基于深度睡眠的自然风调频空调、空调系统和控制方法技术方案

基于深度睡眠的自然风调频空调系统中的风机控制装置通过对心率或呼吸速率采集终端发来的信息进行处理，判断人体所处的状态，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风序列延时时间依次延长，自然风序列值依次减小，以此对自然风的频率和平均气流强度进行调整使其逐级降低，以此根据人体所处的不同睡眠阶段及时调整输出自然风的平均气流强度和频率。当室内有多个人时，系统的控制权优先转交给最先入睡和最先进入深层次睡眠阶段的人，当其他人进入了更深层次的睡眠阶段，系统的控制权才会转移；当室内有老人和孩子时，系统的控制权优先转交给老人和孩子。以此加强对人体的保护，更加有利于人体的健康。

【技术实现步骤摘要】
基于深度睡眠的自然风调频空调、空调系统和控制方法
本专利技术涉及空调和空调系统自然风模拟
，具体涉及一种基于深度睡眠的自然风调频空调、空调系统和控制方法。
技术介绍
夏季，为了提高用户使用空调的舒适度，节约资源，自然风风扇、自然风空调和自然风空调系统已经成为空调领域的重要研究方向。一项研究表明，人体对于波动状态的气流所引起的冷热感觉强度，主要取决于气流整体的平均气流强度，而每个人由于自身的体质和所处的活动状态不同，对气流强度的偏好存在很大的差别。但是，相关技术中的自然风空调为了更好的还原自然界中的自然风，往往只关注自然风的还原情况，而忽略了个体处于不同的活动状态时对自然风平均气流强度和自然风频率的感知情况。众所周知，轻音乐节奏缓慢，旋律轻柔、乐音委婉，营造特别的安然气氛，轻音乐在人们即将入睡时可以帮助人们入睡。当人们入睡时，呼吸和心跳都会变慢，像轻音乐一样，自然风的频率和平均气流强度也应该降低以此适应个体所处的睡眠状态。睡眠分为四个阶段。阶段1，入睡阶段：肌肉放松进入浅眠，很容易被叫醒。阶段2，浅睡阶段：呼吸心跳变慢，体温略微降低，体动相对活跃。阶段3，深睡阶段：呼吸心跳较前一阶段变得更慢，肌肉放松，身体几乎不动，大脑不活跃，无梦，这一阶段被叫醒需要时间恢复。阶段4，眼动/REM阶段：大脑活跃度跟白天无异，眼睛快速运动但身体几乎不动。德国精神病研究所睡眠专家们研究发现，人体除夜晚外，白天也需要睡眠。在上午9时、中午1时和下午5时，有3个睡眠高峰，尤其是中午1时的高峰较明显。也就是说，人除了夜间睡眠外，在白天有一个以4小时为间隔的睡眠节律。研究表明，半小时左右的午睡（浅度睡眠）能让大脑和身体各系统得到放松和休息，睡的时间最长不要超过一小时，一小时以上容易使人进入深睡眠阶段，如果在此阶段突然醒来，大脑皮层中较深的抑制过程不能马上解除，关闭的毛细血管网也不能立即开放，容易造成大脑出现供血不足，植物神经系统功能出现暂时性紊乱，人体会感觉非常难受，这种不适感觉大约要持续30分钟左右才会逐渐消失。相关技术中的专利技术专利2015105548483一种自动调频风扇及其控制方法，根据室内的温度和光照强度对电动机在一定周期内的工作时间和停止时间进行控制，调频效果比较机械，比较单一，仅仅只是根据周围环境的变化而调整，而不能根据人机体此时的状态做出相应的调整。相关技术中的风扇和空调拥有睡眠模式，风扇和空调的睡眠模式是通过建立一条时间线，在不同的时间输出并模拟预设的自然风，输出的自然风比较机械，不能有效的监控人体所处的状态，不能根据人体所处的不同睡眠阶段及时调整输出的自然风平均气流强度和自然风频率。由于每个个体每天的睡眠状态都是不同的，系统预设的不同睡眠阶段的时刻和人体真实进入不同睡眠阶段的时刻是不同的，因此相关技术中的风扇和空调的睡眠模式不能根据人体的睡眠状态做出相应的调整。当人体进入深睡阶段和眼动/REM阶段时，人体的机体免疫能力是最弱的，此时人体很容易受到周围环境的影响。因此，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风的平均气流强度进行调整使其逐级降低，以此根据人体所处的不同睡眠阶段及时调整输出自然风的平均气流强度，以此加强对人体的保护，更加有利于人体的健康，对于体质较差的老人和孩子，更加有益。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术要解决的一个技术问题是通过对人体心率和呼吸速率进行监控，进而得到人体所处的不同睡眠阶段，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风的频率进行调整使其逐级降低，以此根据人体所处的不同睡眠阶段及时调整输出自然风的频率，使人们拥有更好的睡眠。要解决的另一个技术问题是通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风的平均气流强度进行调整使其逐级降低，以此根据人体所处的不同睡眠阶段及时调整输出自然风的平均气流强度，加强对人体的保护，更加有利于人体的健康，对于体质较差的老人和孩子，更加有益。这里调整输出自然风的频率是指调整自然风序列延时时间，调整输出自然风的平均气流强度是指调整自然风序列值的大小。本专利技术的第一个目的在于提出一种基于深度睡眠的自然风调频空调。本专利技术的第二个目的在于提出一种基于深度睡眠的自然风调频空调系统。本专利技术的第三个目的在于提出一种基于深度睡眠的自然风调频控制方法。为实现上述第一个目的，本专利技术是通过采用以下技术方案实现的：按此目的设计的基于深度睡眠的自然风调频空调包括：心率或呼吸速率采集终端，用户输入装置，风机，风机控制装置。心率或呼吸速率采集终端包括无线发送接收模块、同步时钟，心率采集器和呼吸速率采集器两者中的一种。心率或呼吸速率采集终端可以为智能穿戴设备，如：智能手环，也可以为智能家居设备，如：智能枕头，智能床垫。通过心率或呼吸速率采集终端实时采集人体的心率或呼吸速率，通过无线发送接收模块将处理后的信息发送到风机控制装置的无线接收端。风机控制装置包括温度传感器，光照强度传感器，无线发送接收模块，风机驱动模块和同步时钟。风机控制装置通过对心率或呼吸速率采集终端发来的信息进行处理，判断人体所处的状态，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风序列延时时间依次延长，自然风序列值依次减小，以此对自然风的频率和平均气流强度进行调整使其逐级降低。风机控制装置中的光照强度传感器用来判断人是否已经熄灯，与同步时钟相配合。风机控制装置中的温度传感器对室内温度进行采集，通过形成一个闭合的回路将室内的温度保持在预设的温度范围。用户输入装置可以为普通遥控器，手机，平板和电脑。心率或呼吸速率采集终端中的同步时钟，风机控制装置中的同步时钟，用户输入装置中的同步时钟和本地时间同步，为空调提供一个时间基准，即在不同的时间段里可以选择进入不同的工作模式。空调工作模式分为两种：自适应模式和预设模式。自适应模式特点：全天采集人体的心率或者呼吸速率，实时获取人体一天所处的状态，并且根据人体所处的状态对自然风的平均气流强度和频率进行调整。预设模式包括三种模式：白天模式，午休模式和睡眠模式。预设模式：将一天分为若干个时间区间，在不同的时间区间执行不同的预设操作。这里的预设操作是指是否唤醒心率或呼吸速率采集终端，人体的心率或者呼吸速率是否参与到对自然风的平均气流强度和频率的调整。晚上7点到早晨7点，空调进入夜间模式，晚7点到熄灯之前为准备进入睡觉的过渡区间，当熄灯之后为睡眠准备区间；中午12点半到下午2点，空调进入午休模式，其余时间空调进入白天模式。在夜间模式和午休模式，人体的心率或者呼吸速率参与对自然风的平均气流强度和频率的调整；在白天模式，人体的心率或者呼吸速率不能参与对自然风的平均气流强度和频率的调整，心率或呼吸速率采集终端处于休眠状态，以此节约能耗。预设模式可以培养人们良好的睡眠习惯，预设模式中的各个时间区间可以通过用户输入装置进行调整。当在晚上7点时，空调进入夜间模式，晚7点到熄灯之前为准备进入睡觉的过渡区间，在过渡区间内，空调输出自然风的平均气流强度和频率逐渐降低，空调的温度逐渐上升。当熄灯之后，光照强度传感器采集的光照强度降低到一定的值，此时进入睡眠准备区间，睡眠准备区间特点：心率或呼吸速率采集终端被唤醒，开始工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于深度睡眠的自然风调频空调，其特征在于，基于深度睡眠的自然风调频空调包括: 心率或呼吸速率采集终端，用户输入装置，风机和风机控制装置;风机控制装置通过对心率或呼吸速率采集终端发来的信息进行处理，判断人体所处的状态，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风序列延时时间依次延长，自然风序列值依次减小，以此对自然风的频率和平均气流强度进行调整使其逐级降低。

【技术特征摘要】
1.一种基于深度睡眠的自然风调频空调，其特征在于，基于深度睡眠的自然风调频空调包括:心率或呼吸速率采集终端，用户输入装置，风机和风机控制装置;风机控制装置通过对心率或呼吸速率采集终端发来的信息进行处理，判断人体所处的状态，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风序列延时时间依次延长，自然风序列值依次减小，以此对自然风的频率和平均气流强度进行调整使其逐级降低。2.根据权利要求1中所述的基于深度睡眠的自然风调频空调，其特征在于：所述心率或呼吸速率采集终端包括无线发送接收模块、同步时钟，心率采集器和呼吸速率采集器两者中的一种；通过心率或呼吸速率采集终端实时采集人体的心率或呼吸速率，通过无线发送接收模块将处理后的信息发送到风机控制装置的无线接收端；心率或呼吸速率采集终端为智能穿戴设备或智能家居设备，如：智能手环，智能枕头，智能床垫。3.根据权利要求1中所述的基于深度睡眠的自然风调频空调，其特征在于：所述风机控制装置包括温度传感器，光照强度传感器，无线发送接收模块，风机驱动模块和同步时钟；风机控制装置通过对心率或呼吸速率采集终端发来的信息进行处理，判断人体所处的状态，通过对入睡阶段、浅睡阶段、深睡阶段和眼动/REM阶段输出的自然风序列延时时间依次延长，自然风序列值依次减小，以此对自然风的频率和平均气流强度进行调整使其逐级降低。4.根据权利要求1中所述的基于深度睡眠的自然风调频空调，其特征在于：所述心率或呼吸速率采集终端中的同步时钟，风机控制装置中的同步时钟，用户输入装置中的同步时钟和本地时间同步，为空调提供一个时间基准，即在不同的时间段里可选择进入不同的工作模式。5.根据权利要求1中所述的基于深度睡眠的自然风调频空调，其特征在于：通过设置风机转动的最小驱动值，当自然风序列中的最小输出值小于风机最小驱动值时，风机控制装置将其处理为风机最小驱动值，以此保证风机一直处于转动状态。6.基于深度睡眠的自然风调频空调系统，其特征在于：所述基于深度睡眠的自然风调频空调系统包括：多个心率或呼吸速率采集终端和自然风空调；自然风空调包括：用户输入装置，风机和风机控制装置；风机控制装置通过对多个心率或呼吸速率采集终端发来的信息进行处理，判断多个人所处的状态，通过对...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彦震，
申请(专利权)人：宋彦震，
类型：发明
国别省市：河北,13