CN106996621A - 基于红外探测的智能空调控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于红外探测的智能空调控制装置及控制方法，装置包括微处理器、红外探测模块、空调、遥控器、温度传感器、模式选择模块、电源模块。控制方法是，微处理器分别连接遥控器、红外探测模块、空调、温度传感器、模式选择模块、电源模块。模式选择可通过模式选择模块选择，也可通过遥控器进行操作。遥控器选择第一工作模式，类似传统空调工作模式，手动调节空调；遥控器选择第二工作模式，红外探测装置根据热成像与周边温度的差值，自动识别室内是否有人，自动启停空调，并根据人所处位置调节室内温度。本发明大大减少了用户手动操作的频率，能让人体感到更舒适，也在一定程度上避免了温度不宜而导致的身体不适。

Description

基于红外探测的智能空调控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于一种电子控制方法及装置，具体涉及一种基于红外探测的智能空调控制装置及控制方法。

背景技术

一种基于红外探测的智能空调是微处理器接收红外探测模块所采集的数据，根据热图像自动控制空调开启或关闭、调节使用者所处位置的温度。现有的空调:它们大多需要使用者手动控制空调开关、手动调节空调温度。现有空调调节的多半都是温度传感器附近的温度，使用者所处位置可能不能在一开始选择温度后达到预期效果而导致使用者需要进行二次调节。使用者入睡后，无法及时调节空调温度，可能引发使用者不适。因此，设计一种基于红外探测的智能空调控制装置及控制方法能给使用者带来很大的方便，具有重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明旨在克服传统空调在使用者入睡后无法及时调节温度以及使用者所处位置温度与示数不符的不足，提供一种基于红外探测的智能空调控制装置及控制方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于红外探测的智能空调控制装置，包括：

微处理器，其将遥控器与空调通讯连接，所述遥控器用于控制所述空调的运行，所述微处理器中设置有温度预判模块；

红外探测模块，其安装在室内并与微处理器连接，所述红外探测模块用于获取室内物体的红外热图像；

温度传感器，其设置在室内并与所述微处理器连接；以及

模式选择模块，其与所述微处理器连接，所述模式选择模块上设置有若干可选的工作档位；

其中，第一工作档位对应于第一工作模式，第二工作档位对应于第二工作模式，第三工作档位对应于第一工作模式或第二工作模式，所述空调运行在第一工作模式或第二工作模式上。

优选的，所述遥控器上设置有控制所述空调运行在第一工作模式或第二工作模式的工作模式选择单元；所述模式选择模块直接与所述空调连接，当所述模式选择模块处于第一工作档位或第二工作档位时，所述工作模式选择单元处于失效状态；当模式选择模块处于第三工作档位时，所述工作模式选择单元处于激活状态。

优选的，所述空调连接所述温度传感器，所述第一工作模式：根据所述温度传感器反馈的探测温度，用所述遥控器手动调节所述温度传感器附近的温度。

优选的，所述空调连接所述红外探测模块，所述第二工作模式：所述红外探测模块将所采集的物体热图像数据反馈到所述微处理器，所述微处理器根据物体热图像中热源头与其周边温度的差值，自动识别室内是否有人，从而自动启停所述空调，并根据人所处的位置调节室内温度。

优选的，所述自动识别室内是否有人的方法为：所述红外探测模块采集室内物体的红外热图像并将该热图像传入所述微处理器，所述微处理器将所述红外热图像中热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果所述热源头区域的面积占整个热图像区域面积的比例大于或等于设定的值K，并且热图像传输时间超过10秒以上，则确定有室内有人。

优选的，所述根据人所处的位置调节室内温度的方法为：根据热图像确定人处于室内的位置，确定人所处位置后，所述微处理器多次将人对应的热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果人对应的热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐减小，则自动将空调的温度调高或调低，否则反方向调节空调的温度。

优选的，还包括有室外测温装置和记录仪，所述室外测温装置用于测量室外温度，所述室外测温装置和记录仪分别与微处理器连接，所述记录仪分别记录室内温度、热源头温度、室内环境温度随时间的变化过程曲线，所述温度预判模块根据所述记录仪生产的曲线图分析出室内环境温度、热源头温度的变化趋势，所述微处理器根据该变化趋势施加给所述空调一个提前控制量。

一种基于红外探测的智能空调控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、选择模式选择模块的工作档位和空调的工作模式；

步骤二、若选择第一工作模式，用遥控器选择夏季或冬季后模式，使用者通过遥控器手动开启或关闭空调，然后根据所述温度传感器反馈的探测温度手动控制室内温度；

步骤三、若选择第二工作模式，微处理器通过温度传感器所采集的数据自动判断是夏季或冬季，所述红外探测模块采集室内物体的红外热图像并将该热图像传入所述微处理器，所述微处理器将所述红外热图像中热源头图像与其周边物体热图像进行比对，所述微处理器根据物体热图像中热源头与其周边温度的差值，自动识别室内是否有人，以自动启停所述空调，并根据热图像确定人处于室内的位置，并根据人所处的位置调节室内温度。

优选的，所述步骤三中，如果所述热源头区域的面积占整个热图像区域面积的比例大于或等于设定的值K，并且热图像传输时间超过10秒以上，则确定有室内有人，确定使用者位置后，根据热图像比较热源头与其周边温度的温度差，如果该温度差大于或等于设定的值D就开启空调，否则控制空调处于待机模式。

优选的，所述步骤三中，每隔一段时间比较所述热源头与其周围环境的温度差，根据该温度差值，调高或调低空调的出风温度，以减小所述热源头与其周围环境的温度差。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明能够在使用者入睡后及时自动调节室温，还能够有效准确的调节使用者所处位置的温度，能够自动判断季节，使用方便。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的控制装置方框原理图；

图2为本发明的红外探测模块采集的热图像示意图；

图3为本发明的控制方法的流程图；

图中：A为整幅热图像区域，B为A中热源头区域。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例一

一种基于红外探测的智能空调控制装置，如图1所示，包括：红外探测模块100、遥控器200、模式选择模块300、温度传感器500以及微处理器700。

微处理器700将遥控器200与空调400通讯连接，以实现所述遥控器200控制所述空调400的运行，所述微处理器中设置有温度预判模块，微处理器700连接有一电源模块600，为微处理器700供电。红外探测模块100安装在室内并与微处理器700连接，所述红外探测模块100用于获取室内物体的红外热图像数据，并将该数据传送至微处理器700中最终生成室内的红外热图像；

温度传感器500设置在室内，用于采集室内温度传感器500附近的温度，并将该温度数据传送至所述微处理器700中，模式选择模块300与所述微处理器700连接，所述模式选择模块300上设置有三个可选的工作档位，其中，第一工作档位对应于空调工作在第一工作模式下，第二工作档位对应于空调工作在第二工作模式下，第三工作档位对应于空调工作在第一工作模式或第二工作模式下。

所述遥控器200上设置有控制所述空调400运行在第一工作模式或第二工作模式的工作模式选择单元，所述模式选择模块300直接与所述空调400连接，当所述模式选择模块300处于第一工作档位或第二工作档位时，所述工作模式选择单元处于失效状态，也就是说，如果模式选择模块300处于第一工作档位，则空调工作在第一工作模式下；如果模式选择模块300处于第二工作档位，则空调工作在第二工作模式下；当模式选择模块300处于第三工作档位时，所述工作模式选择单元处于激活状态，通过工作模式选择单元可以选择空调处于第一工作模式下或处于第二工作模式下。

所述空调400连接所述温度传感器500，所述第一工作模式为：根据所述温度传感器500反馈的探测温度，用所述遥控器200手动调节所述温度传感器500附近的温度，类似传统空调工作模式，手动调节所述空调的出风温度。

所述空调400连接所述红外探测模块100，所述第二工作模式为：所述红外探测模块100将所采集的物体热图像数据反馈到所述微处理器700，生成室内的热图像，并从该热图像中分析出热源头，所述微处理器700根据物体热图像中热源头与其周边温度的差值，自动识别室内是否有人，从而自动启停所述空调400，并根据人所处的位置自动调节室内的温度，特别是当使用者入睡后，微处理器700能根据人体温度及时自动调节室温，还能够有效准确的调节使用者所处位置的温度，能够自动判断季节，减少了用户手动操作的频率，能让人体感到更舒适，也在一定程度上避免了温度不宜而导致的身体不适，使用方便，降低能耗。

上述技术方案中，如图2所示，所述自动识别室内是否有人的方法为：所述红外探测模块100采集室内物体的红外热图像并将该热图像传入所述微处理器700，所述微处理器700将所述红外热图像中热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果热源头区域B占整个热图像区域A的比例大于或等于设定的值K，并且热图像传输时间超过10秒以上，则确定有室内有人，微处理器700根据人所处的位置以及人与周围环境的温差来控制空调的运行，并调节室内温度。

具体的，所述根据人所处的位置调节室内温度的方法为：根据热源头在热图像中所处的位置来确定人处于室内的位置，确定人所处位置后，所述微处理器700多次将人对应的热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果人对应的热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐减小，则自动将空调400的温度调高或调低，否则反方向调节空调400的温度。

所述微处理器700中设置有温度预判模块，根据室内温度和人体与周围环境温差的变化来判断室内温度、人体温度的变化趋势，从而提前调整空调的出风温度，以增加空调的温度调节精度，减少温度过调整、欠调整而引起的温度振荡，影响人体舒适性。

实施例二

在实施例一的基础上，本发明的智能空调控制装置还包括有室外测温装置和记录仪，所述室外测温装置用于测量室外温度，所述室外测温装置和记录仪分别与微处理器连接，将室内温度、室外温度以及室内热源头的温度数据传送至记录仪中，所述记录仪分别记录室内温度、热源头温度、室内环境温度随时间的变化过程曲线，所述温度预判模块根据所述记录仪生产的曲线图分析出室内环境温度、热源头温度的变化趋势，所述微处理器根据热源头温度与室内环境温度的差异值及其随时间的变化趋势，以及考虑室内、室外的温差及其随时间的变化趋势来施加给所述空调一个提前控制量，以控制将室内温度控制在一个舒适的温度范围内，避免造成室内温度的过调节、欠调节，使得室内温度振荡，影响使用者的舒适性。

实施例三

一种基于红外探测的智能空调控制装置的控制方法，结合图1-3，包括以下步骤：

步骤一、选择模式选择模块300的工作档位和空调400的工作模式，具体的，如果模式选择模块300处于第一工作档位，则空调工作在第一工作模式下；如果模式选择模块300处于第二工作档位，则空调工作在第二工作模式下；当模式选择模块300处于第三工作档位时，所述工作模式选择单元处于激活状态，通过工作模式选择单元可以选择空调处于第一工作模式下或处于第二工作模式下；通常将模式选择模块300置于第三工作档位，根据情况来选择空调的工作模式；

步骤二、若选择第一工作模式，用遥控器200选择夏季或冬季模式后，使用者通过遥控器200手动开启或关闭空调400，然后根据所述温度传感器500反馈的探测温度手动控制室内温度；

步骤三、若选择第二工作模式，微处理器700通过温度传感器500所采集的数据自动判断是夏季或冬季模式，所述红外探测模块100将所采集的物体热图像数据反馈到所述微处理器700，生成室内的热图像，并从该热图像中分析出热源头，所述微处理器700将所述红外热图像中热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果热源头区域B占整个热图像区域A的比例大于或等于设定的值K，并且热图像传输时间超过10秒以上，则确定有室内有人，根据热源头在热图像中所处的位置来确定人处于室内的位置，位置确定后，所述微处理器700根据物体热图像中热源头与其周边温度的差值，如果热源头区域B与周围热图像区域A的温度差大于或等于设定的值D就开启空调，否则控制空调400处于待机模式。特别是在使用者入睡后，微处理器700能根据人体实时温度及时自动调节室温，还能够有效准确的调节使用者所处位置的温度，能够自动判断季节，使用方便。

同时，步骤三中，根据人所处的位置和人与环境的温度差自动调节室内的温度。具体的，所述微处理器700多次将人对应的热源头图像与其周边物体热图像进行比对，也就是每隔一段时间就将比较热源头区域B与周围环境热图像区域A的温度差，如果人对应的热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐减小，则自动将空调400的温度调高或调低，否则反方向调节空调400的温度，以减小所述热源头与其周围环境的温度差。

例如在夏天，微处理器700将热源头与周边物体图像进行比对时，如果热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐减小，那么表明热源温度在降低，则空调自动将温度调高；如果热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐增大，那么表明热源温度在升高，则空调自动将温度降低。例如在冬天，微处理器700将热源头与周边物体图像进行比对时，如果热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐减小，那么表明热源温度在升高，则空调自动将温度降低；如果热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐增大，那么表明热源温度在降低，则空调自动将温度升高。

进一步的，温度预判模块根据室内温度和人体与周围环境温差的变化来判断室内温度、人体温度的变化趋势，从而提前调整空调的出风温度，以增加空调的温度调节精度，减少温度过调整、欠调整而引起的温度振荡，影响人体舒适性。

综上所述，本发明能够在使用者入睡后及时自动调节室温，还能够有效准确的调节使用者所处位置的温度，能够自动判断季节，减少了用户手动操作的频率，能让人体感到更舒适，也在一定程度上避免了温度不宜而导致的身体不适，使用方便。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，包括：

微处理器，其将遥控器与空调通讯连接，所述遥控器用于控制所述空调的运行，所述微处理器中设置有温度预判模块；

红外探测模块，其安装在室内并与微处理器连接，所述红外探测模块用于获取室内物体的红外热图像；

温度传感器，其设置在室内并与所述微处理器连接；以及

模式选择模块，其与所述微处理器连接，所述模式选择模块上设置有若干可选的工作档位；

其中，第一工作档位对应于第一工作模式，第二工作档位对应于第二工作模式，第三工作档位对应于第一工作模式或第二工作模式，所述空调运行在第一工作模式或第二工作模式上。

2.根据如权利要求1所述的基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，所述遥控器上设置有控制所述空调运行在第一工作模式或第二工作模式的工作模式选择单元；所述模式选择模块直接与所述空调连接，当所述模式选择模块处于第一工作档位或第二工作档位时，所述工作模式选择单元处于失效状态；当模式选择模块处于第三工作档位时，所述工作模式选择单元处于激活状态。

3.根据如权利要求2所述的基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，所述空调连接所述温度传感器，所述第一工作模式：根据所述温度传感器反馈的探测温度，用所述遥控器手动调节所述温度传感器附近的温度。

4.根据如权利要求3所述的基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，所述空调连接所述红外探测模块，所述第二工作模式：所述红外探测模块将所采集的物体热图像数据反馈到所述微处理器，所述微处理器根据物体热图像中热源头与其周边温度的差值，自动识别室内是否有人，从而自动启停所述空调，并根据人所处的位置调节室内温度。

5.根据如权利要求4所述的基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，所述自动识别室内是否有人的方法为：所述红外探测模块采集室内物体的红外热图像并将该热图像传入所述微处理器，所述微处理器将所述红外热图像中热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果所述热源头区域的面积占整个热图像区域面积的比例大于或等于设定的值K，并且热图像传输时间超过10秒以上，则确定有室内有人。

6.根据如权利要求5所述的基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，所述根据人所处的位置调节室内温度的方法为：根据热图像确定人处于室内的位置，确定人所处位置后，所述微处理器多次将人对应的热源头图像与其周边物体热图像进行比对，如果人对应的热源头图像与其周边物体热图像的温度差逐渐减小，则自动将空调的温度调高或调低，否则反方向调节空调的温度。

7.根据如权利要求6所述的基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，还包括有室外测温装置和记录仪，所述室外测温装置用于测量室外温度，所述室外测温装置和记录仪分别与微处理器连接，所述记录仪分别记录室内温度、热源头温度、室内环境温度随时间的变化过程曲线，所述温度预判模块根据所述记录仪生产的曲线图分析出室内环境温度、热源头温度的变化趋势，所述微处理器根据该变化趋势施加给所述空调一个提前控制量。

8.一种基于红外探测的智能空调控制装置的控制方法，该控制方法采用如权利要求1-7中任一项的所述基于红外探测的智能空调控制装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、选择模式选择模块的工作档位和空调的工作模式；

步骤二、若选择第一工作模式，用遥控器选择夏季或冬季模式后，使用者通过遥控器手动开启或关闭空调，然后根据所述温度传感器反馈的探测温度手动控制室内温度；

步骤三、若选择第二工作模式，微处理器通过温度传感器所采集的数据自动判断是夏季或冬季，所述红外探测模块采集室内物体的红外热图像并将该热图像传入所述微处理器，所述微处理器将所述红外热图像中热源头图像与其周边物体热图像进行比对，所述微处理器根据物体热图像中热源头与其周边温度的差值，自动识别室内是否有人，以自动启停所述空调，并根据热图像确定人处于室内的位置，并根据人所处的位置调节室内温度。

9.如权利要求8所述的基于红外探测的智能空调控制装置的控制方法，其特征在于，所述步骤三中，如果所述热源头区域的面积占整个热图像区域面积的比例大于或等于设定的值K，并且热图像传输时间超过10秒以上，则确定有室内有人，确定使用者位置后，根据热图像比较热源头与其周边温度的温度差，如果该温度差大于或等于设定的值D就开启空调，否则控制空调处于待机模式。

10.如权利要求8所述的基于红外探测的智能空调控制装置的控制方法，其特征在于，所述步骤三中，每隔一段时间比较所述热源头与其周围环境的温度差，根据该温度差值，调高或调低空调的出风温度，以减小所述热源头与其周围环境的温度差。