一种空调控制系统及其控制方法
【专利摘要】一种空调器的控制系统及控制方法，该空调器控制系统具有多个不同方向上的人体感应传感器，用来360度全方位的检测人员的位置，同时配合多个独立驱动的摆叶，对人员进行智能化送风。本发明的空调器除了可以使用一般空调器的常用功能以外，还可以选择进入人体感应智能控制模式，由空调器根据人体感应和地面温度感应信号，自动调节制冷/制热出风风向，使环境尽可能达到人体最舒适的状态，达到人机互动的效果；控制方便简捷，安装方便，成本低，经济实惠，是高品质生活的享受。
【专利说明】一种空调控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于人体感应应用【技术领域】，具体地涉及空调器摆叶自动控制方法。
【背景技术】
[0002]空调器的开关和运行控制一般是通过遥控器进行操作，或者通过空调器室内机面板上的控制按键来进行控制。近年来，出现了一种利用人体感应(简称人感)对空调进行控制的新技术，其原理是利用人感传感器对人的活动信号进行采集，人感传感器作为一种对温度灵敏的热释电红外传感器，利用热释电原理，完成动感热源检测。当人体，也就是热源在其监测区活动，传感器有信号输出；反之，传感器无信号输出。利用该传感器的特性，将人体活动信号传送至控制器CPU，CPU再发出空调开关指令，则可以完成空调的自动开关机，这是现有市场机型中所能实现的主要功能。例如，2010年4月14日公告的中国实用新型专利CN201438011U公开了一种通过人体感应控制的空调器。在空调器室内机的内部设有控制电路板、人体感应开关电路、温度传感器和时钟电路。人体感应开关电路、温度传感器和时钟电路将环境内是否有人的信号、温度信号和时钟脉冲电信号传送至控制电路板中的控制电路，从而控制空调器的运行状态或停止运行。能够实现在室内有人员活动时空调器自动进入正常运行的状态，当室内的人员离去或进入远离空调器的睡眠区域一段时间后，空调自动停止运行。
[0003]然而这种人感式空调控制系统，存在如下问题:第一，采用人体红外感应探头自由旋转采样，采样数据少，易受到外部环境干扰;第二 ;控制方法单一，无法满足用户舒适度的自动调节的要求。
[0004]因此为使用者增加更加智能化的人感控制方式，成为了人感式空调的一个重要方向。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种空调器的控制系统和控制方法，该空调器除了可以使用一般空调器的常用功能以外，还可以选择进入人体感应智能控制模式，由空调器根据人体感应和地面温度感应信号，自动调节制冷/制热出风风向，使环境尽可能达到人体最舒适的状态，达到人机互动的效果；控制方便简捷，安装方便，成本低，经济实惠，是闻品质生活的孕受:。
[0006]根据本发明的目的提出的一种空调控制系统，应用于多向出风空调器中，该多向出风空调器的室内机具有多个不同方向的出风口和位于该多个出风口上的多个摆叶，该控制系统包括感测模块、判断模块、控制模块和负载模块，所述感测模块包括地面温度传感器和多个人体感应传感器；所述地面温度传感器连接所述判断模块，并向该判断模块输入一地面温度信号；所述判断模块将所述地面温度信号与一温度设定条件进行判断，并向所述控制模块输出温度判断结果；所述多个人体感应传感器按多个不同的感应方向设置在空调器的室内机面板上，并各自向所述控制模块输出感测信号；所述负载模块包括多个驱动电机，对应所述多个摆叶，分别驱动该多个摆叶进行摆动；所述控制模块按照温度判断结果控制多个人体感应传感器的开启或待机，并在开启时，依据多个人体感应传感器的感测信号计算出人体方向，然后向负载模块输出驱动信号，该负载模块根据该驱动信号驱动对应人体方向的摆叶进行摆动。
[0007]优选的，当空调器处于制冷模式且温度设定条件为地面温度同时大于室内温度加修订值和空调器设定温度加修订值时，所述判断结果为是，多个人体感应传感器处于待机状态，否则判断结果为否，控制模块开启多个人体感应传感器；当空调器处于制热模式且温度设定条件为地面温度同时小于室内温度减修订值和空调器设定温度减修订值时，所述判断结果为是，人多个体感应传感器处于待机状态，否则判断结果为否，控制模块开启多个人体感应传感器；所述修订值为0°C -5°c。
[0008]优选的，进一步包括时序模块，连接所述控制模块，当时序电路检测到空调器的运行时间大于一时间参考值时，控制模块开启该地面温度传感器，否则控制模块控制该地面温度传感器待机。
[0009]优选的，所述时间参考值大于或等于10分钟。
[0010]优选的，:进一步包括人感模式开关电路，控制所述时序模块的开启或关闭。
[0011]根据本发明的另一目的提出的一种使用如上所述的空调控制系统进行空调控制的方法，包括步骤:
[0012]I)开启电源，多个摆叶以最大角度送风；
[0013]2)检测是否进入人感模式，若是则进入步骤3)，否则持续步骤I)；
[0014]3)检测空调器运行时间是否大于一时间参考值，若是则进入步骤4)，否则持续步骤I);
[0015]4)检测地面温度是否超出温度设定条件，若是则进入步骤5)否则持续步骤I)；
[0016]5)检测人体的方向，控制该方向所在的摆叶摆动，以小于最大角度的第二角度送风。
[0017]优选的，所述时间参考值为大于或等于10分钟。
[0018]优选的，当空调器处于制冷模式时，所述温度设定条件为地面温度同时大于室内温度加修订值和空调器设定温度加修订值；当空调器处于制热模式时，所述温度设定条件为地面温度同时小于室内温度减修订值和空调器设定温度减修订值。
[0019]优选的，所述修订值为(TC -5 0C。
[0020]另外，本发明也提出了一种具有上述空调控制系统的空调器，该空调器为多向出风型空调器，所述的多向出风型空调包括四向出风型空调器或周向出风型空调器，包括室内机面板，所述室内机面板包括出风区和器件区，所述的出风区分别位于多个不同方向，所述的出风区首尾间断设置或首尾相连设置，所述出风区包括摆叶，所述器件区包括用于显示当前空调器工作状态的状态显示区、电机安装区，以及用于安装感测模块的感测区。
[0021]本发明涉及空调器控制模块，使用多个人体感应传感器，全时段，大区域采样，且对摆叶角度自动调节，调节环境舒适度，使室内环境尽可能达到人体最舒适的状态，达到智能控制的效果；控制方便简捷，安装方便，成本低，经济实惠，是高品质生活的享受。
【专利附图】
【附图说明】[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本发明的空调器室内机的面板结构图；
[0024]图2是本发明的感测模块的电路板结构图；
[0025]图3是本发明的空调控制系统的模块示意图；
[0026]图4是本发明的控制方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面，将通过一个【具体实施方式】对本发明的技术方案做详细描述。请参见图1，图1是本发明的空调器室内机的面板结构图。如图所示，该空调器是一种吸顶式四面出风型空调器，其室内机通常安装在天花板吊顶上。该室内机面板包括分别位于东、南、西、北四个不同方向的边上的出风区和位于四个角上的器件区，这里的东、南、西、北指的是四个彼此不交集的方向，而非地理意义上的东南西北。应当注意的是，该吸顶式四面出风型空调器只是本发明的一种应用，当空调器为目前已知的其它具有多向出风功能的空调器时，比如周向出风型空调时，出风区就变成尾相连设置，而非四面出风型空调器的首位间断设置，此时依据本发明的发明思想做出简单的结构适应调整即可。
[0028]四个出风区上分别设有4个摆叶21、22、23、24，该四个摆叶通过向下或向上摆动一定的角度达到控制出风方向的作用，同时在空调器停止工作时通过合上四个摆叶起到遮灰的作用。在本发明中，该四个摆叶21、22、23、24通过四台电机各自单独驱动，即任意一个摆叶的摆动不受其它摆叶的影响。
[0029]器件区中包括了用于显示当前空调器工作状态的状态显示区12、电机安装区13、14，以及本发明中用于安装感测模块的感测区11。显示区12可以是通过一块液晶屏幕将空调器的工作状态反应出来，如待机、启动、制冷、制热、送风、风力、风向、工作模式等，也可以是通过以多个指示灯对应不同工作状态的形式反应空调器的当前状态。电机安装区13，14用以安装驱动四个摆叶21、22、23、24的四台驱动电机(图中未示出)，该四台驱动电机以两两相邻的方式安装在室内机面板的一对对角上。感测区11中设置了本发明的感测模块，包括多个人体感应传感器和一个地面温度传感器。该多个人体感应传感器分别用来感应多个不同方向的人体活动状况，该地面温度传感器用于感测地面温度。在本实施方式中，人体感应传感器的具体数量为4个，分别用来感应东南西北四个方向的人体活动状况。在其它的实施方式中，该人体感应器也可以是其它数量个，只要满足能够进行360度感测即可。
[0030]请参见图2，图2是本发明的感测模块的电路板结构图。如图所示，这四个人体感应传感器111、112、113、114分别按不同感应方向排列，形成一个环，如此一来，就可以保证360度无死角的覆盖所有感应区域。地面温度传感器115设置在四个人体感应传感器的中间，当然该地面温度传感器115也可以设置在电路板的其它部位，对于图示中的排列设置，安装到室内机面板上之后，只需在一个角上开模设槽即可，有利于节约成本。
[0031]请参见图3，图3是本发明的空调控制系统的模块示意图。如图所示，本发明的空调控制系统，在原有空调功能的基础上，增加了感测模块110、判断模块120、控制模块130和负载模块140，所述感测模块110包括地面温度传感器115和四个人体感应传感器111、112、113、114。该地面温度传感器根据从感知部位接收的红外线变化量，输出电气信号，作为一种对发热体的表面温度以非接触的方式进行感知的红外线传感器。地面温度传感器115连接判断模块120，并向该判断模块120输入一地面温度信号。
[0032]判断模块120将该地面温度信号与一温度设定条件进行判断，然后将判读结果输出给控制模块130输出温度判断结果，其中该温度设定条件预先设置在判断模块120中，该温度设定条件可以根据空调器处于不同工作模式中进行调整，比如在制冷模式或制热模式时，温度设定条件就以不同的内容定义。具体地，当空调器处于制冷模式时，温度设定条件为地面温度同时大于室内温度+修订值和空调器设定温度+修订值，此时，如果地面温度处于该温度设定条件中，则判断结果为是，四个人体感应传感器处于关闭状态，否则判断结果为否，控制模块开启四个人体感情传感器；当空调器处于制热模式时，
[0033]温度设定条件为地面温度同时小于室内温度-修订值和空调器设定温度-修订值，此时，如果地面温度处于该温度设定条件中，则判断结果为是，四个人体感应传感器处于关闭状态，否则判断结果为否，控制模块开启四个人体感情传感器。这里的修订值的范围为0°C -50C。举例而言，假设修订值为2 V，室内温度为28°C，空调器设定温度为26°C，空调器处于制冷模式，此时如果测量得到的地面温度为30°C，说明整个空间内的制冷效果还没达到需要干预的范围，此时人体感应传感器保持关闭状态，不需要考虑人体在房间内的活动情况。而当地面温度小于30°C时，说明制冷已达到一定效果，如果再保持强制冷，则会影响到人体舒适度，此时四个人体感应传感器打开，开始检测房间内人体活动状况，当检测到具体地人员位置后，控制该方向上的摆叶摆动，使空调不直接对人体送风，这样一来就可以保证人体在空调环境中的舒适度。
[0034]四个人体感应传感器111、112、113、114根据从感知部位接收的红外线变化量，输出电气信号，作为一种感知热源的红外线传感器。该四个人体感应传感器111、112、113、114按四个不同的感应方向设置在空调器的室内机面板上，并各自向控制模块130输出感测信号。
[0035]负载模块140包括四个驱动电机和其他一些空调器常用的输出设备，比如风扇、制冷剂循环系统等，四个驱动电机分别驱动四个摆叶进行摆动，并且四个驱动电机是各自独立的工作，即不受其它驱动电机的影响。
[0036]控制模块130按照判断模块120给出的温度判断结果，控制四个人体感应传感器的开启或待机，比如当检测到的地面温度超出上述温度设定条件时，
[0037]就开启四个人体感应传感器，而当地面温度处于温度设定条件时，则保持四个人体感应传感器处于待机状态。并在开启时，控制模块130依据四个人体感应传感器的感测信号计算出人体方向，然后向负载模块140输出驱动信号，该负载模块140根据该驱动信号驱动对应人体方向的摆叶进行摆动，使空调风的方向不直接对人体送风，这样可以保证人体在空调环境中的舒适度。
[0038]进一步地，该控制系统还包括时序模块150，连接在控制模块130上。这个时序模块150主要是为开启人体感应模式提供时间条件，即当空调器的开机时间满足这个时间条件后，人体感应模式才会被启动，否则即使人员选择开启人体感应模式，整个感测模块110也不会被启动。具体地当时序电路检测到空调器的运行时间大于一时间参考值时，控制模块开启该地面温度传感器，否则控制模块关闭控制该地面温度传感器待机。这里的时间参考值在优选的方案里设定大于10分钟，即人员开启空调机时，同时选择开启人体感应模式，此时，地面温度传感器和四个人体感应传感器是不工作的。当开机时间超过10分钟后，控制模块130正式启动该感测模块110，以地面温度传感器115测量地面温度为先，逐渐进入人体感应模式的各个步骤中。
[0039]进一步地，该控制模块130还包括人感模式开关电路160，控制所述时序模块的开启或关闭。该人感模式开关电路160可以通过空调器遥控器进行开启或关闭，即在具有本发明的人感模式(即人体感应模式)的空调器遥控器上，设置一个人感模式的控制按钮，人员可以通过遥控器上的按钮选择是否开启人感模式。而当人员开启人感模式后，时序模块150首先工作，然后一步步实现人感模式的各个程序。
[0040]下面将再介绍利用上述的控制系统实现本发明的空调器的人感模式控制方法。
[0041]请参见图4，图4是本发明的控制方法的步骤流程图。如图所示，该控制方法包括步骤:
[0042]S1:开启电源，多个摆叶以最大角度送风。此时空调器需要对房间内的温度进行迅速的干预，尤其是当人员选择强制冷或强制热(即大功率的工作状态)时，摆叶以大角度直接对地面送风，可以保证整个房间中的空间温度被均匀的降温或升温。
[0043]S2:检测是否进入人感模式，若是则进入步骤S3，否则持续步骤SI。该步骤的意思是，人员可以通过空调遥控器选择是否进入人感模式还是维持在普通模式。在普通模式下，空调器以原有的功能进行工作，即摆叶的摆动以人员输出的指令为主，不具备智能的自动摆动功能。在一些场合下，人员需要空调器能够直接对人体进行送风，比如在夏天炎热的室外进入到房间内后，这段时间里人员需要吹冷风以达到降热的效果。此时可以选择普通模式，通过手动选择空调器摆叶的送风角度，对人体进行送风，使人员感觉舒适。而当空调器对人体吹风持续一段时间，人员已经感觉到凉意之后，如果再保持大角度的送风，会使人员感觉不适，此时可以启动人感模式，空调器开始进入各向参数的检测，然后通过检测结果判断如何控制摆叶进行智能化送风，使人体感觉舒适。
[0044]S3:检测空调器运行时间是否大于一时间参考值，若是则进入步骤S4，否则持续步骤SI。在该步骤中，空调器接受到进入人感模式的指令后，首先控制时序模块进行开机运行时间上的检测，判断空调器工作时间是否达到10分钟，如果没有达到10分钟，则持续大角度的送风，因为此时房间内的空间温度往往还没有被干预到一定的程度，整个房间仍然处于过热或过冷的状况，需要空调器以大角度对地面送风。而一旦超过10分钟之后，时序模块则会通知控制模块进入人感模式的下一程序。
[0045]S4:检测地面温度是否超出温度设定条件，若是则进入步骤S5，否则持续步骤SI。在该步骤中，控制模块已经接收到时序模块给出的开机超过10分钟的指令，启动地面温度传感器对地面温度进行检测。检测地面温度的目的在于判断是否房间内的温度已经均匀的达到干预的程度，如果地面温度仍然过高或过低，说明房间内的温度没有从下到上达到干预程度，需要持续大角度的送风，以迅速对房间内的空间温度进行降温或升温为优先级进行处理。一旦地面温度检测下来超出了设置在判断模块中的温度设定条件，则说明房间内的温度已经足够低或足够高，此时，则启动人感模式的剩余程序，开始智能干预摆叶的送风角度，避免对人体直接送风而造成不适。[0046]具体地，当空调器处于制冷模式时，所述温度设定条件为地面温度同时大于室内温度加修订值和空调器设定温度加修订值；当空调器处于制热模式时，所述温度设定条件为地面温度同时小于室内温度减修订值和空调器设定温度减修订值。这里的修订值范围为(TC _5。。。
[0047]S5:检测人体的方向，控制该方向所在的摆叶摆动，以小于最大角度的第二角度送风。在该步骤中，多个人体感应传感器开启用以检测人体在房间内的活动状况。检测时，以哪个方向的人体感应传感器接收的红外信号强，则判断该方向上具有人体活动，此时控制模块给用来控制该方位的摆叶摆动的驱动电机发出驱动信号，驱动电机驱动摆叶摆动，以一个较小的第二角度送风，该第二角度满足风不能直接吹送到人体身上即可。如此一来，人员在房间内活动时，空调器可以随时根据人员的位置控制不同方向上的摆叶进行智能送风，使人体始终处于一个舒适的状态。
[0048]综上所述，本发明提出了一种空调器的控制系统及控制方法，该空调器控制系统具有多个不同方向上的人体感应传感器，用来360度全方位的检测人员的位置，同时配合多个独立驱动的摆叶，对人员进行智能化送风。本发明的空调器除了可以使用一般空调器的常用功能以外，还可以选择进入人体感应智能控制模式，由空调器根据人体感应和地面温度感应信号，自动调节制冷/制热出风风向，使环境尽可能达到人体最舒适的状态，达到人机互动的效果；控制方便简捷，安装方便，成本低，经济实惠，是高品质生活的享受。
[0049]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种空调控制系统，应用于多向出风空调器中，该多向出风空调器的室内机具有多个不同方向的出风口和位于该多个出风口上的多个摆叶，该控制系统包括感测模块、判断模块、控制模块和负载模块，其特征在于:所述感测模块包括地面温度传感器和多个人体感应传感器；所述地面温度传感器连接所述判断模块，并向该判断模块输入一地面温度信号；所述判断模块将所述地面温度信号与一温度设定条件进行判断，并向所述控制模块输出温度判断结果；所述多个人体感应传感器按多个不同的感应方向设置在空调器的室内机面板上，并各自向所述控制模块输出感测信号；所述负载模块包括多个驱动电机，对应所述多个摆叶，分别驱动该多个摆叶进行摆动；所述控制模块按照温度判断结果控制多个人体感应传感器的开启或待机，并在开启时，依据多个人体感应传感器的感测信号计算出人体方向，然后向负载模块输出驱动信号，该负载模块根据该驱动信号驱动对应人体方向的摆叶进行摆动。
2.如权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于:当空调器处于制冷模式且温度设定条件为地面温度同时 大于室内温度加修订值和空调器设定温度加修订值时，所述判断结果为是，多个人体感应传感器处于待机状态，否则判断结果为否，控制模块开启多个人体感应传感器；当空调器处于制热模式且温度设定条件为地面温度同时小于室内温度减修订值和空调器设定温度减修订值时，所述判断结果为是，人多个体感应传感器处于待机状态，否则判断结果为否，控制模块开启多个人体感应传感器；所述修订值为0°C _5°C。
3.如权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于:进一步包括时序模块，连接所述控制模块，当时序电路检测到空调器的运行时间大于一时间参考值时，控制模块开启该地面温度传感器，否则控制模块控制该地面温度传感器待机。
4.如权利要求3所述的空调控制系统，其特征在于:所述时间参考值大于或等于10分钟。
5.如权利要求2所述的空调控制系统，其特征在于:进一步包括人感模式开关电路，控制所述时序模块的开启或关闭。
6.一种使用如权利要求1至5任意一项所述的空调控制系统进行空调控制的方法，其特征在于包括步骤: O开启电源，多个摆叶以最大角度送风； 2)检测是否进入人感模式，若是则进入步骤3)，否则持续步骤I)； 3)检测空调器运行时间是否大于一时间参考值，若是则进入步骤4)，否则持续步骤I); 4)检测地面温度是否超出温度设定条件，若是则进入步骤5)否则持续步骤I)； 5)检测人体的方向，控制该方向所在的摆叶摆动，以小于最大角度的第二角度送风。
7.如权利要求6所述的空调控制方法，其特征在于:所述时间参考值为10分钟。
8.如权利要求6所述的空调控制方法，其特征在于:当空调器处于制冷模式时，所述温度设定条件为地面温度同时大于室内温度加修订值和空调器设定温度加修订值；当空调器处于制热模式时，所述温度设定条件为地面温度同时小于室内温度减修订值和空调器设定温度减修订值。
9.如权利要求8所述的空调控制方法，其特征在于:所述修订值为0°C_5°C。
10.一种包括权利要求1至5任意一项所述的空调控制系统的空调器，该空调器为多向出风型空调器，包括室内机面板，其特征在于:所述室内机面板包括出风区和器件区，所述的出风区分别位于多个不同方向，所述的出风区首尾间断设置或首尾相连设置，所述出风区包括摆叶，所述器件区包括用于显示当前空调器工作状态的状态显示区、电机安装区，以及用于安装感测模块 的感测区。
【文档编号】F24F11/02GK103912960SQ201310004891
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月7日 优先权日:2013年1月7日
【发明者】朱小勇, 胡二敬, 李光强, 徐锡胜, 韩成柱, 张恒, 明官柱 申请人:苏州三星电子有限公司, 三星电子株式会社