人体睡眠状态传感器、桥式测量电路及空调控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种人体睡眠状态传感器，包括软管，软管中装有导热液体，导热液体中设有铜热电阻，软管两端各设有一根挠性绳，铜热电阻一端连接两根铜热电阻数据线，且两根铜热电阻数据线均穿出软管外，结构简单、准确性高；本发明专利技术还公开了采用该传感器的桥式测量电路，包括电阻R2、R3和R4，能够克服温度对测量精度的影响，提高准确性。此外，本发明专利技术还公开了采用该传感器的空调控制器，包括测量模块、控制模块和发送模块，能够实现自动根据人体睡眠温度控制空调温度的功能。

Human sleep state sensor, bridge measurement circuit and air conditioner controller

The invention discloses a sleep state sensor, which comprises a hose, hose with a heat-transfer fluid, a copper thermal resistance heat transfer liquid, hose ends are respectively provided with a flexible rope, one end of the copper heat resistance connecting two copper heat resistance data line, and the two data lines are out of copper resistance hose, simple structure, the accuracy is high; the invention also discloses a bridge measurement circuit of the sensor, including R2, R3 and R4 resistance, can overcome the influence of temperature on the measurement accuracy, improve the accuracy of. Besides, the invention also discloses an air conditioner controller adopting the sensor, which comprises a measuring module, a control module and a transmitting module, and realizes the function of automatically controlling the temperature of the air conditioner according to the sleeping temperature of the human body.

【技术实现步骤摘要】
人体睡眠状态传感器、桥式测量电路及空调控制器
本专利技术涉及人体睡眠状态传感器、桥式测量电路及空调控制器。
技术介绍
常用的空调只能按照人工设定的温度点与环境温度相比较，以启动或停止空调运行。人在清醒状态下当然可以根据体感温度的高低，人工设定空调的温度。但是当人在睡眠状态下，当环境或人体温度发生变化时，却没有办法人为调节空调的温度，同时在睡眠状态下不同人群如老人、小孩、病人等对环境温度与人体温度值的差值大小也不一样。目前，现有技术中尚未出现能实现人体睡眠状态下自动调节空调温度的功能的空调控制器，其中的人体睡眠状态传感器和桥式测量电路也未出现。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种在人体睡眠时能够自动采集人体温度的人体睡眠状态传感器、桥式测量电路以及能够根据人体温度控制空调温度的空调控制器。技术方案：本专利技术所述的人体睡眠状态传感器，包括软管，软管中装有导热液体，导热液体中设有铜热电阻，软管两端各设有一根挠性绳，铜热电阻一端连接两根铜热电阻数据线，且两根铜热电阻数据线均穿出软管外。进一步，还包括铜片和带有溢流孔的隔板，隔板卡设在软管中，铜片设于导热液体中，铜片的一端引出铜片数据线，铜片数据线穿过溢流孔后穿出软管外；此外，导热液体未充满整个软管。这样能够测量人体睡眠时的呼吸率。进一步，所述隔板和铜片分别有两个，两个隔板对称地卡设在软管中，两个铜片均设于两个隔板之间区域内，铜热电阻设于软管的一端，且铜热电阻与一个铜片分别设在一个隔板两侧。这样能够更好地测量人体睡眠时的呼吸率。进一步，所述导热液体为0.01mol/L的NaCl和KCl水溶液，其中NaCl和KCl的配比为1:1。这样能够兼顾电阻率和导热系数，从而提高对人体温度测量的准确性。采用本专利技术所述人体睡眠状态传感器的桥式测量电路，包括电阻R2、R3和R4，电阻R2的一端连接一根铜热电阻数据线，电阻R2的另一端和电阻R3的一端均接地，电阻R4的一端连接另一根铜热电阻数据线，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端，电阻R4的一端还连接第一供电电压，电阻R2的一端和电阻R3的另一端作为输出端。采用本专利技术所述人体睡眠状态传感器的空调控制器，包括测量模块、控制模块和发送模块；测量模块包括A/D转换器和第一桥式测量电路，第一桥式测量电路包括电阻R2、R3和R4，电阻R2的一端连接一根铜热电阻数据线，电阻R2的另一端和电阻R3的一端均接地，电阻R4的一端连接另一根铜热电阻数据线，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端，电阻R4的一端还连接第一供电电压，电阻R2的一端和电阻R3的另一端之间的电压通过A/D转换器转换为数字信号并发送至控制模块，控制模块根据A/D转换器发送来的信号调整发送给空调的编码，通过发送模块将编码发送给空调。进一步，所述传感器还包括两个铜片和两个带有溢流孔的隔板，两个隔板对称地卡设在软管中，两个铜片均设于两个隔板之间的导热液体中，铜热电阻设于软管的一端，且铜热电阻与一个铜片分布在一个隔板两侧，两个铜片分别引出一根铜片数据线，铜片数据线穿过溢流孔后穿出软管外，并且导热液体未充满整个软管；所述测量模块还包括第二桥式测量电路，第二桥式测量电路包括电阻R6、R7和R8，电阻R6的一端连接一根铜片数据线，电阻R6的另一端和电阻R7的一端均接地，电阻R8的一端连接另一根铜片数据线和第二供电电压，电阻R7的另一端连接电阻R8的另一端，电阻R6的一端和电阻R7的另一端之间的电压通过A/D转换器转换为数字信号并发送至控制模块。进一步，还包括报警模块，当控制模块监测到人体睡眠温度超过人体极限温度，则控制报警模块发出报警信号。这样有助于通知监护人员及时赶到。进一步，还包括与控制模块相连的温度设置与显示模块，所述温度设置与显示模块包括键盘和显示器，键盘用于设置人体极限温度，显示器用于实时显示人体睡眠温度。进一步，所述发送模块包括电阻R11、三极管Q1、电阻R10和红外发光二极管L1，电阻R11一端连接控制模块，电阻R11另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接红外发光二极管L1的阴极，红外发光二极管L1的阳极连接第三供电电压。有益效果：本专利技术公开了一种人体睡眠状态传感器，通过铜热电阻在不同温度下阻值不同，来实现对人体睡眠温度的测量，结构简单，准确性高。并且，由于人体睡眠状态传感器的主体的软管，材质软，即使人体翻滚也不会影响测量效果。本专利技术还公开了采用该传感器的桥式测量电路，通过电桥补偿法，能够克服温度对测量精度的影响，提高准确性。此外，本专利技术还公开了采用该传感器的空调控制器，通过对人体睡眠温度的测量和分析，调整发送给空调的编码，控制空调温度，从而实现自动根据人体睡眠温度控制空调温度的功能。附图说明图1为本专利技术具体实施方式的人体睡眠状态传感器的结构示意图；图2为本专利技术具体实施方式的空调控制器的模块框图；图3为本专利技术具体实施方式的空调控制器的电路图。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图，对本专利技术的技术方案做进一步的介绍。本具体实施方式公开了一种人体睡眠状态传感器，如图1所示，包括软管13，软管13中装有导热液体14，导热液体14未充满整个软管13。软管13中对称地卡设有两个隔板，分别为第一隔板16和第二隔板17。第一隔板16中间设有第一溢流孔161，第二隔板17中间设有第二溢流孔171。铜热电阻15设于导热液体14中，且铜热电阻15设于软管13的一端，两个铜片对称地设于两个隔板之间的导热液体14中，分别为第一铜片18和第二铜片19。铜热电阻15和第一铜片18分别设在第一隔板16两侧。软管13两端各设有一根挠性绳，分别为第一挠性绳101和第二挠性绳102，用于将软管固定在人身上。铜热电阻15一端连接两根铜热电阻数据线，分别为第一铜热电阻数据线111和第二铜热电阻数据线112，且两根铜热电阻数据线均穿出软管13外。第一铜片18的一端引出第一铜片数据线121，第一铜片数据线121穿过第一溢流孔161后穿出软管13外；第二铜片19的一端引出第二铜片数据线122，第二铜片数据线122穿过第二溢流孔171后穿出软管13外。其中，铜热电阻15可选用Cu50，其不同温度下的阻值如表1所示。导热液体14可选用水银、水、乙醇、甘油以及NaCl和KCl的水溶液，本具体实施方式中选用0.01mol/L的NaCl和KCl水溶液，其中NaCl和KCl的配比为1:1。水是廉价、绿色、导热性好的导热液体，但是由于其电阻太大，基本无法准确测量电阻的变化值，故考虑在水中添加无机盐来改善电导率，使电阻控制在最佳测试范围内。0.01mol/L的NaCl和KCl水溶液在25℃时测得其电阻率为2.27Ω·m，R为724Ω，而单独的0.01mol/LNaCl溶液的电阻率为9.4Ω·m，电阻为2987Ω，单独的0.01mol/LKCl溶液的电阻率为7.0Ω·m，电阻值为2258Ω。这样0.01mol/L的NaCl和KCl水溶液的电阻率比单独的0.01mol/LNaCl溶液和单独的0.01mol/LKCl溶液的电阻都要小，同时，0.01mol/L的NaCl和KCl水溶液的导热系数又高，所以可保证对人体温度的精准测量。并且，0.01mol/L的本文档来自技高网...

【技术保护点】
人体睡眠状态传感器，其特征在于：包括软管，软管中装有导热液体，导热液体中设有铜热电阻，软管两端各设有一根挠性绳，铜热电阻一端连接两根铜热电阻数据线，且两根铜热电阻数据线均穿出软管外。

【技术特征摘要】
1.人体睡眠状态传感器，其特征在于：包括软管，软管中装有导热液体，导热液体中设有铜热电阻，软管两端各设有一根挠性绳，铜热电阻一端连接两根铜热电阻数据线，且两根铜热电阻数据线均穿出软管外。2.根据权利要求1所述的人体睡眠状态传感器，其特征在于：还包括铜片和带有溢流孔的隔板，隔板卡设在软管中，两铜片设于导热液体中，铜片的一端引出铜片数据线，铜片数据线穿过溢流孔后穿出软管外；此外，导热液体未充满整个软管。3.根据权利要求2所述的人体睡眠状态传感器，其特征在于：所述隔板和铜片分别有两个，两个隔板对称地卡设在软管中，两个铜片均设于两个隔板之间区域内，铜热电阻设于软管的一端，且铜热电阻与一个铜片分别设在一个隔板两侧。4.根据权利要求1所述的人体睡眠状态传感器，其特征在于：所述导热液体为0.01mol/L的NaCl和KCl水溶液，其中NaCl和KCl的配比为1:1。5.采用权利要求1所述人体睡眠状态传感器的桥式测量电路，其特征在于：包括电阻R2、R3和R4，电阻R2的一端连接一根铜热电阻数据线，电阻R2的另一端和电阻R3的一端均接地，电阻R4的一端连接另一根铜热电阻数据线，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端，电阻R4的一端还连接第一供电电压，电阻R2的一端和电阻R3的另一端作为输出端。6.采用权利要求1所述人体睡眠状态传感器的空调控制器，其特征在于：包括测量模块、控制模块和发送模块；测量模块包括A/D转换器和第一桥式测量电路，第一桥式测量电路包括电阻R2、R3和R4，电阻R2的一端连接一根铜热电阻数据线，电阻R2的另一端和电阻R3的一端均接地，电阻R4的一端连接另一根铜热电阻数据线，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端，电阻R4的一端还连接第一供电电压，电阻R2的一端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永松，仓玉萍，周理海，张英歌，王彦鸽，郭燕，钱行，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41