专利名称：基于人体皮温的空调控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种建筑环境与能源应用工程领域的空调控制系统，特别是一种用于睡眠空调和个性化空调的基于人体皮温的空调控制系统。
背景技术：
睡眠是恢复体力、消除疲劳、改善精神活力的重要方式。睡眠不足严重损害人们的认知功能、免疫能力等，导致心脏病等健康问题。随着现代社会生活节奏的加快，睡眠质量问题越来越受到人们的关注。研究表明，室内环境温度是影响人体睡眠质量的重要因素之一。环境温度偏高或偏低都会降低慢波睡眠及快速眼动睡眠时长，增加觉醒时间，降低人体睡眠质量。潘黎等的研究发现，与清醒状态相比，睡眠状态的人对热环境的要求有所不同，而且个性化因素(如年龄、性别)等可导致不同人群和个体对睡眠热环境的需求存在个性化差异。目前已有发明致力于睡眠空调的运行控制。公开号为CN102022801A和CN101440992A的专利都提出了通过检测人体在睡眠时的动作变化来设置空调器的运行，但由于人体两次动作间隔时间可能很长，导致空调器响应时间太长，不能有效改进人体睡眠质量。公开号为CN101813356A和CN102147138A的专利则都提出开始睡眠后间隔一定的时间后逐渐升高空调设定温度的空调控制模式，但这些模式缺乏相关理论研究的支持，且与Togo等研究得到的入睡后降低室温有助于提高睡眠质量的结论相矛盾。而且以上睡眠空调的控制对所有人群都采用统一模式，缺乏对个性化需求的考虑。个性化空调具有改善热舒适、提高空气品质和节能等优势。公开号为CN102444970A和CN102499538A的专利所提出的床头送风末端装置及系统就是个性化空调的一种。但对个性化空调运行过程中送风参数如何(自动)控制还没有涉及。人体皮肤温度是反映人体冷热应激程度和人体与环境之间热交换状态的一个重要生理参数。现有的研究表明，人体皮肤温度与热舒适以及热感觉有着密切的联系，可作为热舒适的评价指标。而在睡眠过程中人体较少移动，这也为实现连续监测人体皮温提供了条件。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于皮肤温度测量的空调运行控制系统。通过监测人体的皮肤温度，判断人体是否处于热舒适状态，并根据需求调节空调系统的送风参数以满足睡眠及工作过程中人体热需求，可以有效提高人体热舒适和睡眠质量。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括房间、床、红外测温仪、底座、橡皮垫圈、红外测温仪方位控制器、支架、空调风速温度控制器和连接线，床布置在房间内，红外测温仪方位控制器通过连接线分别与红外测温仪、底座、空调风速温度控制器相连接，红外测温仪安装在底座上，支架固定于床头上方的墙壁上或安装于办公桌桌面上，橡皮垫圈安装在底座与支架之间，空调风速温度控制器分别与红外测温仪、红外测温仪方位控制器、房间空调或个性化空调相连接。更进一步地，在本发明中，空调运行参数的控制是通过红外测温仪所测的人体温度实现的，支架为可伸缩折叠式支架，底座通过橡皮垫圈达到方向无级调节，红外测温仪对人体皮肤温度的测量为连续、非接触式测量。本发明有益效果实现了对人体皮肤温度的测量，判断当前环境下人体生理热平衡状态，基于此调节空调送风的温度和速度，响应速度快，并实现了以室内人体为控制对象的人性化空气调节，优化人体睡眠环境，有利于提高人体热舒适和睡眠质量；可实现基于不同人群和个体对热环境的不同需求而对环境进行调节；除了睡眠环境，本控制系统还可用于办公环境个性化空调的运行控制，实现了根据人体即时所处生理热平衡状态对个性化空调进行自动控制，提高人员热舒适。
图1为本发明的结构示意图；其中1、房间，2、床，3、红外测温仪，4、底座，5、橡皮垫圈，6、红外测温仪方位控制器，7、支架，8、空调风速温度控制器，9、连接线。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本发明包括房间1、床2、红外测温仪3、底座4、橡皮垫圈5、红外测温仪方位控制器6、支架7、空调风速温度控制器8和连接线9，床2布置在房间I内，红外测温仪方位控制器6通过连接线9分别与红外测温仪3、底座4、空调风速温度控制器8相连接，红外测温仪3安装在底座4上，支架7固定于床头上方的墙壁上，橡皮垫圈5安装在底座4与支架7之间，空调风速温度控制器8分别与红外测温仪3、红外测温仪方位控制器6、房间空调相连接，支架7为可伸缩折叠式支架。人员入睡时，先调整支架7的位置，使红外测温仪3正对人体面部。红外测温仪方位控制器6连接红外测温仪3和底座4，基于红外测温仪3的数值判断所测区域是否为人体面部皮肤温度，如判断出所测区域不是人体面部，输出控制信号至底座4以调整红外测温仪3的方向，如此直至红外测温仪3检测到人体面部皮温；红外测温仪方位控制器6还将皮温测量结果输出到空调风速温度控制器8 ;对每位使用者，都可事先将人体处于热舒适状态下的面部皮温具体范围值输入空调风速温度控制器8 ;在空调风速温度控制器8中，依据已有算法，对比红外测温仪3测得的皮温值和舒适皮温范围值，判断当前环境是偏冷还是偏热；空调风速温度控制器8与室内空调相连接，调节空调送风的温度和速度；橡皮垫圈5安装在底座4与支架7之间，利用橡皮垫圈5的摩擦力，辅助底座4达到方向无级调节。本发明提供的空调控制系统，基于人体实际所处生理热平衡状态，自动调节和控制空调系统运行参数，真正实现了以人体实际需求为目标的控制。本控制系统较之于常规的空调控制，响应速度更快，满足不同人群和个体对热环境的不同需求和对环境调节的个体差异化要求，优化人体睡眠环境，提高人体热舒适和睡眠质量。
权利要求
1.一种基于人体皮温的空调控制系统，包括房间(I)和床(2)，床(2)布置在房间(I)内，其特征在于还包括红外测温仪(3)、底座(4)、橡皮垫圈(5)、红外测温仪方位控制器(6 )、支架(7 )、空调风速温度控制器(8 )和连接线(9 )，红外测温仪方位控制器(6 )通过连接线(9)分别与红外测温仪(3)、底座(4)、空调风速温度控制器(8)相连接，红外测温仪(3)安装在底座(4)上，支架(7)固定于床头上方的墙壁上或安装于办公桌桌面上，橡皮垫圈(5)安装在底座(4)与支架(7)之间，空调风速温度控制器(8)分别与红外测温仪(3)、红外测温仪方位控制器(6)、房间空调或个性化空调相连接。
2.根据权利要求1所述的基于人体皮温的空调控制系统，其特征在于空调运行参数的控制是通过红外测温仪(3)所测的人体温度实现的。
3.根据权利要求1所述的基于人体皮温的空调控制系统，其特征在于所述支架(7)为可伸缩折叠式支架。
4.根据权利要求1所述的基于人体皮温的空调控制系统，其特征在于所述底座(4)通过橡皮垫圈(5 )达到方向无级调节。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于人体皮温的空调控制系统，其特征在于红外测温仪(3)对人体皮肤温度的测量为连续、非接触式测量。
6.根据权利要求1至5所述的基于人体皮温的空调控制系统，可用于睡眠空调和个性化空调的运行控制。
全文摘要
本发明涉及一种基于皮温测量的空调控制系统，包括红外测温仪、旋转底座、可伸缩折叠式支架、红外测温仪方位控制器、空调风速温度控制器、橡皮垫圈及软管，红外测温仪方位控制器分别与红外测温仪、底座、空调风速温度控制器相连接，红外测温仪安装在底座上，支架固定于床头上方的墙壁上或安装于办公桌桌面上，橡皮垫圈安装在底座与支架之间，空调风速温度控制器分别与红外测温仪、红外测温仪方位控制器、房间空调或个性化空调相连接。本发明通过人体生理热平衡状态的测量，针对人体实际需要控制空调运行参数，有助于改善人体热舒适和睡眠质量，并提高人体健康。
文档编号F24F11/02GK103062871SQ20131000247
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者兰丽, 连之伟, 周鑫 申请人:上海交通大学