智能风扇及智能风扇系统的制作方法

1.本发明涉及智能家居技术领域，特别是涉及一种智能风扇及智能风扇系统。


背景技术：

2.风扇，指热天借以生风取凉的用具。电风扇是用电驱动产生气流的装置，内配置的扇子通电后，来进行转动，化成自然风来达到乘凉的效果。随着家用电器的普及，电风扇也逐步应用到家家户户中。
3.传统的电风扇主要由用户手动开启或调节。用户进行手动的方式包括按键按钮、触控面板、遥控器或者手势控制等。由于电风扇在某种程度上改变了使用环境的体感温度或风向，因此用户在使用过程中需要根据实际情况调整电风扇使用。然而，手动控制意味着难以对电风扇的使用进行科学的控制，如用户离开使用环境、进入睡眠状态或者气温骤变等，未能及时调整电风扇的使用，容易为用户带来一些如健康上的负面影响，以及电器使用上的安全隐患。
4.综上，可见传统的电风扇还存在以上缺陷。


技术实现要素：

5.基于此，有必要传统的电风扇所存在的缺陷，提供一种智能风扇及智能风扇系统。
6.一种智能风扇，包括：
7.分布式设置在使用环境各处的人体传感器单元，用于获取用户的人体体征信号；
8.信息获取单元，用于与使用环境内的智能设备建立通信交互，获取使用环境所在地的环境信息；
9.处理器单元，用于根据人体体征信号和环境信息生成控制信号；
10.风扇本体，包括电机控制器、电机和扇叶；电机控制器用于根据控制信号驱动电机带动扇叶工作。
11.上述的智能风扇，通过分布式设置在使用环境各处的人体传感器单元，获取使用环境内用户的人体体征信号，同时通过智能设备获取使用环境所在地的环境信息，以生成控制信号，由电机控制器根据控制信号驱动电机带动扇叶工作，完成风扇工作。基于此，通过人体体征信号和环境信息，进行的风扇控制综合考虑使用环境内的用户和环境，提供对应合适的风扇工况，以实现风扇的智能自驱动控制，为用户提供便利的同时降低风扇使用对健康的不利影响和安全隐患。
12.在其中一个实施例中，人体传感器单元包括被动红外传感器；
13.各被动红外传感器分布式设置在各个不同的设定高度区间上；
14.人体体征信号包括各设定高度区间的被动红外信号组合。
15.在其中一个实施例中，各被动红外传感器还分布式设置在各个不同的设定空间范围内；其中，设定空间范围对应一空间编码；
16.人体体征信号包括各设定高度区间的被动红外信号与对应的空间编码组合。
17.在其中一个实施例中，人体传感器单元包括主动红外传感器；
18.人体体征信号包括主动红外传感器采集的人体体温信息。
19.在其中一个实施例中，信息获取单元包括蓝牙通信模块、红外通信模块或zigbee通信模块。
20.在其中一个实施例中，处理器单元包括plc控制器。
21.一种智能风扇系统，包括智能设备以及上述任一实施例的智能风扇。
22.上述的智能风扇系统，通过分布式设置在使用环境各处的人体传感器单元，获取使用环境内用户的人体体征信号，同时通过智能设备获取使用环境所在地的环境信息，以生成控制信号，由电机控制器根据控制信号驱动电机带动扇叶工作，完成风扇工作。基于此，通过人体体征信号和环境信息，进行的风扇控制综合考虑使用环境内的用户和环境，提供对应合适的风扇工况，以实现风扇的智能自驱动控制，为用户提供便利的同时降低风扇使用对健康的不利影响和安全隐患。
23.在其中一个实施例中，智能设备包括智能手机、智能电视或智能路由器等智能家居设备。
24.在其中一个实施例中，还包括系统服务器；
25.系统服务器连接智能风扇，用于向智能发送系统控制信号，以指示电机控制器用于根据系统控制信号驱动电机带动扇叶工作。
附图说明
26.图1为一实施方式的智能风扇模块结构图；
27.图2为一实施方式的传感器布局示意图；
28.图3为一实施方式的智能风扇系统模块结构图。
具体实施方式
29.为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
30.本发明实施例提供了一种智能风扇。
31.图1为一实施方式的智能风扇模块结构图，如图1所示，一实施方式的智能风扇包括：
32.分布式设置在使用环境各处的人体传感器单元100，用于获取用户的人体体征信号；
33.信息获取单元101，用于与使用环境内的智能设备建立通信交互，获取使用环境所在地的环境信息；
34.处理器单元102，用于根据人体体征信号和环境信息生成控制信号；
35.风扇本体103，包括电机控制器200、电机201和扇叶202；电机控制器用于根据控制信号驱动电机带动扇叶工作。
36.智能风扇的使用环境，如客厅或卧室等。以卧室为例，两个及两个以上的人体传感器单元100，分布式设置在卧室的各个角落，如天花板、地板或墙面等，获取用户的人体体征
信号。其中，人体体征信号用于表征用户在使用环境内是否存在或用户在使用环境内的身体状况，声音、体温、人体红外热释信息和气味等信息。
37.人体传感器单元100可选用光学传感器、红外传感器或毫米波雷达等。
38.在其中一个实施例中，图2为一实施方式的传感器布局示意图，如图2所示，人体传感器单元100包括被动红外传感器300；
39.各被动红外传感器300分布式设置在各个不同的设定高度区间上；
40.人体体征信号包括各设定高度区间的被动红外信号组合。
41.如图2所示，设定高度区间中的高度指使用环境地面的高度，根据不同的离地高度设置一个或多个设定高度区间。以使用环境为卧室且设置三个设定高度区间为例，对设定高度区间的设置进行解释说明：其中，三个设定高度区间包括第一设定高度区间、第二设定高度区间和第三设定高度区间，第一设定高度区间为0至30cm，第二设定高度区间为60至100cm，第三设定高度区间为120至150cm。一般地，当用户处于站姿时，第一设定高度区间、第二设定高度区间和第三设定高度区间内均可获取到用户的人体体征信号；当用户处于坐姿或睡姿，即坐在或睡在床上时，则第一设定高度区间和第二设定高度区间内可探测到用户的人体体征信号；当用户蹲下或躺在地面时，则第一设定高度区间内可探测到用户的人体体征信号；当用户离开使用环境时，第一设定高度区间、第二设定高度区间和第三设定高度区间内均无法探测到用户的人体体征信号。
42.在各个设定高度区间获得被动红外信号后，根据被动红外信号的组合来表征用户的状态。仍以图2所示，设第一设定高度区间内的被动红外信号为p1，第二设定高度区间内的被动红外信号为p2，第三设定高度区间内的被动红外信号为p3。则被动红外信号组合为p1、p2和p3的组合，根据不同的预设组合方式，被动红外信号组合可以为p1p2p3、p1p3p2、p2p3p1、p2p1p3、p3p1p2或p3p2p1。可选地，若第一设定高度区间内探测到被动红外信号，则p1=1，否则p1=0；同理，p2=1或0，p3=1或0。作为一个较优的实施方式，以从低到高的高度区间对被动红外信号进行组合，即被动红外信号组合为p1p2p3。
43.在其中一个实施例中，各被动红外传感器300还分布式设置在各个不同的设定空间范围内；其中，设定空间范围对应一空间编码；
44.人体体征信号包括各设定高度区间的被动红外信号与对应的空间编码组合。
45.使用环境包括多个设定空间范围。以使用环境为卧室为例，假设包括两个被动红外传感器300，一被动红外传感器300设置在床头，一被动红外传感器300设置在衣柜。用户在起床到衣柜时，床头的被动红外信号在出现一段时间后消失，而衣柜的被动红外信号持续产生。床头的被动红外传感器300对应一空间编码a1，衣柜的被动红外传感器300对应另一空间编码a2。以上述获得被动红外信号组合为p1p2p3为例，空间编码组合融合空间编码和被动红外信号组合，包括a1 p1p2p3或a2 p1p2p3等，以进一步表征用户的状态。
46.在其中一个实施例中，人体传感器单元100包括主动红外传感器；
47.人体体征信号包括主动红外传感器采集的人体体温信息。
48.主动红外传感器用于获取用户的主动红外信号，即热成像包含的人体体温信息，作为人体体征信号。在其中一个实施例中，在用户出现大于设定幅度的体温变化时，对应的人体体征信号可用于引导控制信号进行风扇控制，如关机或降低扇叶转动速度等。
49.其中，信息获取单元101与智能设备建立通信交互，获取使用环境所在地的环境信
息。以智能设备为智能手机为例，信息获取单元101可通过与智能手机的交互，通过手机获取互联网的环境信息，包括天气、气温或湿度等，以获知使用环境所在地的天气、气温或湿度，为处理器单元102在控制信号的生成上提供参考。
50.在其中一个实施例中，信息获取单元101包括蓝牙通信模块、红外通信模块、zigbee通信模块或4g通信模块。
51.作为一个较优的实施方式，信息获取单元101选用蓝牙通信模块。通过蓝牙无线通信方式与智能设备建立通信交互。
52.处理器单元102根据人体体征信号和环境信息生成控制信号，以间接指示电机201改变工作状态，包括开关机或加减速等。
53.在其中一个实施例中，处理器单元102可选用单片机等微处理器。作为一个较优的实施方式，处理器单元102选用plc控制器。
54.上述任意实施例的智能风扇，通过分布式设置在使用环境各处的人体传感器单元100，获取使用环境内用户的人体体征信号，同时通过智能设备获取使用环境所在地的环境信息，以生成控制信号，由电机控制器200根据控制信号驱动电机201带动扇叶202工作，完成风扇工作。基于此，通过人体体征信号和环境信息，进行的风扇控制综合考虑使用环境内的用户和环境，提供对应合适的风扇工况，以实现风扇的智能自驱动控制，为用户提供便利的同时降低风扇使用对健康的不利影响和安全隐患。
55.本发明实施例还提供一种智能风扇系统。
56.图3为一实施方式的智能风扇系统模块结构图，如图3所示，一实施方式的智能风扇系统包括智能设备400以及上述任一实施例的智能风扇401。
57.其中，智能设备400与智能风扇401构成智能家居形式的系统。在其中一个实施例中，智能设备400包括智能手机、智能电视或智能路由器等智能家居设备。同时，智能设备400包括设计为可联网获取环境信息的独立设备。该独立设备与智能风扇401配套使用。
58.在其中一个实施例中，如图3所示，一实施方式的智能风扇系统还包括系统服务器402；
59.系统服务器402连接智能风扇401，用于向智能风扇401发送系统控制信号，以指示电机控制器200用于根据系统控制信号驱动电机201带动扇叶202工作。
60.在其中一个实施例中，系统服务器402与信息获取单元101建立连接，通过信息获取单元101向处理器单元102发送系统控制信号，由处理器单元102向电机控制器200发送系统控制信号。
61.在其中一个实施例中，系统服务器402通过智能设备400与信息获取单元101建立连接，依次通过智能设备400和信息获取单元101向处理器单元102发送系统控制信号，由处理器单元102向电机控制器200发送系统控制信号。
62.通过系统服务器402的设置，在特定工况下由系统服务器402直接下发系统控制信号来完成风扇控制。在其中一个实施例中，用户可通过操作智能设备400登陆系统服务器402，完成系统控制信号的下发。
63.上述的智能风扇系统，通过分布式设置在使用环境各处的人体传感器单元，获取使用环境内用户的人体体征信号，同时通过智能设备400获取使用环境所在地的环境信息，以生成控制信号，由电机控制器200根据控制信号驱动电机201带动扇叶202工作，完成风扇
工作。基于此，通过人体体征信号和环境信息，进行的风扇控制综合考虑使用环境内的用户和环境，提供对应合适的风扇工况，以实现风扇的智能自驱动控制，为用户提供便利的同时降低风扇使用对健康的不利影响和安全隐患。
64.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
65.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。