44] 一一蓝牙模块：近距离的将传感器采集到的信号传给空调控制器。
[0045] 无线接收及空调控制部分即室内控制器部分，用以对上述蓝牙模块传送来的信号 进行数据处理，并据此控制空调器的运行状态；该室内控制器包括与一CPU连接的信号接 收及转换模块、参数设定及存储模块、数据比对及处理模块。
[0046] 可穿戴设备可设计成无线手环的形式，位于空调控制房间的人可随身携带无线手 环于手腕处；室内的空调器则嵌入了无线控制器（室内控制器）。无线手环可以读取人手 腕处的体表温度和人的脉搏值，并显示在屏幕中。嵌入无线控制器的空调器，在运行中会不 断读取无线手环中体表温度和心率值，并根据心率值判断人的活动状态，根据人的体表温 度判断人体是否处于舒适状态，完成智能化运行。
[0047] 基于人体生理反应的空调系统控制策略，特征如下，包括一下几个步骤：
[0048] (1)室内控制器参数初始化。空调在开始运行时需要设定一下几个参数：
[0049] ①室内温度设定值tset;
[0050] ②人体处于不同状态下（安静、运动、睡眠）感到舒适时体表温度设定值（默认状 态下有推荐值）：安静舒适体表温度、舒眠舒适体表温度、运动舒适体表温度
[0051] ③人体处于安静状态下心率次数设定值（默认状态下有推荐值）Pq。
[0052] (2)判断人体所处的生理状态。生理状态是对人的心率大小、人的体温和人的运动 加速度综合分析的结果。具体判断流程如图2所示。其中生理状态识别根据人的心率值比 较、运动加速度值、以及体表温度是否增加进行识别，根据人体生理的具体状态具体识别如 下表所示：
[0053]
[0054] 图标说明：丨表示稳定升高，即保持升高一定值的状态；
[0055] 〇表示保持稳定，即保持处于某一范围内。
[0056] 1)若人体在空间x(y，z)三个方向中某一方向的运动加速度大于某界定值（20m/ s2或其他值），且人的心率和人的体表温度均升高，则判定人体处于运动状态。
[0057] 2)若人体在空间x(y，z)三个方向中某一方向的运动加速度大于某界定值（20m/ s2或其他值），人的心率升高但人的体表温度稳定，则判定人体处于轻运动状态。
[0058] 3)人体在空间x(y，z)三个方向中某一方向的运动加速度大于某界定值（20m/s2 或其他值），虽然人的心率保持稳定但人的体表温度升高，则判定人体处于运动状态。
[0059] 4)人体在空间x(y，z)三个方向中某一方向的运动加速度小于某界定值（20m/s2 或其他值），但人的心率升高人的体表温度稳定，则判定人体处于微激动状态，按照轻运动 状态处理。
[0060] 5)人体在空间x(y，z)三个方向中某一方向的运动加速度小于某界定值（20m/s2 或其他值），但人的心率和人的体表温度均升高，则判定人体处于激动状态，按照运动状态 处理。
[0061] 6)人体在空间x(y，z)三个方向中某一方向的运动加速度小于某界定值（20m/s2 或其他值），其人的心率值下降则判定人体处于睡眠状态。
[0062] (3)根据运动状态选择舒适体表温度。室内控制器判断出人体运动状态后，会根据 人的运动状态选择人在该状态下应该保持的身体舒适的体表温度。其中安静状态下空调选 择已设定的安静舒适体表温度睡眠状态下选择睡眠舒适体表温度t 运动状态下选 择运动舒适体表温度考虑到空调节能，当人体处于轻微运动时选择安静舒适体表温度 tcwq〇
[0063] (4)判断人体舒适状态，做出控制选择。空调根据选择的舒适的体表温度确定判 断人体是否处于舒适状态的舒适区间[T_in，T_ax]，τ_ιη称为设定的舒适性皮肤温度的最 小值，T_ax设定的舒适性皮肤温度的最大值。T_in，T_ax的值与t_有关，T_in=tΛ， T_ax=tcwq+Λ(Λ是一个大于零的值），这个区间的作用是避免空调连续做开关动作。空 调运行确保人的体表温度处于此区间内，具体控制策略如图3和图4。
[0064] 图3是冬季工况下空调控制策略。首先要进行室内温度的判断，若室内温度高于 控制器温度设定的最大值T_，则无论人体皮肤温度是否舒适，关闭空调，实现空调节能。当 温度低于Τ_时，如果皮肤温度低于设定的舒适性皮肤温度的最小值，则开启空调，如果皮 肤温度高于设定的舒适性皮肤温度的最大值，则关闭空调。
[0065] 图4是夏季工况下空调控制策略。首先要进行室内温度的判断，若室内温度低于 控制器温度设定的最大值Τ_，则无论人体皮肤温度是否舒适，关闭空调，实现空调节能。当 温度低于Τ_时，如果皮肤温度大于设定的舒适性皮肤温度的最大值，则开启空调，如果皮 肤温度小于设定的舒适性皮肤温度的最小值，则关闭空调。
【主权项】
1. 一种根据人体生理反应控制室内空调运行的方法，该方法要求位于空调控制房间的 某个人携带可穿戴设备，该设备可以测量人的皮肤温度、人的心率值和人的运动加速度，包 括下面几个步骤： 第一步，判断人体所处的状态； 第二步，根据运动状态选择舒适体表温度，安静状态下选择安静舒适体表温度睡 眠状态下选择睡眠舒适体表温度运动状态下选择运动舒适体表温度t考虑到空调 节能，当人体处于轻微运动时选择安静舒适体表温度 第三步，根据选定的与人体运动状态相关的舒适体表温度，确定人体是否处于舒适状 态的舒适区间；实时测量的人体皮肤温度，空调运行应尽量保证人体皮肤体表温度处于此 区间； 第四步，空调控制策略包括两种情形： 1) 冬季工况下空调控制策略：首先要进行室内温度的判断，若室内温度高于空调控制 器温度设定的最大值Tniax，则无论人体皮肤温度是否处于舒适区间，均关闭空调；当温度低 于Tniax时，如果人体皮肤温度低于所选定的舒适区间的下限，则开启空调，如果皮肤温度高 于所选定的舒适区间的上限，则关闭空调； 2) 夏季工况下空调控制策略：首先要进行室内温度的判断，若室内温度低于空调控制 器温度设定的最小值！^。，则无论人体皮肤温度是否处于舒适区间，均关闭空调；当温度高 于T_时，如果人体皮肤温度高于所选定的舒适区间的上限，则开启空调，如果皮肤温度低 于所选定的舒适区间的下限，则关闭空调。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步包括下列的几种情形： 1) 若人体在某一方向的运动加速度大于某界定值，且人的心率和人的体表温度均升 高，则判定人体处于运动状态； 2) 若人体在某一方向的运动加速度大于某界定值，人的心率升高但人的体表温度稳 定，贝1J判定人体处于轻运动状态； 3) 若人体在某一方向的运动加速度大于某界定值，虽然人的心率保持稳定但人的体表 温度升高，则判定人体处于运动状态； 4) 若人体在某一方向的运动加速度小于某界定值，但人的心率升高人的体表温度稳 定，则判定人体处于微激动状态，按照轻运动状态处理； 5) 若人体在某一方向的运动加速度小于某界定值，但人的心率和人的体表温度均升 高，则判定人体处于激动状态，按照运动状态处理； 6) 人体在某一方向的运动加速度小于某界定值，其人的心率值下降，或心率稳定在低 于心率次数设定值的心率值，则判定人体处于睡眠状态。
【专利摘要】本发明涉及一种根据人体生理反应控制室内空调运行的方法，包括：判断人体所处的状态；根据运动状态选择舒适体表温度；根据选定的与人体运动状态相关的舒适体表温度，确定人体是否处于舒适状态的舒适区间；实时测量的人体皮肤温度；空调控制策略按照夏季和冬季两种工况确定。本发明可以使空调的温度控制更接近人体本身处于某一种生理状态时间段内的需要，使人体感觉更加舒适，并避免了资源浪费。
【IPC分类】F24F11/00
【公开号】CN105222274
【申请号】CN201510613437
【发明人】娄承芝, 张玉博, 娄光霁, 田 浩, 袁小平
【申请人】天津大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月22日