[發明專利]基于心率的睡眠狀態下風扇的動態舒適風調控方法及裝置

有效

• 申請號: 201910559661.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110425173B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 喻偉;李百戰;閆可;杜晨秋;張悅;劉紅;康瑞祥;蘇瑩
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F04D25/08
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.基于心率的睡眠狀態下風扇的動態舒適風調控裝置，其特征在于：包括風扇、環境參數采集模塊、心率采集模塊、代謝率計算模塊、處理模塊、控制模塊、風速調節模塊和單片機；

所述風扇開啟時，處于睡眠風模式；

每隔K周期，所述環境參數采集模塊采集周圍環境的溫度、濕度和風扇的平均輻射溫度，并發送至處理模塊；

每隔K周期，所述心率采集模塊監測使用者的心率信號HR，并發送至代謝率計算模塊；

所述代謝率計算模塊對所述心率信號進行處理，得到使用者的代謝率信號f(met)，并發送至處理模塊；

代謝率信號和心率信號對應關系如下：

HR≥75，代謝率信號為f(met)＝1.0met，誤差范圍為[-0.1met.0.1met]；

HR位于區間[65,75),代謝率信號為f(met)＝0.9met，誤差范圍為[-0.1met,0.1met]；

HR位于區間[55,65),代謝率信號為f(met)＝0.8met，誤差范圍為[-0.1met,0.1met]；

HR55,代謝率信號為f(met)＝0.7met，誤差范圍為[-0.1met,0.1met]；

所述處理模塊預設床褥熱阻值；

所述處理模塊存儲標準有效溫度SET計算模型和風扇風速與溫度耦合模型；

所述標準有效溫度SET計算模型對周圍環境的溫度、濕度、風扇的平均輻射溫度、代謝率信號和預設的床褥熱阻值進行處理，得到標準有效溫度SET信號；

所述處理模塊判斷標準有效溫度SET信號是否位于區間[k₁，k₂]內，若是，則將標準有效溫度SET信號輸入到風扇風速與溫度耦合模型中；若標準有效溫度SET信號k₁，則所述處理模塊向控制模塊發送最小風速信號；若標準有效溫度SET信號k₂，則所述處理模塊向控制模塊發送最大風速信號；

利用不同熱感覺TSV投票下風扇風速與溫度耦合模型計算得到人體熱感覺投票值TSV＝0時的基準風速V₀、人體熱感覺投票值TSV＝0.5時的最小風速Vmin和人體熱感覺投票值TSV＝-0.5時的最大風速Vmax；

所述不同熱感覺TSV投票下風扇風速與溫度耦合模型如下所示：

TSV＝-0.5時，最大風速V_max＝a×SET+b₁；

TSV＝0時，基準風速V₀＝a×SET+b₀；

TSV＝0.5時，最小風速V_min＝a×SET+b₂；

式中，V為風速；a、b₀、b₁、b₂為經驗值；

所述控制模塊預設風速波動周期T；

所述控制模塊接收到基準風速V₀、風速上限Vmax和風速下限Vmin時，生成正弦波動函數，并反饋至風速調節模塊；

所述控制模塊接收到最小風速信號時，生成最小風速調控信號，并反饋至風速調節模塊；

所述控制模塊接收到最大風速信號時，生成最大風速調控信號，并反饋至風速調節模塊；

所述風速調節模塊基于正弦波動函數、最大風速調控信號或最小風速調控信號，調節風扇風速；

所述環境參數采集模塊、代謝率計算模塊、處理模塊、控制模塊、風速調節模塊集成在單片機中。

2.根據權利要求1所述的基于心率的睡眠狀態下風扇的動態舒適風調控裝置，其特征在于：所述心率采集模塊為智能手環。