一种暖风机的定位系统及定位控制方法与流程

本发明涉及暖风机的控制技术领域，具体涉及一种暖风机的定位系统及定位控制方法。

背景技术：

现有暖风机都只是拥有发现人体，自动开关机的智能功能，进而整个暖风机在工作中，一直处于极限运动范围内；使用中，对于人处于某一范围时，其一直从最大到最小，进而转动范围一直比较大，一定时期内，人无法感受到暖风机的热量，进而其没有充分发挥其效果；同时，由于暖风机转动范围大，进而在一定范围内，其无法一直工作于有效区域内，某些转动形成无效功，人无法感应到暖风，实现暖风机能源的浪费。

现有技术中，暖风机始终只能在极限范围运动，而不能根据人体定位，进行相应的工作状态的调整，造成暖风机使用效果不佳，体验感差的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种暖风机的定位系统及定位控制方法，通过采用红外传感器以及控制器，进而获取能够到的人体活动区域，实现暖风机在人体活动区域工作的定位，提高整个暖风机的工作效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种暖风机的定位系统，包括执行机构和加热部件，所述执行机构带动加热部件转动，还包括红外传感器以及控制器，所述红外传感器用于获取暖风机周围热源的红外信号，并将检测到的红外信号发送至控制器；

所述控制器根据接收到的红外信号，锁定当下暖风机的加热部件位置信息，所述控制器根据加热部件位置信息构建暖风机工作转动区域；

所述暖风机工作转动区域覆盖所述红外传感器检测到的人体活动区域，所述暖风机工作转动区域内，所述执行机构带动所述加热部件正向旋转和反向旋转。

本技术方案中，通过利用红外传感器的感应功能，与现有技术相比，其获取的是对应扫描区域内的红外信号，进而控制器可以直接获取的是关于暖风机热源输出以及周围环境热源的信息，为下一步控制器调整暖风机的输出热源提供了基础。

本技术方案中，控制器根据红外传感器得到的暖风机周围的热源信息，进而结合预先存入数据，判断出是否需要继续输出热源，或者输出更大或更小的热源，为热源输出的进一步控制，提供了基础。

本技术方案中，由于暖风机的加热部件构建的工作转动区域覆盖人体活动区域，即在有人范围内，控制器会控制加热部件输出热源，而无人区域，则控制器控制加热部件绕开或避开此区域工作，即无人区域，不会有热源输出。

执行机构带动加热部件转动可以包括两种形式，两种形式择一选择：第一、执行机构与加热部件联动，执行机构转动同时带动加热部件转动；第二、执行机构与加热部件相互独立，执行结构带动整个暖风机转动，则装配于暖风机上的加热部件则跟随暖风机转动，根据此方案，执行结构可以为底座的滚轮。

在本发明的一个优选实施例中，所述红外信号为所述红外传感器输出的模拟电压信号。

本技术方案中，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。本技术方案中，通过模拟电压信号，其一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输；获得的是连续变化的信号电压，进而相比于某一瞬间的数值相比，其检测能力更强，检测大范围的精度更高。

本技术方案中，采用模拟电压信号，其可以转换为数字信号，进而控制器后期数据处理更加方便。

在本发明的一个优选实施例中，若所述红外传感器检测到有人，输出的模拟电压信号为不为0的值，具体可以为0.1-10v，即0.1v，0.5v，1v,3v以及5v,10v等等，所述控制器根据收到的模拟电压信号自动会转换成数字信号“1”判断有人存在，所述控制器记录当前的加热部件位置信息对应的值；若所述红外传感器检测不到人，则输出的模拟电压信号为0v。

通过模拟电压信号的零和非零，直观可以看出什么区域有人，什么区域没有人，即转换出的数据，能够直接得到有效的人体活动区域；同时，模拟电压信号，范围选用0以及0.1-5v，即红外传感器是输出0-5v的电压信号，这一范围符合大多数传感器的信号范围，同时常用的控制器可以处理此范围内的信号范围，进而使得红外传感器以及控制器的选用型号等更加广泛。

在本发明的一个优选实施例中，还包括ad转换模块，所述红外信号经ad转换模块转换为数字信号后送至所述控制器；所述数字信号为量化值，所述量化值反应当前物体的热能强度。

量化值代表一个数字信号的具体数值，该数值根据红外信号经ad转换模块转换获得。

本技术方案中，通过ad转换模块，使得红外信号直接转换为数字信号，进而直接得到量化值，量化值相比于之前的红外信号，更加直观，即控制器可以直观得到当前暖风机的工作情况。现有技术中，一般计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，即目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更多的是具应用发展前景的是数字信号。进而转换后的数字信号，应用发展前景好，暖风机的控制更加方便。

在本发明的一个优选实施例中，将当前物体的热能强度与所述控制器的设定值比较，根据比较结果用于判断是否为人，并同时是否锁定当下暖风机的加热部件位置信息。

本技术方案中，具体判断是否有人，并不是单纯的根据红外进行探测，而是将人体的热能强度与控制器设定的值进行比较，如果值大于或等于控制器设定的热能强度，则说明，此范围有人；如果值过小，则说明无人，结合红外传感器探测使用，精度更高，准确率更高。

在本发明的一个优选实施例中，所述红外传感器在每个设定周期内扫描人体活动，所述设定周期为3min以上。

本技术方案中，通过增加设定周期，进而当人在某一时间段，不停移动时，仍然能够锁定有效运动范围；同时，当人在某一时刻离开时，能够迅速反应到人已经离开，之前的暖风机工作转动区域，需要进行调整，以适应新的探测到的人体活动区域，整个定位精度更高，暖风机的利用效率得到进一步提升，无效功的产生更少，资源利用更加合理。

在本发明的一个优选实施例中，所述执行机构采用两个电机，包括带动红外传感器旋转的第一电机，以及带动加热部件的第二电机。

本技术方案中，红外传感器以及加热部件分别通过不同电机带动转动，一方面，使用中，避免了两个转动，之间互相影响，造成误差大的问题；另外一方面，红外传感器通过单独的电机带动转动，其转动范围可以根据实际情况作出调整，然后在红外传感器检测到的范围变化后，加热部件上的电机才会进行相应的调整。

在本发明的一个优选实施例中，所述红外传感器包括两个以上，所述两个以上红外传感器共同检测人体活动，并构建出人体活动区域，所述人体活动区域小于等于所述暖风机极限转动时的极限转动范围。

本技术方案中，通过2个以上的红外传感器，尽量大限度的检测人体活动范围，避免遗漏某些区域，同时，两个以上红外传感器共同工作，当其中一个有问题时，另外一个能继续工作，避免因红外传感器出现故障，造成的整个暖风机无法定位问题，使得两个以上红外传感器中，一个可以作为另外一个的随时替代和备用，延长使用。

本发明还公开了一种采用上述定位系统的暖风机控制方法，包括：

步骤一、暖风机在极限转动范围至少工作一个周期；

步骤二、在一个周期内红外传感器获取暖风机周围热源的红外信号，并将检测到的红外信号发送至控制器；

步骤三、所述控制器根据所述红外信号确认人体活动区域，并带动所述加热部件发出的热辐射覆盖所述人体活动区域。

首先，本发明中，通过获取运动物体的位置，并建立相应的有效运动范围的数据，与现有技术中，只能开关或人为调节暖风机的不同工作状态相比，为后期通过运动物体的位置，进行暖风机的定位控制，提供了基础，且通过这一数据，可以及时知晓运动物体的位置信息，进而进行相应操作的调整。

其次，在本发明中，通过获取有效运动范围，能够使得控制单元根据需求，进行有效的调整，与传统的方式相比，控制单元的控制更加全面，不仅仅是一个开启的控制，而是整个带动装置运动的范围和区域控制；使暖风机的控制更加智能，用户体验感更强。

再次，本发明中，与现有技术中的暖风机相比，无需一直在极限范围内运动，进而整个运动范围高效，使得暖风机能随着人而进行运动范围的调整，减少了无效功的输出，提高了暖风机的使用效率。

最后，本发明中，通过输出有效运动范围，进而使用时，可以根据需求，在开始时，调整有效运动范围，使得用户在使用时，直接通过控制单元输出适宜于用户的有效运动范围，避免运动范围恒定，在活动物体移动时，存在的输出过多无效功，以及用户体验感差等问题。

在本发明的一个优选实施例中，所述一个周期包括：暖风机在极限转动范围内，正转和/或反转一周。

本发明中，通过正转和/或反转一周形成周期，进而能够确保至少会分别到达两个极端值，实现在极端值范围内的有效选取，避免某种情况下，极端值构成有效运动范围时的遗漏。

本发明中，可以通过三种方式形成极端的确定，第一种，正转一周；第二种，反转一周；第三种，正转反转各一周。上述三种方式，均可以到达一周的极端，且可以根据暖风机的工作方式，进行不同方式的选择，为极端的端点值的选取，提供了多种方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种暖风机的定位系统的电路原理图。

图2为本发明提供的一种暖风机的定位控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

参照附图1所示，本实施例中，主要介绍定位系统的核心组成部件。

本实施例中的一种暖风机的定位系统，包括执行机构和加热部件，所述执行机构带动加热部件转动，还包括红外传感器以及控制器，所述红外传感器用于获取暖风机周围热源的红外信号，并将检测到的红外信号发送至控制器；

所述控制器根据接收到的红外信号，锁定当下暖风机的加热部件位置信息，所述控制器根据加热部件位置信息构建暖风机工作转动区域；

所述暖风机工作转动区域覆盖所述红外传感器检测到的人体活动区域，所述暖风机工作转动区域内，所述执行机构带动所述加热部件正向旋转和反向旋转。

执行机构带动加热部件转动可以包括两种形式，两种形式择一选择：第一、执行机构与加热部件联动，执行机构转动同时带动加热部件转动；第二、执行机构与加热部件相互独立，执行结构带动整个暖风机转动，则装配于暖风机上的加热部件则跟随暖风机转动，根据此方案，执行结构可以为底座的滚轮。

本实施例中，通过利用红外传感器的感应功能，与之前公知的仅仅通过红外传感器获取是否有人接近相比，本实施例中的红外传感器获取的是暖风机热源的红外信号，进而控制器可以直接获取的是关于暖风机热源输出以及周围环境热源的信息，为下一步控制器调整暖风机的输出热源提供了基础。

本实施例中，控制器根据红外传感器得到的暖风机周围的热源信息，进而结合预先存入的暖风机输出热源的范围数据，判断出是否需要继续输出热源，或者输出更大或更小的热源，为热源输出的进一步控制，提供了基础。

本实施例中，由于暖风机的加热部件构建的工作转动区域覆盖人体活动区域，即在有人范围内，控制器会控制加热部件输出热源，而无人区域，则控制器控制加热部件绕开此区域工作，即无人区域，不会有热源输出。

实施例2

本实施例中，主要介绍定位系统的工作过程以及其它部件。

具体地，使用中，红外传感器获取得到的红外信号为所述红外传感器输出的模拟电压信号。

本实施例中，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。本技术方案中，通过模拟电压信号，其一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输；获得的是连续变化的信号电压，进而相比于某一瞬间的数值相比，其说服力更强，检测大范围的精度更高。

具体地，采用模拟电压信号，其可以转换为数字信号，进而控制器后期数据处理更加方便。

进一步地，定位系统使用中，若所述红外传感器检测到有人，输出的模拟电压信号为0.1-5v，所述控制器根据收到的模拟电压信号自动会转换成数字信号“1”判断有人存在，所述控制器记录当前的加热部件位置信息对应的值；若所述红外传感器检测不到人，则输出的模拟电压信号为0v。

通过模拟电压信号的零和非零，直观可以看出什么区域有人，什么区域没有人，即转换出的数据，能够直接得到有效的人体活动区域；同时，模拟电压信号，范围选用0以及0.1-5v，即红外传感器是输出0-5v的电压信号，这一范围符合大多数传感器的信号范围，同时常用的控制器可以处理此范围内的信号范围，进而使得红外传感器以及控制器的选用型号等更加广泛。

进一步地，还包括ad转换模块，所述红外信号经ad转换模块转换为数字信号后送至所述控制器；所述数字信号为量化值，所述量化值反应当前物体的热能强度。量化值代表一个数字信号的具体数值，该数值根据红外信号经ad转换模块转换获得。

本实施例中，通过ad转换模块，使得红外信号直接转换为数字信号，进而直接得到量化值，量化值相比于之前的红外信号，更加直观，即控制器可以直观得到当前暖风机的工作情况。现有技术中，一般计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，即目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更多的是具应用发展前景的是数字信号。进而转换后的数字信号，应用发展前景好，暖风机的控制更加方便。

进一步地，将当前物体的热能强度与所述控制器的设定值比较，根据比较结果用于判断是否为人，并同时是否锁定当下暖风机的加热部件位置信息。

本实施例中，具体判断是否有人，并不是单纯的根据红外进行探测，而是将人体的热能强度与控制器设定的值进行比较，如果值大于或等于控制器设定的热能强度，则说明，此范围有人；如果值过小，则说明无人，比红外传感器探测使用，精度更高，准确率更高。

为了提高使用效率，本实施例中，所述红外传感器在每个设定周期内扫描人体活动，所述设定周期为3min以上。

本实施例中，通过增加设定周期，进而当人在某一时间段，不停移动时，仍然能够锁定有效运动范围；同时，当人在某一时刻离开时，能够迅速反应到人已经离开，之前的暖风机工作转动区域，需要进行调整，以适应新的探测到的人体活动区域，整个定位精度更高，暖风机的利用效率得到进一步提升，无效功的产生更少，资源利用更加合理。

进一步地，所述执行机构采用两个电机，包括带动红外传感器旋转的第一电机，以及带动加热部件的第二电机。

本技术方案中，红外传感器以及加热部件分别通过不同电机带动转动，一方面，使用中，避免了两个转动，电气之间互相影响，造成的误差大的问题；另外一方面，红外传感器通过单独的电机带动转动，其转动范围可以根据实际情况作出调整，然后在红外传感器检测到的范围变化后，加热部件上的电机才会进行相应的调整。

进一步地，所述红外传感器包括两个以上，所述两个以上红外传感器共同检测人体活动，并构建出人体活动区域，所述人体活动区域小于等于所述暖风机极限转动时的极限转动范围。

本实施例中，通过2个以上的红外传感器，尽量大限度的检测人体活动范围，避免遗漏某些区域，同时，两个以上红外传感器共同工作，当其中一个有问题时，另外一个能继续工作，避免因红外传感器出现故障，造成的整个暖风机无法定位问题，使得两个以上红外传感器中，一个可以作为另外一个的随时替代和备用，延长使用。

本发明还公开了一种采用上述定位系统的暖风机控制方法，包括：

步骤一、暖风机在极限转动范围至少工作一个周期；

步骤二、在一个周期内红外传感器获取暖风机周围热源的红外信号，并将检测到的红外信号发送至控制器；

步骤三、所述控制器根据所述红外信号确认人体活动区域，并带动所述加热部件发出的热辐射覆盖所述人体活动区域。

首先，本发明中，通过获取运动物体的位置，并建立相应的有效运动范围的数据，与现有技术中，只能开关或人为调节暖风机的不同工作状态相比，为后期通过运动物体的位置，进行暖风机的定位控制，提供了基础，且通过这一数据，可以及时知晓运动物体的位置信息，进而进行相应操作的调整。

其次，在本发明中，通过获取有效运动范围，能够使得控制单元根据需求，进行有效的调整，与传统的方式相比，控制单元的控制更加全面，不仅仅是一个开启的控制，而是整个带动装置运动的范围和区域控制；使暖风机的控制更加智能，用户体验感更强。

再次，本发明中，与现有技术中的暖风机相比，无需一直在极限范围内运动，进而整个运动范围高效，使得暖风机能随着人而进行运动范围的调整，减少了无效功的输出，提高了暖风机的使用效率。

最后，本发明中，通过输出有效运动范围，进而使用时，可以根据需求，在开始时，调整有效运动范围，使得用户在使用时，直接通过控制单元输出适宜于用户的有效运动范围，避免运动范围恒定，在活动物体移动时，存在的输出过多无效功，以及用户体验感差等问题。

在本发明的一个优选实施例中，所述一个周期包括：暖风机在极限转动范围内，正转和/或反转一周。

本发明中，通过正转和/或反转一周形成周期，进而能够确保至少会分别到达两个极端值，实现在极端值范围内的有效选取，避免某种情况下，极端值构成有效运动范围时的遗漏。

本发明中，可以通过三种方式形成极端的确定，第一种，正转一周；第二种，反转一周；第三种，正转反转各一周。上述三种方式，均可以到达一周的极端，且可以根据暖风机的工作方式，进行不同方式的选择，为极端的端点值的选取，提供了多种方案。

实施例3

本实施例中，电暖气包括电机、加热部件、单片机(mcu，即控制器)、人体红外传感器以及达林顿管阵列，本实施例中，人体红外传感器具体包括红外发送传感器与红外接收传感器。人体红外传感器与单片机(mcu)连接，单片机(mcu)分别与达林顿管阵列以及红外接收传感器连接，达林顿管阵列与电机连接，电机连接加热部件，红外发送传感器固定在旋转极限位置，构成人体定位电暖器。当电机和单片机(mcu)上电时，电机会带动加热部件在旋转极限位置内正向旋转和反向旋转，启动电暖气，当红外接收传感器检测到红外发送传感器发送的信号时，确定旋转圈数定设定为圈数范围。

使用中，当暖风机的智能模式开启的时候，红外传感器启动，开始检测人体红外信号。当有人靠近时，人体红外传感器检测到红外信号，并输出模拟量的电压信号传输给单片机(mcu)，单片机接收到该信号后通过ad转换模块，将模拟量量化为一定值，比如(5or10)，通过是否已经处于加热模式，将信号转换成为“1”，判断有人存在，单片机会记录当前的圈数值。当人体离开检测范围内时，人体红外传感器输出模拟量的电压信号传输给单片机(mcu)，单片机接收到该信号后通过ad转换会成信号“0”判断无人存在，单片机会记录下来最后检测到人体的圈数值。在圈数范围的极值时转换旋转范围值，此时电暖器会自动在检测的人体范围内旋转。每5分钟mcu将重新通过ad转换的模拟量量值来判断是否人体继续存在，若检测到模拟量值在一定值以下，则重新开始找人。

本实施例中检测到人的信号需要经ad转换，将模拟量转变为数字量，再跟mcu的设定值比较，判断是否有人存在。

例如电机本身转动的圈数范围为(0～100)，检测到暖风机工作的极限范围是(0～100)，极限范围与圈数一致；或者在(0～100)范围内，具体以而初步检测到暖风机工作的极限范围是(20～80)，而加入红外传感器后，有人存在时，检测到的圈数范围是(41～43)，即当圈数到41时单片机将检测到人体，并且开始记录圈数值，在圈数43后没有检测到人体，最后圈数值为43，等转到圈数为80时红外接收传感器信号后ad将模拟量量化为“10”，即当前不处于加热模式，则判断为“1”，圈数范围极限之一为80，将加热部件的旋转停止值设定为43，圈数从80开始递减，到圈数41的时候最后记录下来旋转开始值，等转到圈数为20时红外接收传感器信号后ad将模拟量量化为“10”，当前不处于加热模式，则判断为“1”，圈数范围极限之一为20，圈数从20开始递增。等继续递增至圈数为43的时候停止开始反向转动，圈数递减，等转到圈数为41的时候开始正向转动，开启加热模式，圈数递增，这样来回旋转。每过5分钟，检测红外传感器的模拟量的量化值，如量化值为“5”及以上，则判断有人存在，则继续保持当前圈数值。否则圈数值将重新设置为0和100，重新开始找人，并且开始吹冷风。

本实施例中，通过增加设定时间后(例如5min)再重新进行找人的步骤，实现了多次循环调整，以适应不同时间段不同的人体活动区域，使得暖风机的使用效率大幅度提升。

实施例4

本实施例中，暖风机包括电机、加热部件、以及单片机(mcu)、多个人体红外传感器组合，达林顿管阵列。人体红外传感器与单片机(mcu)，单片机(mcu)与达林顿管阵列连接，达林顿管阵列与电机连接，电机连接加热部件，构成人体定位暖风机，人体红外传感器与电机相连。使用中，当电机和单片机(mcu)上电时，电机(旋转电机)会根据单片机设置的圈数范围，在圈数范围内带动加热部件正向旋转和反向旋转，启动电暖气，红外传感器也在另一个电机(红外电机)控制下正反旋转。与实施例3相比，本实施例中，红外传感器在电机的带动下旋转；同时，有两个电机，一个为带动红外传感器旋转的第一电机，另一个为带动加热部件的第二电机，第二电机旋转的角度根据第一电机(红外电机)的旋转圈数确定旋转范围值。

实施例5

本实施例中，电暖气包括电机、加热部件、单片机(mcu)、多个人体红外传感器组合，达林顿管阵列。人体红外传感与器单片机(mcu)，单片机(mcu)由与达林顿管阵列连接，达林顿管阵列与电机连接，电机连接加热部件，构成人体定位电暖器，两个人体红外传感器有一定的夹角。当电机和单片机(mcu)上电时，电机会根据单片机设置的圈数范围，在圈数范围内带动加热部件正向旋转和反向旋转，启动电暖气。

与上述方案不同之处在于，本实施例中的两个以上红外传感器，带有一定夹角，进而两个以上红外传感器位于不同位置，实现不同范围区域内红外传感器的定位，以便于扩大检测范围。

参照附图2所示，本发明中一种暖风机的定位控制方法，具体是暖风机获取运动物体的位置，并同时建立有效运动范围的数据，工作状态下，所述暖风机工作于所述有效运动范围内；

所述有效运动范围小于等于所述暖风机极限转动时的极限转动范围；

所述有效运动范围为暖风机工作状态发出的热量能完全覆盖所述运动物体。

首先，本发明中，通过获取运动物体的位置，并建立相应的有效运动范围的数据，与现有技术中，只能开关或人为调节暖风机的不同工作状态相比，为后期通过运动物体的位置，进行暖风机的定位控制，提供了基础，且通过这一数据，可以及时知晓运动物体的位置信息，进而进行相应操作的调整。

其次，在本发明中，通过获取有效运动范围，能够使得控制单元根据需求，进行有效的调整，与传统的方式相比，控制单元的控制更加全面，不仅仅是一个开启的控制，而是整个带动装置运动的范围和区域控制；使暖风机的控制更加智能，用户体验感更强。

再次，本发明中，与现有技术中的暖风机相比，无需一直在极限范围内运动，进而整个运动范围高效，使得暖风机能随着人而进行运动范围的调整，减少了无效功的输出，提高了暖风机的使用效率。

最后，本发明中，通过输出有效运动范围，进而使用时，可以根据需求，在开始时，调整有效运动范围，使得用户在使用时，直接通过控制单元输出适宜于用户的有效运动范围，避免运动范围恒定，在活动物体移动时，存在的输出过多无效功，以及用户体验感差等问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。