CN108567259B - 高精度智能温控沙发及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度智能温控沙发的控制方法，包括骤1)检测是否有人体接触沙发座表面，若是，进入步骤2)；步骤2)检测沙发周围的环境温度t_环，若环境温度t_环小于环境设定温度，则进入步骤3)，反之，返回步骤1)；步骤3)检测沙发座与人体之间的接触面温度t_接，若接触面温度t_接小于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏的二者之和，且小于最大设定温度t_max，则进入步骤4)；步骤4)控制加热装置加热，重复步骤1‑4)，直到接触面温度t_接大于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏之和，或等于最大设定温度t_max，则停止加热本发明的沙发控制***由用户自主设置温度变化模式，可设置温度变化速度，解决了温度不能随时间变化的问题。

Description

高精度智能温控沙发及控制方法

技术领域

本发明涉及温控沙发领域，具体涉及一种高精度智能温控沙发及控制方法。

背景技术

传统电加热沙发解决了座椅太凉不舒适的问题，但是久坐容易上火，室内温湿度变化后设定好的温度也变得不合适。传统电加热沙发可调节的档位也比较少，而且调节的方式比较简单，仅仅是固定的温度设定，难以调整到舒适的温度。

人在睡眠过程中体温是不断变化的，入睡阶段体温逐渐下降，苏醒前体温逐渐回升。入睡阶段温度偏高会使人感到燥热，苏醒阶段的低温同样使人不舒服，传统电热沙发采用固定温度加热，无法满足温度随时间变化的需求，会有不适的感觉。

以上列举的问题主要是因为传统电加热沙发以固定功率加热，而用户需要的是根据体感温度灵活调整温度，在室内环境下体感温度由环境温度和环境湿度决定。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度智能温控沙发，具有结构简单、制作简单、制作成本低等优点的高精度智能温控沙发。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种高精度智能温控沙发的控制方法，包括以下步骤：

步骤1)检测是否有人体接触沙发座表面，若是，进入步骤2)；

步骤2)检测沙发周围的环境温度t_环，若环境温度t_环小于环境设定温度，则进入步骤3)，反之，返回步骤1)；

步骤3)检测沙发座与人体之间的接触面温度t_接，若接触面温度t_接小于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏的二者之和，且小于最大设定温度t_max，则进入步骤4)；

步骤4)控制加热装置加热，重复步骤1-4)，直到接触面温度t_接大于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏之和，或等于最大设定温度t_max，则停止加热。

在优选的实施方案中，所述步骤3)中舒适目标温度t_舒适用如下公式计算：

其中，

h_环为环境湿度；

j为背、腰、臀、大腿、小腿的代号参数，a_j、b_j、c_j、d_j、e_j、f_j为随代号参数j变化而变化的浮点数参数。

在优选的实施方案中，所述步骤3)中温度偏移量t_偏的计算公式如下：

t_偏＝t_定+t_动；

t_定为设定偏移定量，t_定min＜t_定＜t_定max；

t_动为随着模式调节时间变化的动态偏移变量。

在优选的实施方案中，所述动态偏移变量t_动具有恒温模式、降温模式、升温模式共三种调温模式，所述三种调温模式中t_动的计算公式如下：

恒温模式中t_动＝0；

降温模式中

升温模式中

其中，

α为灵敏度参数影响温度变化速度；

t为从开始设定温度模式计时的时间。

在优选的实施方案中，所述设定偏移定量t_定具有恒温模式、降温模式、升温模式共三种调温模式，所述三种调温模式中起始状态下恒温模式触发，进入a；若升温模式触发，则进入b；若降温模式触发，则进入c；

a、t_定具为恒定状态；

b、调取初始的设定偏移定量t_定，若t_定小于最大偏移定量t_定max则温度偏移量t_定+1，保存为初始的设定偏移定量t_定；

c、调取初始的设定偏移定量t_定，若t_定大于最小偏移定量t_min，则温度偏移量t_定-1，保存为初始的设定偏移定量t_定。

一种使用所述控制方法的高精度智能温控沙发，包括沙发本体，其特征在于，所述沙发本体上设有控制主板及分别与控制主板电性连接的接触开关、环境采集模块、调温设置模块及加热控制模块，其中：

所述接触开关连接接触开关控制电路，所述接触开关控制电路发送有人信号；

所述环境采集模块通过多种传感器采集沙发本体周围的环境温度t_环、环境湿度h_环及沙发本体与人体的接触面温度t_接，根据加热启动条件对环境信进行验证，发送包含环境温度t_环、环境湿度h_环与接触面温度t_接的加热启动信号；

所述调温设置模块用于采集调温模式信号，切换温度调节模式，内嵌计时电路，用于记录温度调节时间t，所述温度调节模式包括恒温模式、降温模式及升温模式，得到与温度调节模式相对应的温度偏移量t_偏，发送温度偏移信号；

所述控制主板接收有人信号后处理加热启动信号与温度偏移信号，根据环境温度t_环与环境湿度h_环得到舒适目标温度t_舒适，将接触面温度t_接比较舒适目标温度t_舒适及温度偏移量t_偏的和，反馈加热控制信号；

所述加热控制模块内设有继电器与加热装置，所述继电器接收加热控制信号，控制加热装置的启闭。

在优选的实施方案中，所述环境采集模块包括接触温度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器，所述接触温度传感器设置在沙发本体与人体之间的接触面上，所述环境温度传感器与环境湿度传感器均设置在沙发本体与人体的非接触面上。

在优选的实施方案中，所述调温设置模块包括外置控制器、温偏定量子模块、温偏动量子模块、温偏信号发送子模块，所述外置控制器上设有温度调节按钮、显示提示装置及调温控制电路，所述温度调节按钮、显示提示装置电性连接调温控制电路；所述调温控制电路分别连接温偏定量子模块与温偏动量子模块，所述温偏定量子模块与温偏动量子模块均连接温偏信号发送子模块。

在优选的实施方案中，所述沙发本体包括靠背与沙发座，所述靠背上设有与背、腰相对应的背接触温度传感器、腰接触温度传感器，所述沙发座的顶面上设有臀接触温度传感器、大腿接触温度传感器，所述沙发座的前侧设有小腿接触温度传感器，所述背接触温度传感器、腰接触温度传感器、臀接触温度传感器、大腿接触温度传感器及小腿接触温度传感器均采用单总线协议的DS18B20，且并联连接。

本发明的有益效果如下：

本发明实时采集环境温度湿度，根据环境温度湿度计算出背、腰、臀、大腿、小腿的舒适温度并自动调节沙发温度。不同用户适应的温度有差异，沙发提供升温、降温两个调温按钮用于设置温度偏移量。由环境温度、环境湿度计算出的结果与温度偏移量累加，按此调整沙发温度，由于沙发加热温度兼顾了环境变化和个体差异，久坐上火等温度不合适等问题都得到了解决。

本发明在沙发底座上安装接触开关记录用户使用时间，由用户自主设置温度变化模式，沙发控制***提供逐渐降温、逐渐升温、保持不变三种变化模式，并可设置温度变化速度，由此解决了温度不能随时间变化的问题。同时，由于增加了接触开关，使得沙发可以在人离开座位后自动停止加热，节省了能源。

本发明采用底座靠背与框架分离的连接方式。这种连接方式下沙发套可以方偏拆下，因此外形更符合传统更加美观，且沙发套易于拆洗清洁。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的高精度智能温控沙发的控制方法的步骤原理图；

图2是本发明实施例所述温度偏移量t偏的调节方法的步骤原理图；

图3是本发明实施例所述的高精度智能温控沙发的***结构图；

图4是本发明实施例所述的高精度智能温控沙发的外部结构图；

图5是图4的***结构图。

图中：

1、沙发本体；2、控制主板；

3、环境采集模块；4、接触温度传感器；5、环境温度传感器；6、环境湿度传感器；7、接触开关；

8、调温设置模块；9、外置控制器；10、无线通讯模块；12、升温按钮；13、降温按钮；

14、加热控制模块；15、继电器；16、加热装置；

17、背接触温度传感器；18、腰接触温度传感器；19、臀接触温度传感器；20、大腿接触温度传感器；21、小腿接触温度传感器；22、环境温湿度传感器；23、背接触电热丝；24、腰接触电热丝；25、臀接触电热丝；26、大腿接触电热丝；27、小腿接触电热丝。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明实施例的一种高精度智能温控沙发的控制方法，包括以下步骤：

步骤1)检测是否有人体接触沙发座表面，若有人坐在沙发座上，触发沙发上的接触开关7，进入步骤2)；

步骤2)检测沙发周围的环境温度t_环，若环境温度t_环小于环境设定温度，如图1所示，图中的环境设定温度为30℃，环境温度t_e＜30℃，则进入步骤3)，反之，环境温度t_e≥30°，返回步骤1)；

步骤3)检测沙发座与人体之间的接触面温度t_接，若接触面温度t_接小于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏的二者之和，且小于最大设定温度t_max，则进入步骤4)，如图1所示，图中的温度偏移量t_偏＝t_定+t_动，最大设定温度t_max为60℃)；

步骤4)控制加热装置16加热，重复步骤1-4)，直到接触面温度t_接大于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏之和，或等于最大设定温度t_max，则停止加热。如图1所示，图中的温度偏移量t_偏＝t_定+t_动，最大设定温度t_max为60℃。

其中，所述步骤3)中舒适目标温度t_舒适用如下公式计算：

其中，

h_环为环境湿度；

j为背、腰、臀、大腿、小腿的代号参数，a_j、b_j、c_j、d_j、e_j、f_j为随代号参数j变化而变化的浮点数参数。

其中a_j、b_j、c_j、d_j、e_j、f_j由实验数据通过拟合获得。首先通过真人实验得到若干组背、腰、臀、大腿、小腿的温度、湿度下的舒适目标温度，通过线性回归方法得到均方误差最小的一组参数，即为a_j、b_j、c_j、d_j、e_j、f_j。分别按顺序对应背、腰、臀、大腿、小腿，即可得到全部参数。

所述步骤3)中温度偏移量t_偏的计算公式如下：

t_偏＝t_定+t_动；

t_定为设定偏移定量，t_定min＜t_定＜t_定max；

t_动为随着模式调节时间变化的动态偏移变量。

所述动态偏移变量t_动具有恒温模式、降温模式、升温模式共三种调温模式，所述三种调温模式中t_动的计算公式如下：

恒温模式中t_动＝0；

降温模式中

升温模式中

其中，α为灵敏度参数影响温度变化速度，t为从开始设定温度模式计时的时间(毫秒)。升温模式、降温模式对应的函数都是双曲线函数的一部分，取值范围为[0，2]。α值越大变化速度越快，如一分钟内温度变化1℃则α为1/60000，两分钟内变化1℃则α为1/60000*2，以此类推α的取值为1/60000*T，其中T为温度变化1℃所需的分钟数。

如图2所示，所述设定偏移定量t定具有恒温模式、降温模式、升温模式共三种调温模式，所述三种调温模式中起始状态下恒温模式触发，进入a；若升温模式触发，则进入b；若降温模式触发，则进入c；

a、t_定具为恒定状态；

b、调取初始的设定偏移定量t_定，若t_定小于最大偏移定量t_定max则温度偏移量t_定+1，保存为初始的设定偏移定量t_定；

c、调取初始的设定偏移定量t_定，若t_定大于最小偏移定量t_min，则温度偏移量t_定-1，保存为初始的设定偏移定量t_定。

如图3所示，一种使用所述控制方法的高精度智能温控沙发，包括沙发本体1，所述沙发本体1上设有控制主板2及分别与控制主板2电性连接的接触开关7、环境采集模块3、调温设置模块8及加热控制模块14，其中：

所述接触开关7连接接触开关7控制电路，所述接触开关7控制电路发送有人信号。

所述环境采集模块3通过多种传感器采集沙发本体1周围的环境温度t_环、环境湿度h_环及沙发本体1与人体的接触面温度t_接，根据加热启动条件对环境信进行验证，发送包含环境温度t_环、环境湿度h_环与接触面温度t_接的加热启动信号。

所述调温设置模块8用于采集调温模式信号，切换温度调节模式，内嵌计时电路，用于记录温度调节时间t，所述温度调节模式包括恒温模式、降温模式及升温模式，得到与温度调节模式相对应的温度偏移量t_偏，发送温度偏移信号。

所述控制主板2接收有人信号后处理加热启动信号与温度偏移信号，根据环境温度t_环与环境湿度h_环得到舒适目标温度t_舒适，将接触面温度t_接比较舒适目标温度t_舒适及温度偏移量t_偏的和，反馈加热控制信号。

所述加热控制模块14内设有继电器15与加热装置16，所述继电器15接收加热控制信号，控制加热装置16的启闭。

如图4、5所示，下面具体说明上述各个***的结构及功能：

所述环境采集模块3包括接触温度传感器4、环境温度传感器5及环境湿度传感器6(或者环境温湿度传感器22)，所述接触温度传感器4设置在沙发本体1与人体之间的接触面上。所述沙发本体1包括靠背与沙发座，靠背与沙发座的内侧面均与人体接触，因此在靠背上设有与背、腰相对应的背接触温度传感器17、腰接触温度传感器18，所述沙发座的顶面上设有臀接触温度传感器19、大腿接触温度传感器20，所述沙发座的前侧设有小腿接触温度传感器21，所述背接触温度传感器17、腰接触温度传感器18、臀接触温度传感器19、大腿接触温度传感器20及小腿接触温度传感器21均采用单总线协议的DS18B20，且并联连接。

所述环境温度传感器5设置在沙发本体1与人体之间的非接触面上，如设置在靠背的两侧、背侧，沙发座的背侧、两侧及底侧，使所述环境温度传感器5检测的温度数值为沙发周围环境的温度数值。

所述环境采集模块3设有环境湿度传感器6，所述环境湿度传感器6设置在沙发本体1与人体之间的非接触面上，如设置在靠背的两侧、背侧，沙发座的背侧、两侧及底侧，用于检测沙发本体1周围的环境湿度h_环。可设置环境温湿度传感器22，同时检测沙发周围环境的环境温度t_环与环境湿度h_环。

所述调温设置模块8包括外置控制器9、温偏定量子模块、温偏动量子模块、温偏信号发送子模块，所述外置控制器9上设有温度调节按钮、显示提示装置及调温控制电路，所述温度调节按钮、显示提示装置电性连接调温控制电路；所述调温控制电路分别连接温偏定量子模块与温偏动量子模块，所述温偏定量子模块与温偏动量子模块均连接温偏信号发送子模块。

所述调温设置模块8包括外置控制器9、温偏定量子模块、温偏动量子模块、温偏信号发送子模块。所述外置控制器9上设有温度调节按钮、显示提示装置及调温控制电路，所述温度调节按钮、显示提示装置电性连接调温控制电路。温度调节按钮包括升温按钮12与降温按钮13，调温控制电路接收调温信号后控制显示提示装置做相对应的状态提示，显示提示装置包括升温提示灯、降温提示灯及恒温提示灯，还可设有显示屏，直接显示温度及调温模式，使用者可根据自身需要主动点击上述按钮，以选择恒温模式、升温模式或降温模式。

所述调温控制电路分别连接温偏定量子模块与温偏动量子模块，所述温偏定量子模块与温偏动量子模块均连接温偏信号发送子模块。温偏定量子模块用于根据调温模式对设定偏移定量进行调节，得到调节后的设定便宜定量t_定，温偏动量子模块用于根据调温模式对动态偏移变量t_动进行计算，得到动态偏移变量t_动，温偏信号发送子模块取动态偏移变量t_动与动态偏移变量t_动二者之和，得到温度偏移量t_偏。三种温度调节模式的调节方法前述已经说明，这里不再赘述。其中调温设置模块8为内置在控制主板2上的EEPROM，可存储用户设置信息。还可设置无线通讯模块10，该无线通信模块为3G/4G通信模块或蓝牙模块，用于与手机无线通信连接，由于其特殊性为短距离无线通信，因此优选于蓝牙模块，可节省耗电。

所述加热控制模块14内设有继电器15与加热装置16，所述加热装置16与前述的接触温度传感器4相对应，分别包括背接触电热丝23、腰接触电热丝24、臀接触电热丝25、大腿接触电热丝26及小腿接触电热丝27，背接触电热丝23、腰接触电热丝24、臀接触电热丝25、大腿接触电热丝26及小腿接触电热丝27均分别通过继电器15连接控制主板2。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高精度智能温控沙发的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)检测是否有人体接触沙发座表面，若是，进入步骤2)；

步骤2)检测沙发周围的环境温度t_环，若环境温度t_环小于环境设定温度，则进入步骤3)，反之，返回步骤1)；

步骤3)检测沙发座与人体之间的接触面温度t_接，若接触面温度t_接小于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏的二者之和，且小于最大设定温度t_max，则进入步骤4)；

步骤4)控制加热装置加热，重复步骤1-4)，直到接触面温度t_接大于舒适目标温度t_舒适与温度偏移量t_偏之和，或等于最大设定温度t_max，则停止加热；

所述步骤3)中舒适目标温度t_舒适用如下公式计算：

其中，

h_环为环境湿度；

j为背、腰、臀、大腿、小腿的代号参数，a_j、b_j、c_j、d_j、e_j、f_j为随代号参数j变化而变化的浮点数参数。

2.根据权利要求1所述高精度智能温控沙发的控制方法，其特征在于，所述步骤3)中温度偏移量t_偏的计算公式如下：

t_偏＝t_定+t_动；

t_定为设定偏移定量，t_定min＜t_定＜t_定max；

t_动为随着模式调节时间变化的动态偏移变量。

3.根据权利要求2所述高精度智能温控沙发的控制方法，其特征在于，所述动态偏移变量t_动具有恒温模式、降温模式、升温模式共三种调温模式，所述三种调温模式中t_动的计算公式如下：

恒温模式中t_动＝0；

降温模式中

升温模式中

其中，

α为灵敏度参数影响温度变化速度；

t为从开始设定温度模式计时的时间。

4.根据权利要求2中所述高精度智能温控沙发的控制方法，其特征在于，所述设定偏移定量t_定具有恒温模式、降温模式、升温模式共三种调温模式，所述三种调温模式中起始状态下恒温模式触发，进入a；若升温模式触发，则进入b；若降温模式触发，则进入c；

a、t_定具为恒定状态；

b、调取初始的设定偏移定量t_定，若t_定小于最大偏移定量t_定max则温度偏移量t_定+1，保存为初始的设定偏移定量t_定；

c、调取初始的设定偏移定量t_定，若t_定大于最小偏移定量t_min，则温度偏移量t_定-1，保存为初始的设定偏移定量t_定。

5.一种使用权利要求1-4中任意一项所述控制方法的高精度智能温控沙发，包括沙发本体，其特征在于，所述沙发本体上设有控制主板及分别与控制主板电性连接的接触开关、环境采集模块、调温设置模块及加热控制模块，其中：

所述接触开关连接接触开关控制电路，所述接触开关控制电路发送有人信号；

所述环境采集模块通过多种传感器采集沙发本体周围的环境温度t_环、环境湿度h_环及沙发本体与人体的接触面温度t_接，根据加热启动条件对环境信进行验证，发送包含环境温度t_环、环境湿度h_环与接触面温度t_接的加热启动信号；

所述调温设置模块用于采集调温模式信号，切换温度调节模式，内嵌计时电路，用于记录温度调节时间t，所述温度调节模式包括恒温模式、降温模式及升温模式，得到与温度调节模式相对应的温度偏移量t_偏，发送温度偏移信号；

所述控制主板接收有人信号后处理加热启动信号与温度偏移信号，根据环境温度t_环与环境湿度h_环得到舒适目标温度t_舒适，将接触面温度t_接比较舒适目标温度t_舒适及温度偏移量t_偏的和，反馈加热控制信号；

所述加热控制模块内设有继电器与加热装置，所述继电器接收加热控制信号，控制加热装置的启闭。

6.根据权利要求5所述的高精度智能温控沙发，其特征在于：所述环境采集模块包括接触温度传感器、环境温度传感器、环境湿度传感器，所述接触温度传感器设置在沙发本体与人体之间的接触面上，所述环境温度传感器与环境湿度传感器均设置在沙发本体与人体的非接触面上。

7.根据权利要求5所述的高精度智能温控沙发，其特征在于：所述调温设置模块包括外置控制器、温偏定量子模块、温偏动量子模块、温偏信号发送子模块，所述外置控制器上设有温度调节按钮、显示提示装置及调温控制电路，所述温度调节按钮、显示提示装置电性连接调温控制电路；所述调温控制电路分别连接温偏定量子模块与温偏动量子模块，所述温偏定量子模块与温偏动量子模块均连接温偏信号发送子模块。

8.根据权利要求5所述高精度智能温控沙发的控制方法，其特征在于：所述沙发本体包括靠背与沙发座，所述靠背上设有与背、腰相对应的背接触温度传感器、腰接触温度传感器，所述沙发座的顶面上设有臀接触温度传感器、大腿接触温度传感器，所述沙发座的前侧设有小腿接触温度传感器，所述背接触温度传感器、腰接触温度传感器、臀接触温度传感器、大腿接触温度传感器及小腿接触温度传感器均采用单总线协议的DS18B20，且并联连接。