基于pmv的温度调节系统及调节方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子器件技术领域，涉及基于PMV的温度调节系统及调节方法。
【背景技术】
[0002] PMV-预测平均投票数，根据丹麦的科学家Fanger教授提出的代表人体冷热感觉 (热反应）的评价指标，它代表处于一个热环境下的人们的冷热感受的平均。预测不满意 百分数--PPD，代表了对当前温度环境感觉不满意的比例，这是因为每个人的热反应多少 存在着生理上的差异，PMV指标不可能代表全部人的感觉，这样Fanger教授又提出了 PPD 评价指标。PMV-PH)热舒适模型确立人体体温调节的数学模型，将人体的冷热感觉分为7 级，分别是冷、凉、稍凉、中性、稍暖、暖、热，对应PMV值从-3到+3的整数。PMV的数值与六 个因素有关。这些因素可以分为人为因素和环境因素。人为因素，包括人体的新陈代谢速 率和服装的热阻。四个因素取决于环境，包括空气温度（AT)、空气的相对湿度（RH)、空气 的流通速率（AV)以及平均辐射温度（RT)。PMV的计算公式基于热平衡理论和体温调节。 若将人体看成是一个系统，那么人与外部环境之间的热交换遵循热力学第一定律，即S = M-W-E-Q-R-C，其中S为人体的蓄热率（热量变化速率），W为人体所做的有用功，M为人体 的新陈代谢速率，C为人体外表面与环境的对流换热量，R为着装人体外表面与环境的辐射 换热量，E是皮肤通过汗液蒸发、扩散蒸发和呼吸所造成的散热量，最后的Q为热舒适系统 的输出能量。当人体与环境的热交换达到平衡状态，则人体的蓄热率S = 0。人体通过生理 过程，比如出汗、发抖、调节皮肤血流量等过程，保持新陈代谢所产生的热量和身体失热量 之间的平衡。PMV-PDD热舒适模型指标，为评价热舒适性的指标。该指标适用于风速较小、 温度波动不大、并且偏中性的热环境中。事实也证明这些环境下用PMV-PDD指标来预测热 环境的舒适度是完全正确的，它是可取的。PMV指标计算方法为现有方法，其计算公式为： PMV = (0? 303exp(-0? 036M)+0? 0275)[(M-W)-H-Ec-Cres-Eres]。
[0003] 其中：M为人体新陈代谢率，决定于人体的活动量大小；W是人体作的有用功；H指 人体表面的对流、辐射产生的热损耗；Ec为皮肤上的散热和出汗散热量；Cres是呼吸中的 显热损失量；Eres指呼吸中的潜热损失量；
[0004]目前的温度调节采用人工方式调节，不能自动适应人对于环境的温感，且调节较 为麻烦。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供基于PMV的温度调节系统，解决了目前环境温度需要人工 调节，不能自适应的问题。
[0006] 本发明的另一个目的是提供基于PMV调节系统的调节方法。
[0007] 本发明所采用的技术方案是包括STC89C52芯片，STC89C52的1、2、3管脚分别连 接DS1302的6、7、5管脚，DS1302的3、2管脚分别连接在振荡源X2的两端，DS1302的8管 脚连接电池组B1的正极，电池组B1的负极接地，STC89C52的19管脚、振荡源XI的一端和 电容Cl的一端连接在一起，STC89C52的18管脚、振荡源XI的另一端和电容C2的一端连接 在一起，STC89C52的9管脚、电阻R1的一端和电容C3的一端连接在一起，电容C1的另一 端、电容C2的另一端、电阻R1的另一端连接在一起并接地，电容C3的另一端与STC89C52的 31管脚连接在一起，STC89C52的15管脚、电阻R2的一端、DS18B20的2管脚连接在一起， DS18B20的1管脚接地，DS18B20的3管脚连接电阻R2的另一端，STC89C52的28管脚连接 74HC04的1管脚，STC89C52的24管脚连接BUTTON按键的一端，BUTTON按键的另一端接地， STC89C52的23管脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1 的集电极、继电器RTE24005F的1管脚和二极管D1的负极连接在一起，继电器RTE24005F 的2管脚、二极管D1的负极连接在一起并且接地，继电器RTE24005F的3管脚接地，继电器 RTE24005F的4管脚连接外部模拟空调设备L1，STC89C52的39-32管脚、RESPACK-8的9-2 管脚、PG160128A的11-18管脚分别按顺序连接在一起。
[0008] PMV的温度调节系统进行温度调节方法，按照以下步骤进行：
[0009] 步骤1:读取测量空气温度值；
[0010] 步骤2 :设定不同场景，包括冬季平时，冬季睡眠，冬季起床，夏季平时，夏季睡眠， 夏季起床，预先存储在单片机中；
[0011] 步骤3:将测量得到的空气温度值传送给单片机，单片机对得到的数据计算PMV 值，并将PMV值与对应场景的预设PMV值进行比较；
[0012] 步骤4:等待120秒，看是否有人为干预调整设定温度值；
[0013] 步骤5 :当没有人为干预时，单片机将控制温度设备进行加温或降温，使其调节到 预定范围内。
[0014] 本发明的有益效果是可以自动调节温度，使人感到舒适。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明系统电路连接原理示意图；
[0016] 图2是本发明温度控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0018] 本发明系统如图1(a)至图1(c)所示，包括STC89C52芯片，STC89C52的1、2、3管 脚分别连接DS1302的6、7、5管脚，DS1302的3、2管脚分别连接在振荡源X2的两端，DS1302 的8管脚连接电池组B1的正极，电池组B1的负极接地，STC89C52的19管脚、振荡源XI的 一端和电容C1的一端连接在一起，STC89C52的18管脚、振荡源XI的另一端和电容C2的 一端连接在一起，STC89C52的9管脚、电阻R1的一端和电容C3的一端连接在一起，电容 C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R1的另一端连接在一起并接地，电容C3的另一端与 STC89C52的31管脚连接在一起，STC89C52的15管脚、电阻R2的一端、DS18B20的2管脚 连接在一起，DS18B20的1管脚接地，DS18B20的3管脚连接电阻R2的另一端，STC89C52的 28管脚连接74HC04的1管脚，STC89C52的24管脚连接BUTTON按键的一端，BUTTON按键 的另一端接地，STC89C52的23管脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接三极管Q1 的基极，三极管Q1的集电极、继电器RTE24005F的1管脚和二极管D1的负极连接在一起， 继电器RTE24005F的2管脚、二极管D1的负极连接在一起并且接地，继电器RTE24005F的 3管脚接地，继电器RTE24005F的4管脚连接外部模拟空调设备Ll，STC89C52的39-32管 脚、RESPACK-8的9-2管脚、PG160128A的11-18管脚分别按顺序连接在一起。
[0019] 其中：U1为单片机STC89C52,是8位MCU。U2是74HC04为非门。U3为DS1302时 钟芯片，可以为系统提供时间。B1为电池，为DS1302系统电源。U4为DS18B20为温度传感 器，用来采集周围环境温度。IXD1是PG160128A液晶中文显示屏，可显示当前时间及温度。 Ql，D1，及RL1，R4构成继电器控制电路，由STC89C52的P2. 2 口输出控制。L1模拟空调设 备，单片机通过程序运行，采集当前温度，并与场景值进行比较，判定需要升温或降温，制冷 时，当需要降温时P2. 2输出高电平，使继电器吸合，送给制冷设备智能信号。制热时同理。 (：1，0241，构成单片机时钟电路，1?1，03及电源构成单片机复位及使能电路。时钟电路及复 位电路，使能电路以及STC89C52构成单片机最小系统。P2. 3及Button按键可用来选择当 前场景，按下次数1-6分别与6种场景对应。
[0020] 如图2所示为本发明控制方法。控制方法分为以下步骤：
[0021] 步骤1 :通过DS18B20温度传感器读取测量空气温度值；
[0022] 步骤2:通过BUTTON按键设定不同场景，包括冬季平时、睡眠，起床，夏季平时、 睡眠、起床，对应场景的PMV值如表1所示，预先存储在STC89C52单片机中，可根据需 要添加不同场景。（根据人体的平时活动量大小，不同季节穿衣服多少以及家庭成员 的家庭活动类型，进行计算机模拟，拟合公式为：PMV= (0. 303eXp(-0.036M)+0.0275) [(M-W) -H-Ec-Cres-Eres]):获得各场景最佳温度及对应PMV值）
[0023]表1
[0024]
【主权项】
1. 基于PMV的温度调节系统，其特征在于：包括STC89C52芯片，STC89巧2的1、2、3管 脚分别连接DS1302的6、7、5管脚，DS1302的3、2管脚分别连接在振荡源X2的两端，DS1302 的8管脚连接电池组B1的正极，电池组B1的负极接地，STC89巧2的19管脚、振荡源XI的 一端和电容C1的一端连接在一起，STC89C52的18管脚、振荡源XI的另一端和电容C2的 一端连接在一起，STC89C52的9管脚、电阻R1的一端和电容C3的一端连接在一起，电容 C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R1的另一端连接在一起并接地，电容C3的另一端与 STC89C52的31管脚连接在一起，STC89C52的15管脚、电阻R2的一端、DS18B20的2管脚 连接在一起，DS18B20的1管脚接地，DS18B20的3管脚连接电阻R2的另一端，STC89巧2的 28管脚连接74肥04的1管脚，STC89C52的24管脚连接脚TTON按键的一端，脚TTON按键 的另一端接地，STC89C52的23管脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接H极管Q1 的基极，H极管Q1的集电极、继电器RTE24005F的1管脚和二极管D1的负极连接在一起， 继电器RTE24005F的2管脚、二极管D1的负极连接在一起并且接地，继电器RTE24005F的 3管脚接地，继电器RTE24005F的4管脚连接外部模拟空调设备11，STC89C52的39-32管 脚、RESPACK-8的9-2管脚、PG160128A的11-18管脚分别按顺序连接在一起。 2. PMV的温度调节系统进行温度调节方法，其特征在于，按照W下步骤进行： 步骤1 ;读取测量空气温度值； 步骤2 ;设定不同场景，包括冬季平时，冬季睡眠，冬季起床，夏季平时，夏季睡眠，夏季 起床，预先存储在单片机中； 步骤3 ;将测量得到的空气温度值传送给单片机，单片机对得到的数据计算PMV值，并 将PMV值与对应场景的预设PMV值进行比较； 步骤4:等待120砂，看是否有人为干预调整设定温度值； 步骤5 ;当没有人为干预时，单片机将控制温度设备进行加温或降温，使其调节到预定 范围内。
【专利摘要】本发明公开了基于PMV的温度调节系统及调节方法，包括单片机STC89C52，74HC04为非门，DS1302时钟芯片，B1电池组，PG160128A液晶中文显示屏。Q1，D1，及RL1，R4构成继电器控制电路，由STC89C52的P2.2口输出控制。L1模拟空调设备，单片机获取当前温度，并与场景值进行比较，判定需要升温或降温，制冷时，当需要降温时P2.2输出高电平，使继电器吸合，送给制冷设备智能信号。制热时同理。C1，C2，X1，构成单片机时钟电路，R1，C3及电源构成单片机复位及使能电路。P2.3及Button按键可用来选择当前场景，按下次数1-6分别与6种场景对应。本发明的有益效果是可以自动调节温度，使人感到舒适。
【IPC分类】G05D23-20
【公开号】CN104536488
【申请号】CN201410812161
【发明人】李德路, 邓先明, 方蒽, 侯文宝, 张刚, 刘志坚, 宋培, 谢欢, 魏文, 王文杰, 郭扬
【申请人】江苏建筑职业技术学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月23日