法，该方法能准确识别微风状态，以便发出设定的动作命令，同时提供了一种采用该方法的热感式微风控制启停的装置。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的热感式微风控制启停的方法，其特征在于，步骤包括：

s1数据采集：通过两个温度感应单元分别采集预置热场内、外两个环境的实时温度数据，在第i次采集的实时温度数据，分别记为v1i、v2i，＝1、2、3……，i为正整数；

s2数据计算：将采集的实时温度数据v1i、v2i传输到分析模块，并计算v1i、v2i的关系，将计算结果转化为动作命令，并传输给控制模块；

s3命令执行：控制模块执行动作命令。

优选的，v1i、v2i的计算步骤包括：

a)计算v1i、v2i温度差tci：tci计算公式为：tci＝α(v1i-v2i)，α为温度系数；

b)计算tci的滑动平均值计算公式为：β为衰减率；

c)计算的方差dxi：dxi的计算公式为：

d)计算dxi的滑动方差的计算公式为：

e)计算结果转化为动作命令：动作命令包括启动、停止、保持，

当且且且时，动作命令为启动；

当且且且时，动作命令为停止；

其他时，动作命令为保持。

优选的，实时温度数据的采集频率为10ms/次，温度系数α＝0.026，衰减率β＝0.995。

本发明所述的热感式微风控制启停装置，其特征在于，包括由壳体围成的腔室，所述壳体两端设置有贯通腔室的孔，所述腔内设置有发热装置，所述腔室内还设置有测定腔内温度的第一温度传感器，所述腔室外部设置有测定外部环境温度的第二温度传感器；

所述第一温度传感器与所述第二温度传感器均与芯片连接；所述芯片用于收集第一温度传感器与所述第二温度传感器的温度数据，计算温度的关系，并将计算结果转化为动作命令输出给与其连接的外部设备。

优选的，所述第一温度传感器靠近所述发热装置设置。

优选的，所述发热装置为ptc热敏电阻，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器为热电偶。

优选的，所述的芯片为stm32f070f6，

所述第一温度传感器的1脚连接stm32f070f6的7脚，

所述第二温度传感器的1脚连接stm32f070f6的8脚。

优选的，所述发热装置的电源为vcc12v，所述发热装置的2脚连接vcc12v。

本发明所述的热感式微风控制启停装置，用于控制中央空调出风口负离子释放装置，所述中央空调出风口的风向与壳体两端设置的贯通腔室的孔相对应。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述的热感式微风控制启停的方法，其特征在于，步骤包括：

s1数据采集：通过两个温度感应单元分别采集预置热场内、外两个环境的实时温度数据，在第i次采集的实时温度数据，分别记为v1i、v2i，＝1、2、3……，i为正整数；s2数据计算：将采集的实时温度数据v1i、v2i传输到分析模块，并计算v1i、v2i的关系，将计算结果转化为动作命令，并传输给控制模块；s3命令执行：控制模块执行动作命令。v1i、v2i的计算步骤包括：a)计算v1i、v2i温度差tci：tci计算公式为：tci＝α(v1i-v2i)，α为温度系数；b)计算tci的滑动平均值计算公式为：β为衰减率；c)计算的方差dxi：dxi的计算公式为：d)计算dxi的滑动方差的计算公式为：e)计算结果转化为动作命令：动作命令包括启动、停止、保持，当且且且时，动作命令为启动；当且且且时，动作命令为停止；其他时，动作命令为保持，实时温度数据的采集频率为10ms/次，温度系数α＝0.026，衰减率β＝0.995，经过以上精密的取值、计算，可以有效识别中央空调是否已经启动，并持续出风，从而发出正确的动作命令。

本发明所述的热感式微风控制启停装置，包括由壳体围成的腔室，所述壳体两端设置有贯通腔室的孔，所述腔内设置有发热装置，所述腔室内还设置有测定腔内温度的第一温度传感器，所述腔室外部设置有测定外部环境温度的第二温度传感器；

所述第一温度传感器与所述第二温度传感器均与芯片连接；所述芯片用于收集第一温度传感器与所述第二温度传感器的温度数据，计算温度的关系，并将计算结果转化为动作命令输出给与其连接的外部设备。电感温度腔是一个半封闭腔体，墙内有贯通孔，对准中央空调出风口，空调风口出风能够贯通发热腔，同时又避免自然风流带走腔体热量，产生干扰。

本发明所述的热感式微风控制启停装置，用于控制中央空调出风口负离子释放装置，热感式微风控制启停装置作为中央空调出风口负离子释放装置应用场景定制的风压感应器，中央空调出风口的风向与壳体两端设置的贯通腔室的孔相对应，跟随中央空调智能控制，通过有风/无风启动关停负离子释放，该装置灵敏度要高，空调风口最小风力，能够正常启动；负离子对人有利无害，能够容忍风压传感器适度误启动，避免传感器漏启动。

附图说明

图1是温度计算步骤流程图；

图2是本发明所述的热感式微风控制启停装置的结构示意图；

图3是第一温度传感器的电路图；

图4是第二温度传感器的电路图；

图5是加热装置的电路图；

图6是芯片连接的电路图；

图7是温度变化各特征参数仿真图；

图8是本发明所述的启停装置应用于中央空调的风向示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但不能成为对本发明保护范围的限制。

实施例1

本发明所述的热感式微风控制启停的方法，步骤包括：

s1数据采集：通过两个温度感应单元分别采集预置热场内、外两个环境的实时温度数据，在第i次采集的实时温度数据，分别记为v1i、v2i，＝1、2、3……，i为正整数，本实施例中实时温度数据的采集频率为10ms/次，可以根据情况适当调整采集频率；

s2数据计算：将采集的实时温度数据v1i、v2i传输到分析模块，并计算v1i、v2i的关系，将计算结果转化为动作命令，并传输给控制模块；

s3命令执行：控制模块执行动作命令。

本实施例中，v1i、v2i的计算步骤如图1，包括：

a)计算v1i、v2i温度差tci：tci计算公式为：tci＝α(v1i-v2i)，α为温度系数，其中温度系数α与电路有关，需要根据实际情况进行实测，本案采用实测值温度系数α＝0.026；

b)计算tci的滑动平均值计算公式为：β为衰减率，衰减率β＝0.995，衰减率可以根据需要及实际情况进行调整；

c)计算的方差dxi：dxi的计算公式为：

d)计算dxi的滑动方差的计算公式为：

e)计算结果转化为动作命令：动作命令包括启动、停止、保持，

当且且且时，判断输出为1，动作命令为启动；

当且且且时，判断输出为-1，动作命令为停止；

其他时，判断输出为0，动作命令为保持。

本实施例中，如图7，图中横轴为采样次数(每10ms一次)，纵轴为温度，实线为两个传感器之间的温度差为tci，点虚线为线虚线为从图中可以看出tci、的关系。

实施例2

如图2所示，本发明所述的热感式微风控制启停装置，包括由壳体1围成的腔室11，壳体11两端设置有贯通腔室的孔12，所述腔室11内设置有发热装置ptc，所述腔室内还设置有温度的第一温度传感器ntc1，所述腔室外部设置有测定外部环境温度的第二温度传感器ntc2；第一温度传感器ntc1靠近所述发热装置ptc设置，本实施例中，第一温度传感器ntc1、第二温度传感器ntc2为热电偶，发热装置ptc为ptc热敏电阻，发热装置ptc和热敏电阻ntc放置于内，在腔室11内能形成一个相对稳定的热温值，且腔内温度高于室温，达到60～90摄氏度，第一温度传感器ntc1与第二温度传感器ntc2与芯片3连接；芯片3用于收集第一温度传感器ntc1与第二温度传感器ntc2的温度数据，计算温度的关系，并将计算结果转化为动作命令输出给与其连接的外部设备。

本实施例中芯片3的分析步骤为：

s1数据采集：通过两个温度感应单元分别采集预置热场内、外两个环境的实时温度数据，在第i次采集的实时温度数据，分别记为v1i、v2i，＝1、2、3……，i为正整数，本实施例中实时温度数据的采集频率为10ms/次，可以根据情况适当调整采集频率；

s2数据计算：将采集的实时温度数据v1i、v2i传输到分析模块，并计算v1i、v2i的关系，将计算结果转化为动作命令，并传输给控制模块；

s3命令执行：控制模块执行动作命令。

本实施例中，v1i、v2i的计算步骤包括：

a)计算v1i、v2i温度差tci：tci计算公式为：tci＝α(v1i-v2i)，α为温度系数，其中温度系数α与电路有关，需要根据实际情况进行实测，本案采用实测值温度系数α＝0.026；

b)计算tci的滑动平均值计算公式为：β为衰减率，衰减率β＝0.995，衰减率可以根据需要及实际情况进行调整；

c)计算的方差dxi：dxi的计算公式为：

d)计算dxi的滑动方差的计算公式为：

e)计算结果转化为动作命令：动作命令包括启动、停止、保持，

当且且且时，动作命令为启动；

当且且且时，动作命令为停止；

其他时，动作命令为保持。

如图3、4、5所示，芯片3为stm32f070f6，第一温度传感器ntc1的1脚连接stm32f070f6的7脚，第二温度传感器ntc2的1脚连接stm32f070f6的8脚。本实施例中，所述发热装置的电源为vcc12v，所述发热装置的2脚连接vcc12v。

本发明所述的热感式微风控制启停装置原理是通过发热装置ptc形成的相对稳定的热场，当有风吹过的时候，将会带走热场中的热量，导致温度快速降低，反之，当风停止的时候，可带来热场中的温度快速上升，通过使用热敏电阻ntc1监控热场中的温度，使用算法计算出温度落差，设定阈值，做出启停判断。

实施例3

本发明所述的用于控制中央空调出风口负离子释放装置，所述中央空调出风口的风向与壳体两端设置的贯通腔室的孔相对应，风向如图8中的箭头所示，当中央空调启动后，空调吹出的风正好贯通腔室的孔，随后热感式微风控制装置控制负离子释放装置启动，释放负离子，空调启动过程中，离子释放装置一直启动，关闭中央空调，随后，热感式微风控制装置控制负离子释放装置停止，空调关闭过程中离子释放装置保持关闭状态，

本实施例中，热感式微风控制启停装置是针对中央空调出风口负离子释放装置应用场景定制的风压感应器，跟随中央空调智能控制，通过有风/无风启动关停负离子释放，该装置灵敏度要高，空调风口最小风力，能够正常启动；负离子对人有利无害，能够容忍风压传感器适度误启动，避免传感器漏启动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。