一种基于红外检测的智能风扇装置的制作方法

本发明涉及自主导航风扇工作控制领域，尤其涉及一种基于红外检测的智能风扇装置。

背景技术：

随着科技的进步，人们的生活水平有了很大的提高，空调已经进入很多家庭，但是它给人们带来方便的同时，也给人们带来许多病状，就是人们常说的空调病，而作为一种老牌电器的电风扇以其价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点成为大多数用户制冷的选择，普及率较高，使用广泛。虽然空调在城市当中已经相当普遍，但并没有代替电风扇的趋势，由于大多数家庭消费水平的限制，电风扇还是成熟家电行业的重要一员。

目前市面上所出售风扇大多为功能单一的按键式或遥控式风扇，这种风扇预先设置好工作模式以及电机转速，只能靠人为去改变，不能根据室内是否有人进行启动或停止，使用起来相对麻烦，还会出现忽冷忽热以及睡眠环境下无法调节的问题；当室内无人时，如果忘记关闭风扇容易造成风扇的老化和资源的浪费，严重情况下还可能由于电热温度过高，引发火灾，威胁生命安全；同时，风扇一般固定在基座上，工作范围限定在二维空间，与人体实际使用过程中的需求不相适应。因此，怎样使风扇更加智能、更加便于人们的生活依然有很大的研究价值。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于红外检测的智能风扇装置，使其具有舒适度高、机械臂控制智能化、能够实时调整风向风速等优点。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于红外检测的智能风扇装置，其特征包括使用温度传感器电路，光学传感器电路，人体红外检测传感器电路构成数据采集部分，通过温度传感器电路采集实时环境温度，温度传感器内部温度与电压成非线性关系，经过温度传感器内部内置数据采集器将输入温度信号转化为电压信号输出至单片机，光学传感器电路将环境光线照度进行采集并经过处理转化为电压信号输出至单片机，人体红外检测传感器电路通过红外线发射及返回数据确定人体位置，将位置信息输出至单片机，单片机预先设置睡眠模式，活动模式，静止模式下环境温度、照度、人体活动轨迹数据，将采集到温度，照度，位置信息后对三种数据进行处理后与参考值进行对比，自动划分为不同工作模式，不同工作模式对应对应风扇电机转速快慢，利用人体红外检测传感器电路检测人体位置信息，输出至单片机，单片机通过机器人运动方程逆求解计算出机械臂运动角度与距离输出至机械臂，机械臂进行对应运动，完成风扇在机械臂工作空间内的三维角度变换。

进一步的，一种基于红外检测的智能风扇装置，其特征包括使用人体红外检测传感器电路，检测角度110度，在工作范围内对人体活动进行检测，输出模拟信号至单片机，单片机中设置三种模式下的人体活动范围数据与人体红外检测传感器模拟输出数据经模数转化后数据进行对比，确定对应工作模式，人体红外检测传感器对人体活动进行实时检测并同步发送数据至单片机输入端进行处理。

进一步的，一种基于红外检测的智能风扇装置，其特征包括使用机械臂，人体红外检测电路检测人体位置信息输出至单片机后，单片机运用机器人运动学逆求解方程计算出机械臂运动角度及距离，输出信号至机械臂，机械臂进行旋转及平移，风扇在三维空间内进行运动。

进一步的，一种基于红外检测的智能风扇装置，其特征包括的所述人体红外检测传感器型号为amn31112。

本发明的有益效果在于，一种基于红外检测的智能风扇装置在智能分析后能够给出人体舒适的风类的大小并控制风扇电机进行实时调整，无需按键及遥控，利用机械臂使风扇在三维空间内运动，送风均匀，即使在睡眠状态下也能保证风扇送风达到人体舒适的标准。

对于传统的风扇只能够通过按键或遥控的人为操作方式不同，本发明结合了传统风扇摇头、风类、风速的功能，同时运用温度传感器，光学传感器，人体红外检测传感器，机械臂使得控制智能化，提高了风扇使用舒适度，装置简单，价格便宜，易于操作且稳定性好。

附图说明

图1为本发明的组成连接框图；

图2为人体红外线检测传感器检测范围示意图。

具体实施方式

下面对照附图，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

本发明包括温度传感器电路（1），光学传感器电路（2），人体红外检测传感器电路（3），单片机（4），电机（5）,机械臂（6）温度传感器电路（1）实时监测环境温度，将环境温度输入至单片机（4），光学传感器电路（1）实时监测环境光线，将采集数据输入至单片机（4），人体红外检测传感器电路（3）实时采集人体红外线数据，将数据输入至单片机（4），单片机（4）设定工作模式，将环境温度数据采集后与设定值进行对比，同时光学传感器电路（2）对环境光线进行采集输出至单片机（4），单片机以此区分昼夜环境，人体红外检测传感器电路（3）在工作范围内对人体红外信号进行采集，获得人体活动数据输出至单片机（4），单片机对（4）红外线数据进行分析，三项数据实时输入至单片机，单片机100hz的工作频率进行数据采集与处理，并输出不同功率至风扇电机（5），以改变风扇的转速，同时利用人体红外检测红外传感器（3）检测到的人体位置返回位置坐标至单片机（4），单片机（4）利用机器人运动方程逆求解计算出机械臂（6）转动角度，使得电风扇(11)能够在工作范围内达到上下左右的出风效果。同时采用摄像头(70)在工作范围内进行障碍物检测，若扫描范围内无障碍物，则控制安装于基座的驱动电机(10)带动基座(8)、轮式结构(9)进行移动至用户周边。

所述供电电路包括ac-dc整流模块、dc-dc调压模块、dc-ac逆变模块，供电电路用于对系统进行供电，维持系统的正常工作。

所述人体红外检测传感器型号为amn31112。

如图1所示，温度传感器电路（1）采集实时温度信号，同时接收反馈温度信号，叠加处理后输出至单片机（4），光学传感器电力路（2）接收照度信号输出至单片机（4），人体红外检测传感器电路检测人体活动状态，传输信息至单片机（4），单片机（4）将三个信号处理后与预先设置三种工作模式内数据进行对比，得出对应电机工作模式，输出信号至电机（5），人体红外检测传感器（3）输出位置信息至单片机（），单片机（4）运用机器人运动学方向逆求解计算出机械臂运动位置及角度输出信号至机械臂（6）。

如图2所示为人体红外检测传感器的工作角度与距离确定工作范围。

为使本发明技术方案更加清楚明了，以下通过一具体实施对本发明的工作过程进行说明。

在人体红外检测传感器电路（3）中，利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。人体红外检测传感器在检测到人体后接收到辐射返回，温度升高，同时确定人体位置，同时记录人体位置变化时间，将该时间与单片机（4）中预设的风扇睡眠模式下人体位置变化时间进行对比，当大于预设单片机（4）中预设人体位置变化时间后单片机输出睡眠模式下功率至电机（5），控制电机（5）调整转速，人体红外检测传感器（3）输出位置信息至单片机（4），单片机（4）运用机器人运动学方向逆求解计算出机械臂运动位置及角度输出信号至机械臂（6）。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。