风扇控制方法和系统的制作方法_2

文档序号:9806866阅读:来源:国知局
和所述风扇在所述预设坐标系中的位置坐标,计算得到下一时刻所述目标与所述风扇的相 对距离和相对角度;根据下一时刻所述目标与所述风扇的相对距离输出第五脉冲宽度,根 据下一时刻所述目标与所述风扇的相对角度输出第六脉冲宽度;根据所述第五脉冲宽度调 整所述风扇的电机转速,根据所述第六脉冲宽度调整所述风扇的电机转动角度。
[0040] 当比较结果为是时,保持电机的转速和转动角度不变;当比较结果为否时,根据下 一时刻目标在预设坐标系中的预测位置坐标,为风扇的运作提供目标位置信息的支持,调 整电机的转速和转动角度,使风扇适时适当给目标送风。
[0041] 此外,在一个具体示例中,所述射频传感网络包括一个协调器和若干个2.4兆赫兹 射频节点。如图3所示,所述射频传感网络由一个协调器和若干2.4G化射频节点组成,若干 2.4G化射频节点部署于墙壁四周,距离地面高度为h,协调器用于将链路RSS值传输至服务 器处理进行目标位置检测。节点之间可建立射频链路,形成一个射频传感层。目标正常活动 如行走、站立和坐立的都会跨越该感知层,此时,链路RSS因为遮挡、反射等作用而发生变 化。利用RSS变化数据可计算生成目标活动留下的阴影衰落形成的位置坐标,服务器对目标 位置信息的确定和统计,感知得到目标位置信息为风扇提供数据支撑。目标在射频传感网 络中的位置不断改变,经过时间的积累会形成一段轨迹,对目标的历史行走轨迹进行统计, 服务器对该数据进行记录,其中包含时间和目标的位置坐标信息等。
[0042] 为了更好地理解上述方法,W下详细阐述一个本发明风扇控制方法的应用实例。
[0043] 如图4所示,该应用实例可W包括W下步骤:
[0044] 步骤S401:射频传感网络中的协调器将当前时刻目标的RSS数据传输至服务器;如 图3所示,所述射频传感网络由一个协调器和若干2.4G化射频节点组成,若干2.4G化射频节 点部署于墙壁四周,距离地面高度为h,协调器用于将链路RSS值传输至服务器处理进行目 标位置检测,节点之间可建立射频链路,形成一个射频传感层,目标正常活动如行走、站立 和坐立的都会跨越该感知层,此时,链路RSS因为遮挡、反射等作用而发生变化;
[0045] 步骤S402: W风扇的位置为坐标原点建立坐标系,将风扇的位置坐标存储在风扇 的控制模块中;
[0046] 步骤S403:服务器根据上述建立的坐标系和协调器发送的当前时刻上述目标在射 频传感网络中的RSS数据,计算目标在上述坐标系中的位置坐标;当目标为一个人时,计算 出运个人在上述坐标系中的位置坐标;当目标为多个人时,计算出每个人在上述坐标系中 的位置坐标,并根据每个人的位置坐标得到一个总的位置坐标,所述总的位置坐标根据每 个人位置坐标的坐标关联相似度得到,在哪个位置人群数量多坐标关联相似度高,在哪个 位置人群数量少坐标关联相似度低;
[0047] 步骤S404:通过无线数据传输模块将上述目标的位置坐标从服务器端发送到风扇 的控制模块,无线数据传输模块由两个部分组成,其中一个是与上位机相连接的服务器模 块,用来发送数据;另一个是与客户端相连接的客户端模块,用来接收数据;
[0048] 步骤S405:控制模块根据上述目标的位置坐标和存储的风扇的位置坐标,计算出 目标位于传感区域与风扇的相对距离和相对角度;其中Sx和Sy分别为X轴和Y轴的相对距离, Θ为相对角度,其中相对角度是由相对距离的函数得出:Sx= I Xt-Xm I,Sy= I Yt-Ym I,相对距离 朱
,其中Χτ表示目标的X轴坐标,Xm表示风扇的X轴坐标,Υτ表示目标的y轴坐 标,Ym表不风扇的y轴坐标,Sx表不目标与风扇在X轴方向的相对距离,Sy表不目标与风扇在y 轴方向的相对距离,相对角度
,其中PI表示圆周率;
[0049] 步骤S406:控制模块根据上述目标与风扇的相对距离输出PWM1,根据上述目标与 风扇的相对角度输出PWM2;
[0050] 步骤S407:风扇的电机驱动模块根据上述PWM1调整电机转速,根据PWM2调整电机 转动角度;风扇根据人体表面舒适度输送适当大小的风,同时风扇的控制模块在接收到变 化的位置坐标数据时调整输出PWM的大小,静止时保持不变;
[0051] 步骤S408:风扇的检测模块检测电机的实际转速和实际转动角度;其中的检测模 块为霍尔传感器;
[0052] 步骤S409:控制模块将电机的实际转速与根据PWM1调整的电机转速进行比较,根 据比较结果输出PWM3调整电机转速;将电机的实际转动角度与根据PWM2调整的电机转动角 度进行比较,根据比较结果输出PWM4调整电机转动角度;检测电机实际转速和实际转动角 度,将电机实际转速和转动角度与调整的电机转速和转动角度进行比较,根据比较结果实 时调整PWM的控制信号,形成一个闭环控制;
[0053] 步骤S410:服务器根据当前时刻目标在上述坐标系中的位置坐标和在预先存储的 关系表中查找到的当前时刻对应的历史周期时刻目标在上述坐标系中的位置坐标,结合模 糊控制方法预测得到下一时刻所述目标在所述坐标系中的预测位置坐标,所述关系表为历 史周期中所述目标在所述坐标系中的位置坐标与时间的关系表;
[0054] 目标在射频传感网络中的位置不断改变,经过时间的积累会形成一段轨迹,对目 标的历史行走轨迹进行统计,服务器对该数据进行记录,其中包含时间和目标的位置坐标 信息等。如图2所示,服务器根据目标的实际位置坐标和历史位置坐标得到偏差量e(即目标 的实际位置坐标与历史位置坐标的偏差)和偏差量的变化率ec(偏差量e随时间的变化量), 对e和ec分别进行模糊化得到模糊量E和EC,通过推理分析和模糊决策判断得到控制输出量 U,清晰化的过程使用重屯、法,得到清晰值U,根据清晰值U得到下一时刻目标在上述坐标系 中的预测位置坐标。
[0055] 其中偏差量e、偏差量的变化率ec的变化范围分别是[-1000,1000],[-2.5*10e5, 2.5*1065];6、6(:、1]的模糊变化量均为{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6};定义模糊集 合对应的模糊子集为NB,NM,NS,Z0,P0,PS,PM,PB;
[0化6] 表一 E的赋值表 [0化7]
[0化9] 表二EC赋值表
[0060]
[00化]表五模糊控制的查询表
[0066]
[0068] 通过对W上的表的查询,得到下一时刻目标在上述坐标系中的预测位置坐标;
[0069] 步骤S411:控制模块比较下一时刻所述目标在所述坐标系中的预测位置坐标与当 前时刻所述目标在所述坐标系中的位置坐标是否相同;
[0070] 步骤S412:当比较结果为是时,控制模块保持电机的转速和转动角度不变;当比较 结果为否时,控制模块根据下一时刻所述目标在所述坐标系中的预测位置坐标和风扇在所 述坐标系中的位置坐标,计算得到下一时刻所述目标与所述风扇的相对距离和相对角度; 根据下一时刻所述目标与所述风扇的相对距离输出PWM5,根据下一时刻所述目标与所述风 扇的相对角度输出PWM6;电机驱动模块根据PWM5调整所述风扇的电机转速,根据PWM6调整 所述风扇的电机转动角度。
[0071] 从W上描述可知,本实施例根据目标和风扇的位置坐标,计算得到目标与风扇的 相对距离和相对角度,输出相应的PWM调整风扇的电机转速和转动角度,适时适当给目标送 风;同时检测电机的实际转速和实际转动角度,根据实际情况调整输出PWM,形成一个闭环; 目标的行走轨迹可W作为依据判断目标的位置偏好,通过模糊控制方法预测目标的位置所 在,适时适当输送风;采用射频传感网络目标无需携带任何的传感设备或标签,避免了携带 设备带来的不便和不适,而且射频信号具有很强的穿透性,穿透非金属的家居的同时有效 消除视觉盲区,对感知区域有效覆盖。
[0072] -个实施例中风扇控制系统,如图5所示,包括:
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