[发明专利]基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统及方法

权利要求书

1.一种基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统，其特征在于：包括便携式可穿戴蓝牙体温测量系统、温度控制系统以及电热毯控制系统；

所述便携式可穿戴蓝牙体温测量系统包括微处理器、与微处理器连接的温度传感器模块、与微处理器连接的蓝牙模块、数据存储模块以及电源模块；

所述温度传感器模块用于测量人体体温，并将得到的体温数据输入微处理器；

所述微处理器用于收集人体体温的数据，并将数据发送到数据存储模块；

所述数据存储模块用于接收微处理器发送的数据以及将数据发送到温度控制系统；

所述温度控制系统用于对接收到的人体体温数据进行平均值计算，并根据计算结果利用无线蓝牙传输方式将电热毯的温度设定值发送给电热毯控制系统；

所述电热毯控制系统用于对电热毯温度的控制。

2.根据权利要求1所述的基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统，其特征在于：所述温度传感器嵌入衣物内侧与人体皮肤接触来测量人体皮肤温度。

3.根据权利要求2所述的基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统，其特征在于：所述温度传感器采用高精度温度传感器MAX30208，利用环氧树脂封装。

4.根据权利要求2所述的基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统，其特征在于：所述温度传感器嵌入衣物内侧的位置包括胸部、背部、左上臂、左前臂、右上臂、右前臂、左大腿、左小腿、右大腿和右小腿。

5.根据权利要求4所述的基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统,其特征在于：所述温度传感器对人体体温的测量为接触式、连续测量。

6.一种基于权利要求1-5中任一项所述基于可穿戴体温测量设备的电热毯智能温控系统的智能温控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)相关变量设置

设置输入变量

ΔT1＝T1-t1、ΔT2＝T2-t2、ΔT3＝T3-t3、ΔT4＝T4-t4、ΔT5＝T5-t5、ΔT6＝T6-t6、ΔT7＝T7-t7、ΔT8＝T8-t8、ΔT9＝T9-t9、ΔT10＝T10-t10；

其中T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10分别为温度传感器采集的当前胸部、背部、左上臂、左前臂、右上臂、右前臂、左大腿、左小腿、右大腿和右小腿10个位置的温度；

t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10分别为通过前m次使用后计算出的人体胸部、背部、左上臂、左前臂、右上臂、右前臂、左大腿、左小腿、右大腿和右小腿10个位置的舒适温度，m≥5；

ΔT1、ΔT2、ΔT3、ΔT4、ΔT5、ΔT6、ΔT7、ΔT8、ΔT9、ΔT10分别为温度传感器采集的胸部、背部、左上臂、左前臂、右上臂、右前臂、左大腿、左小腿、右大腿和右小腿10个位置的温度与相应各部位舒适温度之差；

人体舒适平均皮肤温度t；

当前人体平均皮肤温度T；

设置输出变量Ts；

自适应控制系数a、b；

(2)控制流程

(一)个性化温度设定：为每个使用者定制人体舒适温度；

在使用的前m次的过程中，不采用任何控制方案，由使用者手动控制电热毯的温度；

第一步：

记录使用过程中每次设定的电热毯温度值A1、A2……Am；

记录此电热毯温度值下使用者的皮肤温度B1、B2……Bm；

记录相对应电热毯温度值下的使用时间C1、C2……Cm；

第二步：

令每次使用时间最长情况下人体皮肤温度值作为本次该使用者的人体平均舒适温度B；

令每次使用时间最长情况下电热毯设定温度值为本次该使用者的舒适电热毯设定温度值A；

第三步：

将使用m次过后的人体平均舒适温度B进行计算，所得结果设定为该使用者的人体平均舒适温度t；

将m次使用时间最长的电热毯设定温度值A进行计算，得出电热毯的舒适温度值Ts；

得到t和Ts后，使用者停止手动控制，控制系统采用如下控制方案；

(二)自适应反馈控制：

第一步：打开电热毯，传感器进入工作状态，电热毯自动设定温度值Ts；

第二步：计算T-t的值；

若-0.5≤T-t≤0.5，则保持当前设定值Ts；进入第四步；

若T-t0.5且所有ΔTi≥0，i＝1、2、3…10，则令Ts＝Ts-a(T-t)，a的范围取为(1.5,2.5)；进入第三步；

若T-t0.5,且存在ΔTi0，i＝1、2、3…10，则令Ts＝Ts-b(T-t)，b的范围取为(2.5,4.5)；进入第三步；

若T-t-0.5,则令Ts＝Ts-a(T-t)；进入第三步；

第三步：输出设定值Ts，15分钟之后返回第二步；

第四步：传感器进入休眠状态，15分钟后返回第二步；

第五步：用户手动关闭电热毯，传感器停止工作。

7.根据权利要求6所述的智能温控方法，其特征在于：所述的人体皮肤平均温度的加权公式为：

t＝0.215t₁+0.175t₂+0.072t₃+0.0705t₄+0.072t₅+0.0705t₆+0.0965t₇+0.066t₈+0.0965t₉+0.066t₁₀。