CN114403642A - 一种加热睡眠床垫、智能家居***及其控制方法 - Google Patents

一种加热睡眠床垫、智能家居***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能家居技术领域，公开一种加热睡眠床垫、智能家居***及其控制方法，加热睡眠床垫包括：床垫本体，床垫本体内设有多个用于支撑用户的支撑气囊，支撑气囊设置于床垫本体的内腔中的顶部；石墨烯发热件，设置于支撑气囊内，石墨烯发热件能够加热支撑气囊中的气体，石墨烯发热件能够在功率更高的升温模式和功率更低的保温模式之间切换；多个床垫温度传感器，呈矩阵式分布于床垫本体的内腔顶部；多个压力传感器，每个支撑气囊的顶部均设有压力传感器，压力传感器用于检测用户对床垫本体的压力；以及控制模块，与石墨烯发热件、床垫温度传感器和压力传感器均通讯连接。加热睡眠床垫能够提高供暖舒适性、安全性和智能程度，并降低功耗。

Description

一种加热睡眠床垫、智能家居***及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种加热睡眠床垫、智能家居***及其控制方法。
背景技术
在寒冷季节，人们睡觉休息时通常需要对床垫进行加热，以抵御寒冷，现有方法是外加一个电热毯，电热毯通电后发热，用户得以取暖，但电热毯是直接接入强电，功耗较高，且存在过热、漏电等风险，用户的人身安全有较大的风险。若采用热风机对床垫进行加热，热风机的噪音难以消除，对睡眠质量造成影响。另外，当用户在晚上睡觉休息时，由于环境温度以及自身各个部位体温的变化，对床垫的温度需求也在不断改变，而熟睡中的用户不能够对电热毯的温度进行调节。
因此亟需一种加热睡眠床垫、智能家居***及其控制方法，以克服上述的技术问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于：
1、提供一种加热睡眠床垫，能够提高供暖舒适性和安全性，并降低功耗，还能够根据环境温度变化和用户身体各个部位的体温变化调整不同区域的供暖设置，供暖更智能和节能。
2、提供一种智能家居***及其控制方法，能够提高供暖的智能程度和效率。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供一种加热睡眠床垫，包括：
床垫本体，所述床垫本体内设有多个用于支撑用户的支撑气囊，所述支撑气囊设置于所述床垫本体的内腔中的顶部；
石墨烯发热件，设置于所述支撑气囊内，所述石墨烯发热件能够加热所述支撑气囊中的气体，所述石墨烯发热件能够在功率更高的升温模式和功率更低的保温模式之间切换；
多个床垫温度传感器，呈矩阵式分布于所述床垫本体的内腔顶部；
多个压力传感器，每个所述支撑气囊的顶部均设有所述压力传感器，所述压力传感器用于检测用户对所述床垫本体的压力；以及
控制模块，与所述石墨烯发热件、所述床垫温度传感器和所述压力传感器均通讯连接。
作为加热睡眠床垫的一个可选的技术方案，所述支撑气囊的外面层采用第一面料和第二面料缝合而成，所述第一面料构成上端开口的盒状结构，所述第二面料缝合于所述上端开口，所述第一面料的导热系数小于所述第二面料的导热系数。
作为加热睡眠床垫的一个可选的技术方案，所述石墨烯发热件采用石墨烯发热膜或者石墨烯发热管。
第二方面，提供一种智能家居***，包括如上所述的加热睡眠床垫，所述智能家居***还包括：
室温传感器，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述室温传感器与所述控制模块通讯连接，所述室温传感器用于检测室内温度；
空调，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述空调与所述控制模块通讯连接，所述空调用于调节室内温度。
作为智能家居***的一个可选的技术方案，所述智能家居***还包括：
湿度传感器，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述湿度传感器与所述控制模块通讯连接，所述湿度传感器用于检测室内湿度；
加湿器，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述加湿器与所述控制模块通讯连接，所述加湿器用于提高室内湿度。
第三方面，提供一种应用于如上所述的智能家居***的控制方法，包括以下步骤：
所述压力传感器检测到用户位于所述床垫本体上；
所述室温传感器测得的室温低于第一预设室温；
所述石墨烯发热件开启并切换至升温模式；
所述床垫温度传感器测得的床垫温度超过所述室温传感器测得的室温且差值达到预设值；
与该床垫温度传感器相邻的所述支撑气囊内的所述石墨烯发热件切换至保温模式或者关闭。
作为智能家居***的控制方法的一个可选的技术方案，在所述室温传感器测得的室温低于预设室温以后，还包括以下步骤：
所述控制模块根据多个所述压力传感器测得的压力值，判断用户的身***置；
标记用户的手部区域和/或脚部区域；
对应所述手部区域和所述脚部区域的所述石墨烯发热件保持于升温模式；
所述手部区域或所述脚部区域内的所述床垫温度传感器测得的床垫温度超过第一预设温度值；
所述手部区域或所述脚部区域内的所述石墨烯发热件切换至保温模式。
作为智能家居***的控制方法的一个可选的技术方案，在所述压力传感器检测到用户位于所述床垫本体上以后，还包括以下步骤：
所述室温传感器测得的室温低于第二预设室温，所述第二预设室温低于所述第一预设室温；
所述空调开启制热模式。
作为智能家居***的控制方法的一个可选的技术方案，在所述空调开启制热模式以后，还包括以下步骤：
所述室温传感器测得的室温在预设时间内持续低于所述第二预设室温；
所述空调上调制热功率。
作为智能家居***的控制方法的一个可选的技术方案，所述智能家居***还包括湿度传感器和加湿器，所述智能家居***的控制方法还包括以下步骤：
所述湿度传感器测得的室内湿度低于第一预设湿度；
所述加湿器启动，对室内进行加湿；
所述湿度传感器测得的室内湿度高于第二预设湿度，所述第二预设湿度大于所述第一预设湿度；
所述加湿器关闭。
本发明的有益效果为：
本发明提供的加热睡眠床垫采用多个支撑气囊对用户进行支撑，支撑气囊中均设有石墨烯发热件，当压力传感器检测到用户处于床垫本体上及用户的具***置后，且床垫温度传感器测得的床垫温度低于触发温度时，与该床垫温度传感器相邻区域中的支撑气囊里的石墨烯发热件启动并切换至升温模式，以对支撑气囊中的气体进行加热，以此对用户供暖，待床垫温度高于触发温度后石墨烯发热件切换至保温模式或者关闭。第一方面，石墨烯发热件采用低压供电，且设于支撑气囊中，能够减少热量的丧失，使得发热量得到缓释，降低用户体表温度的变化速度，提高舒适性，石墨烯发热件与用户间隔设置，相比电热毯而言，不易损断、功耗更低、安全性更高；第二方面，石墨烯发热件区域化设置，根据压力传感器检测的用户位置以及对应区域内的床垫温度传感器测得的实时温度，调节石墨烯发热件启闭和切换模式，使得加热睡眠床垫能够根据环境温度变化和用户身体各个部位的体温变化调整不同区域的供暖设置，供暖更智能和节能。
本发明提供的智能家居***及其控制方法将室温传感器和空调与加热睡眠床垫配合使用，一方面，根据室温以及室温与床垫温度的差值，调节石墨烯发热件启闭和切换模式，使加热睡眠床垫的供暖更智能；另一方面，空调对室温进行调节，以辅助加热睡眠床垫对人体供暖，提高供暖效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的加热睡眠床垫的结构示意图；
图2是本发明提供的加热睡眠床垫的剖视图；
图3是本发明提供的智能家居***的模块示意图；
图4是本发明提供的智能家居***的工作流程图。
图中：
1、床垫本体；2、支撑气囊；3、石墨烯发热件；4、床垫温度传感器；5、压力传感器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。
实施例一：
如图1-图2所示，本实施例提供一种加热睡眠床垫，供用户睡眠休息使用，加热睡眠床垫包括床垫本体1、石墨烯发热件3、多个床垫温度传感器4、多个压力传感器5和控制模块。床垫本体1内设有多个用于支撑用户的支撑气囊2，支撑气囊2在水平面内呈矩阵式分布于床垫本体1的内腔中的顶部；石墨烯发热件3设置于支撑气囊2内，每个支撑气囊2内均设置有石墨烯发热件3，石墨烯发热件3能够加热支撑气囊2中的气体，石墨烯发热件3能够在功率更高的升温模式和功率更低的保温模式之间切换；多个床垫温度传感器4呈矩阵式分布于床垫本体1的内腔顶部，每个床垫温度传感器4的相邻区域均设有支撑气囊2；每个支撑气囊2的顶部均设有压力传感器5，压力传感器5用于检测用户对床垫本体1的压力；控制模块与石墨烯发热件3、床垫温度传感器4和压力传感器5均通讯连接。
具体而言，本实施例提供的加热睡眠床垫采用多个支撑气囊2对用户进行支撑，支撑气囊2中均设有石墨烯发热件3，当压力传感器5检测到用户处于床垫本体1上及用户的具***置后，且床垫温度传感器4测得的床垫温度低于触发温度时，与该床垫温度传感器4相邻区域中的支撑气囊2里的石墨烯发热件3启动并切换至升温模式，以对支撑气囊2中的气体进行加热，以此对用户供暖，待床垫温度高于触发温度后石墨烯发热件3切换至保温模式或者关闭。第一方面，石墨烯发热件3采用低压供电，且设于支撑气囊2中，能够减少热量的丧失，使得发热量得到缓释，降低用户体表温度的变化速度，提高舒适性，石墨烯发热件3与用户间隔设置，相比电热毯而言，不易损断、功耗更低、安全性更高；第二方面，石墨烯发热件3区域化设置，根据压力传感器5检测的用户位置以及对应区域内的床垫温度传感器4测得的实时温度，调节石墨烯发热件3启闭和切换模式，使得加热睡眠床垫能够根据环境温度变化和用户身体各个部位的体温变化调整不同区域的供暖设置，供暖更智能和节能。
可选的，支撑气囊2的外面层采用第一面料和第二面料缝合而成，第一面料构成上端开口的盒状结构，第二面料缝合于上端开口，第一面料的导热系数小于第二面料的导热系数，以此减少石墨烯发热件3产生的热量朝支撑气囊2的周部和底部散发，提高供暖效率，进一步降低能耗。
优选的，第一面料采用棉和涤纶中的至少一种材料纺织而成。
优选的，第二面料采用锦纶和丙纶中的至少一种材料纺织而成。
可选的，石墨烯发热件3采用石墨烯发热膜或者石墨烯发热管。
可选的，石墨烯发热件3通过简易支架固定于支撑气囊2中，且石墨烯发热件3从支撑气囊2中引出导线与控制模块通讯连接。
可选的，加热睡眠床垫内还设有供电模块。供电模块用于对石墨烯发热件3供电。石墨烯发热件3的启闭和升温模式与保温模式之间的切换由控制模块控制，控制模块通过控制供电模块对石墨烯发热件3的供电电流的有无和通断来实现上述功能。
可选的，控制模块可以是集中式或分布式的控制器，比如，可以是一个单独的单片机，如STM32单片机，也可以由分布式的多块单片机构成，单片机中可以装载和运行控制程序，进而控制与其通讯连接的石墨烯发热件3、床垫温度传感器4和压力传感器5实现其功能。
实施例二：
本实施例提供一种智能家居***及其控制方法，如图3所示，智能家居***包括实施例一提供的加热睡眠床垫、室温传感器和空调，室温传感器与加热睡眠床垫设置于同一房间内，室温传感器与控制模块通讯连接，室温传感器用于检测室内温度；空调与加热睡眠床垫设置于同一房间内，空调与控制模块通讯连接，空调用于调节室内温度。空调优选为冷暖型变频空调，下面以冷暖型变频空调为例进行说明。
如图4所示，智能家居***的控制方法包括以下步骤：
压力传感器5检测到用户位于床垫本体1上；
室温传感器测得的室温低于第一预设室温；
石墨烯发热件3开启并切换至升温模式；
床垫温度传感器4测得的床垫温度超过室温传感器测得的室温且差值达到预设值；
与该床垫温度传感器4相邻的支撑气囊2内的石墨烯发热件3切换至保温模式或者关闭。
具体而言，本实施例提供的智能家居***及其控制方法将室温传感器和冷暖型变频空调与加热睡眠床垫配合使用，一方面，根据室温以及室温与床垫温度的差值，调节石墨烯发热件3启闭和切换模式，使加热睡眠床垫的供暖更智能；另一方面，冷暖型变频空调对室温进行调节，以辅助加热睡眠床垫对人体供暖，提高供暖效率。
可选的，在室温传感器测得的室温低于预设室温以后，还包括以下步骤：
控制模块根据多个压力传感器5测得的压力值，判断用户的身***置；
标记用户的手部区域和/或脚部区域；
对应手部区域和/或脚部区域的石墨烯发热件3保持于升温模式；
手部区域或脚部区域内的床垫温度传感器4测得的床垫温度超过第一预设温度值；
手部区域或脚部区域内的石墨烯发热件3切换至保温模式或者关闭。
可选的，在压力传感器5检测到用户位于床垫本体1上以后，还包括以下步骤：
室温传感器测得的室温低于第二预设室温，第二预设室温低于第一预设室温；
冷暖型变频空调开启制热模式。
进一步的，在冷暖型变频空调开启制热模式以后，还包括以下步骤：
室温传感器测得的室温在预设时间内持续低于第二预设室温；
冷暖型变频空调上调制热功率。
智能家居***还包括湿度传感器和加湿器，湿度传感器与加热睡眠床垫设置于同一房间内，湿度传感器与控制模块通讯连接，湿度传感器用于检测室内湿度；加湿器与加热睡眠床垫设置于同一房间内，加湿器与控制模块通讯连接，加湿器用于提高室内湿度。
智能家居***的控制方法还包括以下步骤：
湿度传感器测得的室内湿度低于第一预设湿度；
加湿器启动，对室内进行加湿；
湿度传感器测得的室内湿度高于第二预设湿度，第二预设湿度大于第一预设湿度；
加湿器关闭。
可选的，智能家居***的控制方法还包括以下步骤：
压力传感器5未检测到用户位于床垫本体1上；
石墨烯发热件3启动升温模式，直至床垫温度传感器4测得的床垫温度超过第二预设温度值以后，石墨烯发热件3切换至保温模式，以实现加热除螨的功能，第二预设温度值不低于55摄氏度。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种加热睡眠床垫，其特征在于，包括：
床垫本体(1)，所述床垫本体(1)内设有多个用于支撑用户的支撑气囊(2)，所述支撑气囊(2)设置于所述床垫本体(1)的内腔中的顶部；
石墨烯发热件(3)，设置于所述支撑气囊(2)内，所述石墨烯发热件(3)能够加热所述支撑气囊(2)中的气体，所述石墨烯发热件(3)能够在功率更高的升温模式和功率更低的保温模式之间切换；
多个床垫温度传感器(4)，呈矩阵式分布于所述床垫本体(1)的内腔顶部；
多个压力传感器(5)，每个所述支撑气囊(2)的顶部均设有所述压力传感器(5)，所述压力传感器(5)用于检测用户对所述床垫本体(1)的压力；以及
控制模块，与所述石墨烯发热件(3)、所述床垫温度传感器(4)和所述压力传感器(5)均通讯连接。
2.根据权利要求1所述的加热睡眠床垫，其特征在于，所述支撑气囊(2)的外面层采用第一面料和第二面料缝合而成，所述第一面料构成上端开口的盒状结构，所述第二面料缝合于所述上端开口，所述第一面料的导热系数小于所述第二面料的导热系数。
3.根据权利要求1所述的加热睡眠床垫，其特征在于，所述石墨烯发热件(3)采用石墨烯发热膜或者石墨烯发热管。
4.一种智能家居***，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的加热睡眠床垫，所述智能家居***还包括：
室温传感器，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述室温传感器与所述控制模块通讯连接，所述室温传感器用于检测室内温度；
空调，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述空调与所述控制模块通讯连接，所述空调用于调节室内温度。
5.根据权利要求4所述的智能家居***，其特征在于，所述智能家居***还包括：
湿度传感器，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述湿度传感器与所述控制模块通讯连接，所述湿度传感器用于检测室内湿度；
加湿器，与所述加热睡眠床垫设置于同一房间内，所述加湿器与所述控制模块通讯连接，所述加湿器用于提高室内湿度。
6.一种应用于如权利要求4或5所述的智能家居***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述压力传感器(5)检测到用户位于所述床垫本体(1)上；
所述室温传感器测得的室温低于第一预设室温；
所述石墨烯发热件(3)开启并切换至升温模式；
所述床垫温度传感器(4)测得的床垫温度超过所述室温传感器测得的室温且差值达到预设值；
与该床垫温度传感器(4)相邻的所述支撑气囊(2)内的所述石墨烯发热件(3)切换至保温模式或者关闭。
7.根据权利要求6所述的智能家居***的控制方法，其特征在于，在所述室温传感器测得的室温低于预设室温以后，还包括以下步骤：
所述控制模块根据多个所述压力传感器(5)测得的压力值，判断用户的身***置；
标记用户的手部区域和/或脚部区域；
对应所述手部区域和/或所述脚部区域的所述石墨烯发热件(3)保持于升温模式；
所述手部区域或所述脚部区域内的所述床垫温度传感器(4)测得的床垫温度超过第一预设温度值；
所述手部区域或所述脚部区域内的所述石墨烯发热件(3)切换至保温模式。
8.根据权利要求6所述的智能家居***的控制方法，其特征在于，在所述压力传感器(5)检测到用户位于所述床垫本体(1)上以后，还包括以下步骤：
所述室温传感器测得的室温低于第二预设室温，所述第二预设室温低于所述第一预设室温；
所述空调开启制热模式。
9.根据权利要求8所述的智能家居***的控制方法，其特征在于，在所述空调开启制热模式以后，还包括以下步骤：
所述室温传感器测得的室温在预设时间内持续低于所述第二预设室温；
所述空调上调制热功率。
10.根据权利要求6所述的智能家居***的控制方法，其特征在于，所述智能家居***还包括湿度传感器和加湿器，所述智能家居***的控制方法还包括以下步骤：
所述湿度传感器测得的室内湿度低于第一预设湿度；
所述加湿器启动，对室内进行加湿；
所述湿度传感器测得的室内湿度高于第二预设湿度，所述第二预设湿度大于所述第一预设湿度；
所述加湿器关闭。
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