基于環(huán)境參數(shù)和睡眠生理周期的睡眠風(fēng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)扇制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種基于環(huán)境參數(shù)和睡眠生理周期的睡眠風(fēng)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般人的一生約有1/3的時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，隨著現(xiàn)代人工作生活節(jié)奏的加快，睡眠變得愈發(fā)重要，而一個(gè)舒適的睡眠環(huán)境無(wú)疑是良好睡眠的基本保障，改善人體睡眠環(huán)境，提高人體睡眠舒適性具有非常重要的意義。大量的研宄成果表明，不利的偏熱偏濕睡眠環(huán)境會(huì)對(duì)人體睡眠產(chǎn)生負(fù)面影響，例如體溫下降被抑制，慢波睡眠(SWS)和快波睡眠(REM)時(shí)間減少以及覺(jué)醒次數(shù)增加等。人們?yōu)榱烁纳扑?，往往?huì)開(kāi)啟空調(diào)和風(fēng)扇，然而隨之帶來(lái)的健康問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮，例如空調(diào)房間的空氣不流通而且濕度偏低，易引發(fā)“空調(diào)病”;風(fēng)扇忘關(guān)或者定時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易使人受風(fēng)寒等。
[0003]中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01020552659.5的“一種基于使用者睡眠狀態(tài)的智能電扇”，該裝置的原理是:先通過(guò)生理信息傳感器采集和監(jiān)測(cè)使用者睡眠時(shí)的各項(xiàng)生理信息參數(shù)，隨后通過(guò)信息挖掘技術(shù)判斷使用者是正在進(jìn)入睡眠狀態(tài)還是醒來(lái)狀態(tài)，是處于慢動(dòng)眼睡眠(或稱(chēng)慢波睡眠)階段還是處于快動(dòng)眼睡眠(或稱(chēng)快波睡眠)階段，最后通過(guò)智能電扇控制器精確控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。該發(fā)明的特點(diǎn)在于風(fēng)扇的控制參數(shù)是基于使用者的睡眠生理周期，然而家用風(fēng)扇中的睡眠質(zhì)量檢測(cè)手段均不足以獲取睡眠生理周期的準(zhǔn)確分期結(jié)果，而且，風(fēng)速的大小與其他熱環(huán)境參數(shù)有著不可分割的關(guān)系，所以睡眠風(fēng)的控制還需和環(huán)境參數(shù)聯(lián)動(dòng)，但該裝置沒(méi)有配備環(huán)境參數(shù)傳感器。而市面上帶有環(huán)境參數(shù)傳感器的風(fēng)扇，又未引入人體的睡眠生理周期，依然會(huì)帶來(lái)健康隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠滿足人體在睡眠過(guò)程中對(duì)熱舒適性的需求的基于環(huán)境參數(shù)和睡眠生理周期的睡眠風(fēng)控制裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種基于環(huán)境參數(shù)和睡眠生理周期的睡眠風(fēng)控制裝置，其特征在于:它包括一轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置、一驅(qū)動(dòng)電路、一逆變電路、一靜音無(wú)刷直流電機(jī)和一扇葉；所述轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置分別與所述驅(qū)動(dòng)電路和靜音無(wú)刷直流電機(jī)連接，所述轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置輸出的PWM信號(hào)經(jīng)所述驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后輸出到所述逆變電路，由所述逆變電路將放大功率后的所述PWM信號(hào)分配到所述靜音無(wú)刷直流電機(jī)，控制所述靜音無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)所述扇葉吹出睡眠風(fēng)，同時(shí)，所述靜音無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋到所述轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置。
[0006]所述轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置包括一開(kāi)關(guān)電源、一環(huán)境參數(shù)傳感器、一 DSP和一設(shè)置在所述靜音無(wú)刷直流電機(jī)內(nèi)的霍爾傳感器；所述環(huán)境參數(shù)傳感器采集空氣溫度、平均輻射溫度和空氣濕度信號(hào)并輸出到所述DSP，所述霍爾傳感器采集所述靜音無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出到所述DSP ;所述開(kāi)關(guān)電源為各部件供電。
[0007]所述環(huán)境參數(shù)傳感器采用±0.1°C精度和±5%濕度精度的傳感器。
[0008]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型由于采用環(huán)境參數(shù)傳感器采集實(shí)際環(huán)境的溫度和濕度信息，采用熱阻設(shè)置模塊采集實(shí)際的床褥總熱阻信號(hào)和代謝率生成模塊計(jì)算代謝率信號(hào)，由SET風(fēng)速計(jì)算模塊計(jì)算風(fēng)速值，實(shí)現(xiàn)了人體睡眠過(guò)程中對(duì)熱舒適性的要求，且更加節(jié)能環(huán)保。2、本實(shí)用新型由于采用睡眠時(shí)長(zhǎng)設(shè)定模塊供用戶(hù)選擇睡眠時(shí)長(zhǎng)，睡眠時(shí)長(zhǎng)由用戶(hù)自己決定，可以滿足不同用戶(hù)對(duì)睡眠時(shí)長(zhǎng)的不同要求。3、本實(shí)用新型由于代謝率生成模塊存儲(chǔ)的睡眠生理周期更加符合實(shí)際人體睡眠情況，同時(shí)還可以根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的睡眠時(shí)長(zhǎng)調(diào)整函數(shù)縮放系數(shù)，得到人體的代謝率信號(hào)，精確地分解使用者的生理需要控制轉(zhuǎn)速以達(dá)到控制風(fēng)速的目的。4、本實(shí)用新型由于采用的SET風(fēng)速計(jì)算模塊預(yù)設(shè)有SET風(fēng)速計(jì)算模型，可以根據(jù)環(huán)境和人員參數(shù)計(jì)算滿足人體熱舒適要求的風(fēng)速信號(hào)。5.本實(shí)用新型由于采用風(fēng)速限幅模塊對(duì)計(jì)算的風(fēng)速預(yù)信號(hào)進(jìn)行判別，使得風(fēng)速能夠滿足人體睡眠中能夠承受的最大風(fēng)速，避免了風(fēng)速過(guò)大對(duì)人體健康造成損害。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吹風(fēng)感受良好，有效地改善人體睡眠質(zhì)量和熱舒適程度，可以廣泛應(yīng)用于風(fēng)扇制造領(lǐng)域中。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)示意圖
[0010]圖2是本實(shí)用新型的方法流程示意圖
[0011]圖3是本實(shí)用新型八小時(shí)睡眠階段劃分和代謝率變化示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型基于環(huán)境參數(shù)和睡眠生理周期的睡眠風(fēng)控制裝置包括一轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置1、一驅(qū)動(dòng)電路2、一逆變電路3、一靜音無(wú)刷直流電機(jī)4和一扇葉5。轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置I分別與驅(qū)動(dòng)電路2和靜音無(wú)刷直流電機(jī)4連接，轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置I輸出的PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路2進(jìn)行功率放大后輸出到逆變電路3，由逆變電路3將放大功率后的PWM信號(hào)分配到靜音無(wú)刷直流電機(jī)4，控制靜音無(wú)刷直流電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)扇葉5吹出睡眠風(fēng)，同時(shí)，靜音無(wú)刷直流電機(jī)4的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋到轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置I實(shí)現(xiàn)對(duì)靜音無(wú)刷直流電機(jī)4轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。
[0014]轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)生裝置I包括一開(kāi)關(guān)電源11、一環(huán)境參數(shù)傳感器12和一 DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)13。開(kāi)關(guān)電源11用于將單相交流電(220V/50HZ)轉(zhuǎn)換為不同的直流電壓，分別為環(huán)境參數(shù)傳感器12、DSP13、驅(qū)動(dòng)電路2、逆變電路3以及靜音無(wú)刷直流電機(jī)4內(nèi)的霍爾傳感器41提供直流電源。環(huán)境參數(shù)傳感器12采集空氣溫度、平均輻射溫度和空氣濕度信號(hào)并輸出到DSP13，霍爾傳感器41采集靜音無(wú)刷直流電機(jī)4的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出到DSP13，DSP13根據(jù)接收到的所有信號(hào)計(jì)算PWM信號(hào)。
[0015]DSP13包括熱阻設(shè)置模塊131、睡眠時(shí)長(zhǎng)設(shè)定模塊132、代謝率生成模塊133、SET (標(biāo)準(zhǔn)有效溫度)風(fēng)速計(jì)算模塊134、風(fēng)速限幅模塊135、風(fēng)速-電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換模塊136和無(wú)極調(diào)速模塊137。熱阻設(shè)置模塊131采集床褥類(lèi)型信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱阻信號(hào)，并輸出到SET風(fēng)速計(jì)算模塊134 ;睡眠時(shí)長(zhǎng)設(shè)定模塊132采集睡眠時(shí)長(zhǎng)信號(hào)計(jì)算函數(shù)縮放系數(shù)，并輸出到代謝率生成模塊133 ;代謝率生成模塊133根據(jù)睡眠時(shí)長(zhǎng)信息計(jì)算代謝率信號(hào)，并輸出到SET風(fēng)速計(jì)算模塊134 ；SET風(fēng)速計(jì)算模塊134根據(jù)環(huán)境參數(shù)傳感器12輸出的空氣溫度、平均輻射溫度和空氣濕度信號(hào)、熱阻設(shè)置模塊131輸出的熱阻信號(hào)、代謝率生成模塊133輸出的代謝率信號(hào)以及預(yù)設(shè)的SET值，計(jì)算風(fēng)速預(yù)信號(hào)并輸出到風(fēng)速限幅模塊135 ;風(fēng)速限幅模塊135對(duì)風(fēng)速預(yù)信號(hào)進(jìn)行修正后得到風(fēng)速終信號(hào)，并輸出到風(fēng)速-電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換模塊136 ;風(fēng)速-電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換模塊136將風(fēng)速終信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號(hào)，并輸出到無(wú)極調(diào)速模塊137 ;無(wú)極調(diào)速模塊137將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)輸出。同時(shí)，無(wú)極調(diào)速模塊137將霍爾傳感器41輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)與風(fēng)速-電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換模塊136計(jì)算的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)整并輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜音無(wú)刷直流電機(jī)4的閉環(huán)無(wú)極調(diào)速。
[0016]上述實(shí)施例中，數(shù)字信號(hào)處理器13的工作電壓為+3.3V和+1.8V,環(huán)境參數(shù)傳感器12和霍爾傳感器41的工作電壓均為+5V，驅(qū)動(dòng)電路2的工作電壓為+15V，逆變電路4的工作電壓為+15V。
[0017]上述實(shí)施例中，環(huán)境參數(shù)傳感器12采用±0.1°C精度和±5%濕度精度的傳感器，這是由于經(jīng)實(shí)測(cè)，夏季房間內(nèi)的溫度變化速率大致為1°C /小時(shí)。
[0018]上述實(shí)施例中，靜音無(wú)刷直流電機(jī)4可以采用五葉靜音扇葉和靜音電機(jī)，其產(chǎn)生白躁噪聲級(jí)較小，不會(huì)對(duì)睡眠造成干擾。
[0019]如圖2所示，本實(shí)用新型基于環(huán)境參數(shù)和睡眠生理