根據(jù)人體生理反應(yīng)控制室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空調(diào)的控制方法，尤其涉及一種根據(jù)人體生理反應(yīng)來(lái)控制室內(nèi)空 調(diào)運(yùn)行的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對(duì)室內(nèi)空調(diào)的控制大多是以室內(nèi)溫度做為控制目標(biāo)，控制空調(diào)室內(nèi)溫度使 之達(dá)到某設(shè)定的值。這樣并不能完全滿足人體舒適性的需要。
[0003] 事實(shí)上，盡管人們常評(píng)價(jià)房間的"冷"和"暖"，但實(shí)際上人是不能直接感覺(jué)到環(huán)境 溫度的，只能感覺(jué)到位于自己皮膚表面下的神經(jīng)末梢的溫度。這是因?yàn)槲覀兊纳眢w是靠外 圍溫度傳感器來(lái)感受外界冷熱刺激的，在皮膚表皮下分布著冷、熱感受器，當(dāng)這個(gè)感受器受 至_激后，會(huì)將信息傳到體溫調(diào)節(jié)中樞下丘腦，這時(shí)候人們才能感覺(jué)到冷和暖。
[0004] 根據(jù)現(xiàn)代生理醫(yī)學(xué)的解釋，人的體溫分為表層溫度與深部溫度，人的深部溫度相 對(duì)穩(wěn)定，表層溫度則不穩(wěn)定。體表的最外層即皮膚溫度稱為體表溫度，體表溫度是深部溫度 與外部環(huán)境散熱平衡后的溫度，與環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù)綜合平衡后的溫度。
[0005] 再者，人的體溫在體溫調(diào)節(jié)中樞控制下，通過(guò)增減皮膚的血流量、發(fā)汗、戰(zhàn)栗等生 理調(diào)節(jié)反應(yīng)，能維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定水平。我通過(guò)大量試驗(yàn)得到，人在情緒激動(dòng)、運(yùn)動(dòng)及餐后 會(huì)產(chǎn)生心跳加快體溫上升等現(xiàn)象，人自我感覺(jué)燥熱；反之，睡眠、靜止與饑餓時(shí)，人體的心率 減慢體溫相對(duì)降低，自我感覺(jué)寒冷。
[0006] 因此，人體在不同的生理狀態(tài)下對(duì)環(huán)境溫度的要求也是不同的，如在活動(dòng)和睡眠、 激動(dòng)和平靜、進(jìn)餐和饑餓等生理狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)都有著不同的溫度要求。所以，空調(diào)系統(tǒng)還 應(yīng)該需要根據(jù)人的內(nèi)在生理反應(yīng)需要調(diào)節(jié)環(huán)境溫度。
[0007] 通過(guò)人體舒適性的實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，人體在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，人體感覺(jué)到舒適時(shí)， 體表溫度存在一個(gè)不同的范圍。比如我們的受試者在室溫23°C時(shí)，安靜狀態(tài)下皮膚溫度在 32°C-34°C，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下皮膚溫度在31°C-32°C，睡眠狀態(tài)下皮膚溫度在34. 5°C-36. 5°C時(shí) 的大致范圍內(nèi)，會(huì)感覺(jué)到身體舒適。當(dāng)然此數(shù)據(jù)因人而已。
[0008] 所以，如果空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)判斷人的生理活動(dòng)，結(jié)合人的皮膚溫度，就能直接對(duì) 人體的舒適感進(jìn)行評(píng)價(jià)，據(jù)此控制空調(diào)的溫度及風(fēng)速等參數(shù)。如睡眠后室溫根據(jù)人體的需 要會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)升高，相反，運(yùn)動(dòng)及餐后室溫根據(jù)人體的需要會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)降低，這樣，不但可 以使人感覺(jué)到更加舒適和健康，而且也避免了能源的浪費(fèi)，使空調(diào)產(chǎn)品更加節(jié)能環(huán)保。
[0009]另外，隨著人的生活水平的提高，人們對(duì)生活品質(zhì)要求越來(lái)越高?？纱┐髟O(shè)備因其 便利性、良好的交互界面等用戶體驗(yàn)，越來(lái)越多的受到人們歡迎；可穿戴設(shè)備因?yàn)楦魇礁鳂?人體傳感器的涌現(xiàn)功能不斷增多，智能化程度不斷提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對(duì)上述的生理特性與現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種根據(jù)人體生理反應(yīng)來(lái)控制室內(nèi) 空調(diào)運(yùn)行的方法，本發(fā)明控制方法可以使空調(diào)的溫度控制更接近人體本身處于某一種生理 狀態(tài)時(shí)間段內(nèi)的需要，使人體感覺(jué)更加舒適，周圍環(huán)境狀態(tài)對(duì)人體更加安全；并避免了資源 浪費(fèi)，同時(shí)更加環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0011] -種根據(jù)人體生理反應(yīng)控制室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行的方法，該方法要求位于空調(diào)控制房間 的某個(gè)人攜帶可穿戴設(shè)備，該設(shè)備可以測(cè)量人的皮膚溫度、人的心率值和人的運(yùn)動(dòng)加速度， 包括下面幾個(gè)步驟：
[0012] 第一步，判斷人體所處的狀態(tài)；
[0013] 第二步，根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)選擇舒適體表溫度，安靜狀態(tài)下選擇安靜舒適體表溫度 睡眠狀態(tài)下選擇睡眠舒適體表溫度t 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下選擇運(yùn)動(dòng)舒適體表溫度t 考慮 到空調(diào)節(jié)能，當(dāng)人體處于輕微運(yùn)動(dòng)時(shí)選擇安靜舒適體表溫度
[0014] 第三步，根據(jù)選定的與人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的舒適體表溫度，確定人體是否處于舒 適狀態(tài)的舒適區(qū)間；實(shí)時(shí)測(cè)量的人體皮膚溫度，空調(diào)運(yùn)行應(yīng)盡量保證人體皮膚體表溫度處 于此區(qū)間；
[0015] 第四步，空調(diào)控制策略包括兩種情形：
[0016] 1)冬季工況下空調(diào)控制策略：首先要進(jìn)行室內(nèi)溫度的判斷，若室內(nèi)溫度高于空調(diào) 控制器溫度設(shè)定的最大值T_，則無(wú)論人體皮膚溫度是否處于舒適區(qū)間，均關(guān)閉空調(diào)；當(dāng)溫 度低時(shí)，如果人體皮膚溫度低于所選定的舒適區(qū)間的下限，則開啟空調(diào)，如果皮膚溫 度高于所選定的舒適區(qū)間的上限，則關(guān)閉空調(diào)；
[0017] 2)夏季工況下空調(diào)控制策略：首先要進(jìn)行室內(nèi)溫度的判斷，若室內(nèi)溫度低于空調(diào) 控制器溫度設(shè)定的最小值!^。，則無(wú)論人體皮膚溫度是否處于舒適區(qū)間，均關(guān)閉空調(diào)；當(dāng)溫 度高于1~_時(shí)，如果人體皮膚溫度高于所選定的舒適區(qū)間的上限，則開啟空調(diào)，如果皮膚溫 度低于所選定的舒適區(qū)間的下限，則關(guān)閉空調(diào)。
[0018] 其中，第一步可包括下列的幾種情形：
[0019] 1)若人體在某一方向的運(yùn)動(dòng)加速度大于某界定值，且人的心率和人的體表溫度均 升高，則判定人體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0020] 2)若人體在某一方向的運(yùn)動(dòng)加速度大于某界定值，人的心率升高但人的體表溫度 穩(wěn)定，則判定人體處于輕運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0021] 3)若人體在某一方向的運(yùn)動(dòng)加速度大于某界定值，雖然人的心率保持穩(wěn)定但人的 體表溫度升高，則判定人體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0022] 4)若人體在某一方向的運(yùn)動(dòng)加速度小于某界定值，但人的心率升高人的體表溫度 穩(wěn)定，則判定人體處于微激動(dòng)狀態(tài)，按照輕運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理；
[0023] 5)若人體在某一方向的運(yùn)動(dòng)加速度小于某界定值，但人的心率和人的體表溫度均 升高，則判定人體處于激動(dòng)狀態(tài)，按照運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理；
[0024] 6)人體在某一方向的運(yùn)動(dòng)加速度小于某界定值，其人的心率值下降，或心率穩(wěn)定 在低于心率次數(shù)設(shè)定值的心率值，則判定人體處于睡眠狀態(tài)。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0026] 人們?cè)诰o張的工作和睡眠時(shí)，以及饑餓和飽餐后，同樣的室內(nèi)溫度下，人們的感受 是不同的，甚至睡眠時(shí)，有可能會(huì)著涼凍病。本發(fā)明控制方法可以根據(jù)個(gè)體需求調(diào)整室內(nèi)控 調(diào)的溫度及風(fēng)速，以達(dá)到最佳的室內(nèi)環(huán)境溫度，本發(fā)明控制方法更具人性化和智能化，同時(shí) 還可以節(jié)省能源。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1控制裝置硬件構(gòu)成及連接關(guān)系的方框圖，（a)為可穿戴部分，（b)為空調(diào)控制 部分
[0028] 圖2生理狀態(tài)判斷流程
[0029] 圖3冬季空調(diào)控制策略，圖中，
[0030] Tn-室內(nèi)溫度；Tw-一皮膚溫度；
[0031] T_--冬季房間溫度控制上限，與房間溫度設(shè)定值有關(guān)。
[0032] Tcwnin一一人體舒適體表溫度設(shè)定值下限，與舒適體表溫度設(shè)定值有關(guān)。
[0033] Tcwnax一一人體舒適體表溫度設(shè)定值上限，與舒適體表溫度設(shè)定值有關(guān)。
[0034] 圖4夏季空調(diào)控制策略，圖中，
[0035] Tn一一室內(nèi)溫度；Tw-一皮膚溫度；
[0036] T_-一夏季房間溫度控制下限，與房間溫度設(shè)定值有關(guān)。
[0037] Tcwnin一一人體舒適體表溫度設(shè)定值下限，與舒適體表溫度設(shè)定值有關(guān)。
[0038] Tcwnax一一人體舒適體表溫度設(shè)定值上限，與舒適體表溫度設(shè)定值有關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)人體生理反應(yīng)控制室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行方法，本發(fā)明的裝置硬件構(gòu)成如圖 1所示，由可穿戴部分和無(wú)線接收及空調(diào)控制部分組成。其中可穿戴部分主要實(shí)現(xiàn)人體生理 狀態(tài)的采集以及信息轉(zhuǎn)換并發(fā)生無(wú)線信號(hào)的功能。具體包括：
[0040] 一一溫度傳感器、光學(xué)心率傳感器、加速度傳感器：溫度傳感器用于測(cè)量體表和環(huán) 境的溫度；光學(xué)心率傳感器、加速度傳感器相互配合用于監(jiān)測(cè)人的運(yùn)動(dòng)量和心率大小。
[0041]-一測(cè)量與轉(zhuǎn)換電路：用于轉(zhuǎn)化傳感器信號(hào)。
[0042] 一一中央處理器：對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、處理。
[0043]LCD顯不器：顯不體表和環(huán)境溫度，以及心率值。
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