检测室内空间温度场的方法、系统和空调器的控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种检测室内空间温度场的方法、系统和空调器的控制系统。该方法首先检测室内的空调器所在位置的温度和室内的障碍物所在位置的温度，然后根据检测到的两个位置的温度确定两个位置之间路径的温度曲线，最后根据温度曲线确定室内的空间温度场，从而获得整个室内空间的温度，根据空间温度场控制空调器的运行能够提高空调器的温度控制精度，进而提高空调器的舒适性。
【专利说明】检测室内空间温度场的方法、系统和空调器的控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测【技术领域】，具体而言，涉及一种检测室内空间温度场的方法、系统和空调器的控制系统。
【背景技术】
[0002]随着空调器温控技术的不断发展，空调器的智能化发展趋势不可逆转，然而，空调器对于环境温度的测量技术却一直没有突破，仍停留在测量进风口或是空调器附近位置的点温度来代表整个房间的温度。发明人发现，这种测温方式不能准确反映整个房间的温度，对提高空调温度控制的精度和用户使用的舒适性上是一个瓶颈，因此，如何实现空间整个温度场的测量成为提高空调舒适性的研究方向。
[0003]针对相关技术中点温度不能准确反映整个室内空间温度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种检测室内空间温度场的方法、系统和空调器的控制系统，以解决点温度不能准确反映整个房间温度的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种检测室内空间温度场的方法。
[0006]根据本发明的检测室内空间温度场的方法包括:在空调器开始运行后，检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度；检测室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度；根据起点温度和终点温度确定空调器至障碍物之间路径的温度曲线；以及根据温度曲线确定室内的空间温度场。
[0007]进一步地，检测室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度包括:通过超声波计算空调器至障碍物之间路径上的平均温度；以及根据起点温度和平均温度计算终点温度。
[0008]进一步地，通过超声波计算空调器至障碍物之间路径上的平均温度包括:控制超声波传感器在第一时间发送第一超声波，其中，超声波传感器设置于空调器上；计算第一时间和第二时间之间的时间间隔得到第一时间间隔，其中，第二时间为超声波传感器接收到第一超声波的时间；获取空调器至障碍物之间路径的长度；根据长度和第一时间间隔计算第一超声波在空调器至障碍物之间路径的平均速度；以及根据平均速度计算平均温度。
[0009]进一步地，在空调器运行前，该方法包括:检测室内的环境温度；计算超声波在环境温度下的传播速度；控制超声波传感器在第三时间发送第二超声波；计算第三时间和第四时间之间的时间间隔得到第二时间间隔，其中，第四时间为超声波传感器接收到第二超声波的时间；以及根据传播速度和第二时间间隔计算并存储空调器至障碍物之间路径的长度，其中，获取空调器至障碍物之间路径的长度包括获取存储的长度。
[0010]进一步地，根据起点温度和平均温度计算终点温度包括:采用以下公式计算终点温度:τ' =2*Τ-Τ0，其中，Ti为终点温度，T为平均温度，TO为起点温度。[0011]进一步地，根据起点温度和终点温度确定空调器至障碍物之间路径的温度曲线包括:采用最小二乘法对起点温度和终点温度进行插值拟合，以得到温度曲线。
[0012]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种检测室内空间温度场的装直。
[0013]根据本发明的检测室内空间温度场的装置包括:第一检测模块，用于检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度；第二检测模块，用于检测室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度；第一确定模块，用于根据起点温度和终点温度确定空调器至障碍物之间路径的温度曲线；以及第二确定模块，用于根据温度曲线确定室内的空间温度场。
[0014]进一步地，第二检测模块包括:第一计算子模块，用于通过超声波计算空调器至障碍物之间路径上的平均温度；以及第二计算子模块，用于根据起点温度和平均温度计算终点温度。
[0015]进一步地，第一计算子模块包括:控制单元，用于控制超声波传感器在第一时间发送第一超声波，其中，超声波传感器设置于空调器上；第一计算单元，用于计算第一时间和第二时间之间的时间间隔得到第一时间间隔，其中，第二时间为超声波传感器接收到第一超声波的时间；获取单元，用于获取空调器至障碍物之间路径的长度；第二计算单元，用于根据长度和第一时间间隔计算第一超声波在空调器至障碍物之间路径的平均速度；以及第三计算单元根据平均速度计算平均温度。
[0016]进一步地，第一计算子模块还包括:检测单元，用于在空调器运行前检测空调器至障碍物之间路径的长度；存储单元，用于存储检测到的长度，其中，获取单元还用于获取存储单元存储的长度。
[0017]进一步地，检测单元包括:检测子单元，用于检测室内的环境温度；第一计算子单元，用于计算超声波在环境温度下的传播速度；控制子单元，用于控制超声波传感器在第三时间发送第二超声波；第二计算子单元，用于计算第三时间和第四时间之间的时间间隔得到第二时间间隔，其中，第四时间为超声波传感器接收到第二超声波的时间；以及第三计算子单元，用于根据传播速度和第二时间间隔计算长度。
[0018]进一步地，第二计算子模块还用于采用以下公式计算终点温度:Τ' =2*Τ-Τ0，其中，T'为终点温度，T为平均温度，TO为起点温度。
[0019]进一步地，第一确定模块还用于采用最小二乘法对起点温度和终点温度进行插值拟合，以得到温度曲线。
[0020]为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种检测室内空间温度场的系统。
[0021]根据本发明的检测室内空间温度场的系统包括:温度传感器，用于检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度；超声波传感器，设置于空调器上，用于发射和接收超声波；以及控制器，用于通过超声波计算空调器至障碍物之间路径的长度及该路径上的平均温度，并根据起点温度和平均温度计算终点温度，根据起点温度和终点温度确定空调器至障碍物之间路径的温度曲线，根据温度曲线确定室内的空间温度场，其中，终点温度为障碍物所在位置的温度。
[0022]为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种空调器的控制系统。
[0023]根据本发明的空调器的控制系统包括:空调器；以及本发明提供的检测室内空间温度场的系统，用于在空调器开始运行后确定室内的空间温度场；其中，空调器的控制器根据空间温度场控制空调器的运行。
[0024]通过本发明，采用包括以下步骤的检测室内空间温度场的方法:在空调器开始运行后，首先检测室内的空调器所在位置的温度和室内的障碍物所在位置的温度，然后根据检测到的两个位置的温度确定两个位置之间路径的温度曲线，最后根据温度曲线确定室内的空间温度场，从而获得整个室内空间的温度，解决了点温度不能准确反映整个室内空间温度的问题，进而达到了能够建立整个室内空间的温度场的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0026]图1是根据本发明实施例的空调器的控制系统的框图；
[0027]图2是根据本发明实施例的检测室内空间温度场的系统的框图；
[0028]图3是根据本发明第一实施例的检测室内空间温度场的装置的框图；
[0029]图4是根据本发明第二实施例的检测室内空间温度场的装置的框图；
[0030]图5是根据本发明第一实施例的检测室内空间温度场的方法的流程图；
[0031]图6和图7是根据本发明第二实施例的检测室内空间温度场的方法的流程图；
[0032]图8是根据本发明实施例的温度曲线的示意图。
【具体实施方式】
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0034]首先，介绍本申请提供的空调器的控制系统的实施例。
[0035]图1是根据本发明实施例的空调器的控制系统的框图，如图1所示，该空调器控制系统包括空调器01和检测室内空间温度场的系统02。
[0036]其中，在空调器开始运行后，室内环境温度不均匀，检测室内空间温度场的系统02在空调器运行后确定室内的空间温度场，其中，空间温度场由多个温度曲线组成，各温度曲线对应空调器所在位置至障碍物所在位置之间的路径，在室内空间中，障碍物可以为墙壁、沙发、床等。在检测室内空间温度场的系统02确定空间温度场后，空调器01的控制器根据空间温度场控制空调器01的运行，例如，可有针对性的进行送风、制冷、制热等，使得空调器的控制更人性化。
[0037]采用该实施例提供的空调器的控制系统，根据室内空间温度场控制空调器的运行，与现有技术中根据点温度控制空调器相比，能够提高空调器的温度控制精度，进而提高空调器的舒适性。
[0038]其次，介绍本申请提供的检测室内空间温度场的系统的实施例。需要说明的是，本申请中的检测室内空间温度场的系统可用于本申请中的空调器的控制系统。
[0039]图2是根据本发明实施例的检测室内空间温度场的系统的框图，如图2所示，检测室内空间温度场的系统包括温度传感器02A、超声波传感器02B和控制器02C，其中，优选地，可将控制器02C与空调器的控制器集成于一体。[0040]温度传感器02A可设置于空调器上，用于检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度。
[0041]超声波传感器02B也可设置于空调器上，用于发射和接收超声波，其中，超声波是一种振动频率高于声波的机械波，超声波传感器02B由换能晶片在电压的激励下发生振动产生超声波，超声波具有频率高、波长短、绕射现象小、方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波碰到杂质或分界面会产生显著发射形成发射回波，因而，超声波传感器02B发射超声波后，遇到障碍物将沿原路径会反射回来，超声波传感器02B能接收反射回来的超声波。
[0042]由于超声波在介质中的传播速度对介质温度具有一定的敏感度，会随介质温度的变化而变化，因而，基于超声波特点的分析，能够利用超声波在气体介质中传播时与气体温度作用引起的速度变化来求解温度。控制器02C通过超声波计算空调器至障碍物之间路径上的平均温度，并根据起点温度和平均温度计算障碍物位置的温度，也即计算终点温度，根据起点温度和终点温度确定空调器至障碍物之间路径的温度曲线，根据温度曲线确定室内的空间温度场。
[0043]采用该实施例提供的检测室内空间温度场的系统，鉴于超声波传感器发射波束具有一定的角度，因此在其波束角度范围内的障碍物均会反射回波，根据距离的远近，回波的返回时间将不同，从而可以测得在波束角范围内的各条声学路径对应的温度曲线，进而建立了空间范围的温度场，其中，通过温度传感器测起点温度，通过超声波传感器收发超声波计算得到终点温度，系统组成简单，可靠。
[0044]第三，介绍本申请提供的检测室内空间温度场的装置的实施例。需要说明的是，本申请中的任意检测室内空间温度场的装置均可用于本申请中的检测室内空间温度场的系统。
[0045]图3是根据本发明第一实施例的检测室内空间温度场的装置的框图，如图3所示，该装置包括第一检测模块20、第二检测模块40、第一确定模块60和第二确定模块80。
[0046]第一检测模块20用于检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度，其中，该检测模块可通过获取设置于空调器上的温度传感器的实时监测值得到起点温度。
[0047]第二检测模块40用于检测室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度，其中，该检测模块可通过获取设置于障碍物所在位置的温度传感器的实时监测值得到终点温度，例如，在客厅沙发的各个位置设置温度传感器，第二检测模块40通过无线通信方式获取各个温度传感器的温度得到终点温度，优选地，也可通过测量超声波在气体介质中传播时与气体温度作用引起的速度变化来求解终点温度，在空调器位置设置超声波传感器，以向室内各障碍物方向发送超声波。
[0048]第一确定模块60用于根据起点温度和终点温度确定空调器至障碍物之间路径的温度曲线，例如，通过起点温度和终点温度通过插值算法，建立温度与距离关系构成的温度曲线，优选地，由于温度变化是趋势变化，不会发生突变，可根据最小二乘法对该路径上的温度进行插值拟合，因而第一确定模块60用于采用最小二乘法对起点温度和终点温度进行插值拟合，以得到温度曲线。
[0049]第二确定模块80用于根据温度曲线确定室内的空间温度场，当第一确定模块60确定空调器至室内所有障碍物或指定障碍物之间路径的温度曲线后，第二确定模块80根据所有的温度曲线建立空间温度场。
[0050]需要说明的是，该实施例中的第一检测模块中的“第一”与第二检测模块中的“第二”是为了区分两个不同的检测模块，第一确定模块中的“第一”与第二确定模块中的“第二”是为了区分两个不同的确定模块，上述的“第一”和“第二”并不构成次序的限定。同理，下文中的第三时间、第四时间、第一时间间隔、第二时间间隔等相类似，并没有次序的限定。
[0051]采用该实施例提供的检测室内空间温度场的方法，能够以空调器为起点，以室内各障碍物为终点，建立空调器与室内各障碍物之间温度曲线组成的温度空间场，从而准确反映室内的空间温度，使得空调器能够根据室内空间温度场控制空调器的运行，与现有技术中根据点温度控制空调器相比，能够提高空调器的温度控制精度，进而提高空调器的舒适性。
[0052]图4是根据本发明第二实施例的检测室内空间温度场的装置的框图，如图4所示，该装置包括第一检测模块20、第二检测模块40、第一确定模块60和第二确定模块80。第二检测模块40包括第一计算子模块42和第二计算子模块44。第一计算子模块42包括控制单元420、第一计算单元422、获取单元424、第二计算单元426、第三计算单元428。
[0053]第一检测模块20、第一确定模块60和第二确定模块80与图3所不实施例中的对应模块功能相同，此处不再赘述。
[0054]第二检测模块40中的第一计算子模块42用于通过超声波计算空调器至障碍物之间路径上的平均温度。
[0055]具体地，在第一计算子模块42计算平均温度时，首先由控制单元420控制超声波传感器在第一时间发送第一超声波，其中，超声波传感器设置于空调器上，超声波传感器发送的第一超声波遇到障碍物后沿原路径返回，超声波传感器能够接收返回的第一超声波，并记录接收时间。
[0056]将超声波传感器接收到返回的第一超声波的时间定义为第二时间，则第一计算单元422计算第一时间和第二时间之间的时间间隔得到第一时间间隔，也即超声波传感器发送和接收超声波之间的时间间隔，该时间间隔的一半t即为超声波单程的传播时间。
[0057]获取单元424用于获取空调器至障碍物之间路径的长度S，该路径的长度可以预存在第一计算子模块42中，也可通过不受温度影响的测距仪实时测量，例如通过红外测距仪测量空调器至障碍物的距离。
[0058]第二计算单元426根据长度s和时间t计算第一超声波在空调器至障碍物之间路径的平均速度V，具体地，可采用如下的计算公式进行计算:
[0059]
【权利要求】
1.一种检测室内空间温度场的方法，其特征在于，室内设置有空调器，在所述空调器开始运行后，所述方法包括: 检测所述空调器所在位置的温度得到起点温度； 检测所述室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度； 根据所述起点温度和所述终点温度确定所述空调器至所述障碍物之间路径的温度曲线；以及 根据所述温度曲线确定所述室内的空间温度场。
2.根据权利要求1所述的检测室内空间温度场的方法，其特征在于，检测所述室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度包括: 通过超声波计算所述空调器至所述障碍物之间路径上的平均温度；以及 根据所述起点温度和所述平均温度计算所述终点温度。
3.根据权利要求2所述的检测室内空间温度场的方法，其特征在于，通过超声波计算所述空调器至所述障碍物之间路径上的平均温度包括: 控制超声波传感器在第一时间发送第一超声波，其中，所述超声波传感器设置于所述空调器上； 计算所述第一时间和第二时间之间的时间间隔得到第一时间间隔，其中，所述第二时间为所述超声波传感器接收到所述第一超声波的时间； 获取所述空调器至所述障碍物之间路径的长度； 根据所述长度和所述第一时间间隔计算所述第一超声波在所述空调器至所述障碍物之间路径的平均速度；以及 根据所述平均速度计算所述平均温度。
4.根据权利要求3所述的检测室内空间温度场的方法，其特征在于，在所述空调器运行前，所述方法包括: 检测所述室内的环境温度； 计算超声波在所述环境温度下的传播速度； 控制所述超声波传感器在第三时间发送第二超声波； 计算所述第三时间和第四时间之间的时间间隔得到第二时间间隔，其中，所述第四时间为所述超声波传感器接收到所述第二超声波的时间；以及 根据所述传播速度和所述第二时间间隔计算并存储所述空调器至所述障碍物之间路径的长度， 其中，获取所述空调器至所述障碍物之间路径的长度包括:获取存储的长度。
5.根据权利要求2所述的检测室内空间温度场的方法，其特征在于，根据所述起点温度和所述平均温度计算所述终点温度包括: 采用以下公式计算所述终点温度:T' =2*T-T0, 其中，T'为所述终点温度，T为所述平均温度，T0为所述起点温度。
6.根据权利要求1所述的检测室内空间温度场的方法，其特征在于，根据所述起点温度和所述终点温度确定所述空调器至所述障碍物之间路径的温度曲线包括: 采用最小二乘法对所述起点温度和所述终点温度进行插值拟合，以得到所述温度曲线。
7.一种检测室内空间温度场的装置，其特征在于，包括: 第一检测模块，用于检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度； 第二检测模块，用于检测所述室内的障碍物所在位置的温度得到终点温度； 第一确定模块，用于根 据所述起点温度和所述终点温度确定所述空调器至所述障碍物之间路径的温度曲线；以及 第二确定模块，用于根据所述温度曲线确定所述室内的空间温度场。
8.根据权利要求7所述的检测室内空间温度场的装置，其特征在于，所述第二检测模块包括: 第一计算子模块，用于通过超声波计算所述空调器至所述障碍物之间路径上的平均温度；以及 第二计算子模块，用于根据所述起点温度和所述平均温度计算所述终点温度。
9.一种检测室内空间温度场的系统，其特征在于，包括: 温度传感器，用于检测室内的空调器所在位置的温度得到起点温度； 超声波传感器，设置于所述空调器上，用于发射和接收超声波；以及 控制器，用于通过所述超声波计算所述空调器至障碍物之间路径的长度及所述路径上的平均温度，并根据所述起点温度和所述平均温度计算终点温度，根据所述起点温度和所述终点温度确定所述空调器至所述障碍物之间路径的温度曲线，根据所述温度曲线确定所述室内的空间温度场，其中，所述终点温度为所述障碍物所在位置的温度。
10.一种空调器的控制系统，其特征在于，包括: 空调器；以及 权利要求9所述的检测室内空间温度场的系统，用于在所述空调器开始运行后确定室内的空间温度场； 其中，所述空调器的控制器根据所述空间温度场控制所述空调器的运行。
【文档编号】F24F11/00GK103968967SQ201310039288
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月31日 优先权日:2013年1月31日
【发明者】曾亮, 李喜林, 余锐生, 李新 申请人:珠海格力电器股份有限公司