[发明专利]基于心率的睡眠状态下风扇的动态舒适风调控方法及装置

摘要

本发明公开了基于心率的睡眠状态下风扇的动态舒适风调控方法及装置，装置主要包括风扇、环境参数采集模块、心率采集模块、代谢率计算模块、处理模块、控制模块、风速调节模块和单片机。方法主要步骤为：1)环境参数采集模块采集周围环境的温度、湿度和风扇的平均辐射温度；2)代谢率计算模块对所述心率信号进行处理，得到使用者的代谢率信号；3)计算标准有效温度SET信号；4)所述控制模块基于预设的风速波动周期T、基准风速V0、风速上限Vmax和风速下限Vmin，生成正弦波动函数信号，并反馈至风速调节模块；5)所述风速调节模块基于正弦波动函数、最大风速调控信号或最小风速调控信号，调节风扇风速；本发明避免了使用者在恒定气流下因为冷或热而醒来，影响睡眠质量。

主权项

1.基于心率的睡眠状态下风扇的动态舒适风调控装置，其特征在于：主要包括风扇、环境参数采集模块、所述心率采集模块、代谢率计算模块、处理模块、控制模块、风速调节模块和单片机；所述风扇开启时，处于睡眠风模式。每隔K周期，所述环境参数采集模块采集周围环境的温度、湿度和风扇的平均辐射温度，并发送至处理模块；每隔K周期，所述心率采集模块监测使用者的心率信号HR，并发送至代谢率计算模块；所述代谢率计算模块对所述心率信号进行处理，得到使用者的代谢率信号f(met)，并发送至处理模块；所述处理模块预设床褥热阻值；所述处理模块存储标准有效温度SET计算模型和风扇风速与温度耦合模型；所述标准有效温度SET计算模型对周围环境的温度、湿度、风扇的平均辐射温度、代谢率信号和预设的床褥热阻值进行处理，得到标准有效温度SET信号；所述处理模块判断标准有效温度SET信号是否位于区间[k₁，k₂]内，若是，则将标准有效温度SET信号输入到风扇风速与温度耦合模型中；若标准有效温度SET信号<k₁，则所述处理模块向控制模块发送最小风速信号；若标准有效温度SET信号>k₂，则所述处理模块向控制模块发送最大风速信号；利用不同热感觉TSV投票下风扇风速与温度耦合模型计算得到人体热感觉投票值TSV＝0时的基准风速V₀、人体热感觉投票值TSV＝0.5时的最小风速Vmin和人体热感觉投票值TSV＝‑0.5时的最大风速Vmax；所述不同热感觉TSV投票下风扇风速与温度耦合模型如下所示：TSV＝‑0.5时，最大风速V_max＝a×SET+b₁；   (2)TSV＝0时，基准风速V₀＝a×SET+b₀；    (3)TSV＝0.5时，最小风速V_min＝a×SET+b₂；   (4)式中，V为风速；a、b₀、b₁、b₂为经验值；所述控制模块预设风速波动周期T；所述控制模块接收到基准风速V₀、风速上限Vmax和风速下限Vmin时，生成正弦波动函数，并反馈至风速调节模块；所述控制模块接收到最小风速信号时，生成最小风速调控信号，并反馈至风速调节模块；所述控制模块接收到最大风速信号时，生成最大风速调控信号，并反馈至风速调节模块；所述风速调节模块基于正弦波动函数、最大风速调控信号或最小风速调控信号，调节风扇风速；所述环境参数采集模块、代谢率计算模块、处理模块、控制模块、风速调节模块集成在单片机中。