一种基于石墨烯远红外线芯片的发热控制管理系统及方法与流程

本发明涉及发热控制，具体为一种基于石墨烯远红外线芯片的发热控制管理系统及方法。

背景技术：

1、目前关于发热设备如发热床垫多由床垫和发热组件构成，通常通过与电源连接，使内部发热，从而对人体局部进行热疗,加热垫主要是用在身体的局部热敷，通过加热垫的加热实现对身体局部放松保健的功效；石墨烯是碳原子紧密排列成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质新材料，具优异的导热特性，在电子、能源、化工、材料等领域应用广泛，因此石墨烯可以作为复合材料的添加剂来提高材料的热学性能；现有石墨烯发热床垫虽然发热迅速且均衡，并可以产生远红外线，从而改善人体微循环，促进人体新陈代谢，但是对于不同用户的行为习惯并没有有效的解决自适应温度调整的问题，且发热床垫由于加热丝造成形变后容易导致局部发热的情况产生，所以智能化、合理的调整温度以适应用户行为习惯避免造成发热丝弯曲是需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于石墨烯远红外线芯片的发热控制管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于石墨烯远红外线芯片的发热控制管理方法，包括以下分析步骤：

3、步骤s1：获取发热设备连接传感器数据端口记录的历史传感数据以及记录发热设备自身运行的状态数据；历史传感数据是指用户使用发热设备并启动发热功能时传感器获取的数据；将用户在使用周期内记录的历史传感数据和状态数据进行存储分析，构建用户的画像集合；

4、步骤s2：基于用户的画像集合，分析对应用户在未使用发热设备的发热功能时的常规传感数据，常规传感数据是指发热设备在未开启发热功能时记录的数据；校验用户的画像集合并更新；

5、步骤s3：基于更新后的画像集合，构建初始预警温度范围；获取初始预警温度范围内发热设备记录的状态数据和历史传感数据，分析安全预警温度范围；安全预警温度范围小于初始预警维度范围；

6、步骤s4：将用户画像集合与安全预警温度范围进行对应，实时监测用户进行温度预警响应。

7、进一步的，构建用户的画像集合包括以下分析步骤：

8、获取监测用户监测周期内启动发热功能的使用时段[t1,t2]，监测周期包含若干个以天为单位的监测单元；提取监测周期内任一监测单元为目标监测单元并记录对应的使用时段，当存在不连续的使用时段时分别记录为[ti1,ti2]，ti1表示目标监测单元内第i个使用时段的起始时刻，ti2表示目标监测单元内第i个使用时段的结束时刻；

9、当存在t(i+1)1减t2大于等于预设的时差阈值时，则输出[ti1,ti2]为第i个使用时段、[t(i+1)1,t(i+1)2]为第i+1个使用时段；

10、当存在t(i+1)1减t2小于预设的时差阈值时，则输出[t1,t(i+1)2]为一使用时段；

11、获取监测周期内除去目标监测单元外每一监测单元的待分析使用时段[h1,h2]，当[h1,h2]∩[t1,t2]≠∅时，提取h1、h2、t1和t2所构成的最大时段区间作为实际使用时段；当[h1,h2]∩[t1,t2]=∅时，将[h1,h2]作为新的使用时段，并与目标监测单元中的使用时段构成监测单元的实际使用时段。

12、进一步的，构建用户的画像集合还包括以下分析步骤：

13、发热设备自身运行的状态数据包括设备控制温度和温控时长；

14、获取实际使用时段内的设备控制温度t，若设备控制温度唯一，则记录对应温控时长l等于实际使用时段的时长；若设备控制温度不唯一，则以设备控制温度的温控时长为依据将实际使用时段进行划分，每一种设备控制温度对应一状态时段；

15、获取实际使用时段内第i个状态时段的历史传感数据，历史传感数据包括压力数据和相对发热设备产生压力的受力面积；获取记录压力数据或相对发热设备产生压力的受力面积在第i个状态时段内改变的次数gi，利用公式：

16、ri=gi/li；

17、计算第i个状态时段内的波动指数ri，li表示第i个状态时段的温控时长，波动指数越小说明用户在对应发热设备的温度下状态越平稳，受到温度过高带来不适的影响越小；

18、设置波动指数阈值r0，提取ri<r0对应的状态时段为有效时段，则标记有效时段对应的发热设备控制温度t为有效温度；

19、当有效温度唯一时，将实际使用时段与有效温度构成数据包，并作为画像集合子元素构成用户的画像集合；

20、当有效温度不唯一时，获取实际使用时段内有效温度的最大值maxt和有效温度的最小值mint构成有效温度区间a=[mint,maxt]，将实际使用时段与有效温度区间构成数据包，并作为画像集合子元素构成用户的画像集合，用户的画像集合包含所有实际使用时段对应的子元素。

21、分析用户的画像集合是为了适应不同用户的行为习惯，使得发热设备智能化的调节对应的使用温度区间以达到用户舒适的温度需求。

22、进一步的，步骤s2包括以下分析步骤：

23、获取常规传感数据对应的压力数据或相对发热设备产生压力的受力面积改变次数g，以及常规传感数据的获取时长p，计算常规波动指数r，r=g/p；

24、标记在实际使用时段内波动指数大于等于波动阈值的用户为目标用户，以及目标用户对应状态时段的控制温度，若波动指数r减常规波动指数r大于等于差值阈值，则保留步骤s1中分析目标用户的用户画像集合；

25、若波动指数r减常规波动指数r小于差值阈值且目标用户未自主调节温度，则更新目标用户对应状态时段的有效温度或有效温度区间，更新是指将实际使用时段内波动指数大于等于波动阈值对应状态时段的控制温度作为有效温度；并输出更新后的用户画像集合。

26、分析常规波动指数是为了验证在开启发热功能时记录用户数据的准确性，是否会存在用户行为的差异造成的误判；如当用户本身行为习惯是在睡觉时经常翻转，则通过翻转来判断用户是由于温度引起的行为则不精确。

27、进一步的，步骤s3包括以下分析步骤：

28、获取画像集合中每一子元素的温度数据，构建初始预警温度范围；

29、提取步骤s2中未进行更新的用户画像集合作为分析对象，标记对应用户为考察用户；将未更新的用户画像集合作为分析对象是因为此类用户更容易受到发热设备温度变化带来行为改变的记录；

30、提取考察用户在每一实际使用时段内记录的相对发热设备产生压力的受力面积s，获取受力面积最小值对应的持续时长tmins；

31、当受力面积s与受力面积的最大值maxs差值大于等于差值阈值且持续时长tmins大于等于平均持续时长t0，t0=(1/n)∑d，其中d表示状态时段内每一种受力面积对应的持续时长，n表示受力面积的类型数；则输出对应受力面积为风险面积，标记风险面积对应状态时段的有效温度为风险温度；

32、基于初始预警温度范围，剔除风险温度，生成安全预警温度范围。

33、风险温度是指用户在使用过程中给设备带来的压力造成发热部件形变的温度，使得发热设备寿命缩短，或是造成局部过热的情况，给用户带来不好的使用体验；剔除风险温度时保证受温度影响会产生行为改变的用户在合理温度下尽可能少的产生对设备造成损伤的行为。

34、现有技术中发热设备如发热床垫包含床垫+发热组件；发热组件特殊结构设计，用高分子材料膜涂覆石墨烯浆料，等距条形涂覆（条码状），间距、疏密可调；发热床垫在使用过程中经过多次的搓揉如用户身体的翻转局部压力过大，容易造成加热丝变形，从而导致加热丝之间的间距缩短，长时间通电就会使加热垫的局部过热，进而造成加热丝的烧毁或者使用者的烫伤，所以本技术提出一种自适应用户行为习惯的系统来调整合理温度区间，既保证用户的睡眠舒适也尽可能避免对床垫造成损伤。

35、进一步的，步骤s4包括以下步骤：

36、将安全预警温度范围与实际使用时段进行对应存储；

37、当实时监测的用户在实际使用时段内产生压力数据时，获取实时温度数据，当实时温度数据属于安全预警温度范围时，保持监测；当实时温度数据不属于安全预警温度范围时，调整实时温度至安全预警温度范围。

38、发热控制管理系统，包括用户画像集合构建模块、校正更新模块、初始预警温度范围分析模块、安全预警温度范围分析模块和预警响应模块；

39、用户画像集合构建模块用于将用户在使用周期内记录的历史传感数据和状态数据进行存储分析，构建用户的画像集合；

40、校正更新模块用于分析对应用户在未使用发热设备的发热功能时的常规传感数据，校验用户的画像集合并更新；

41、初始预警温度范围分析模块用于基于更新后的画像集合，构建初始预警温度范围；

42、安全预警温度范围分析模块用于分析安全预警温度范围；

43、预警响应模块用于将用户画像集合与安全预警温度范围进行对应，实时监测用户进行温度预警响应。

44、进一步的，用户画像集合构建模块包括实际使用时段分析单元、有效温度确定单元和画像集合输出单元；

45、实际使用时段分析单元用于分析监测用户监测周期内启动发热功能的使用时段，确定构成监测单元的实际使用时段；

46、有效温度确定单元用于分析实际使用时段内的设备控制温度和历史传感数据，输出有效温度；

47、画像集合输出单元用于将实际使用时段与有效温度区间构成数据包，并作为画像集合子元素构成用户的画像集合，用户的画像集合包含所有实际使用时段对应的子元素。

48、进一步的，安全预警温度范围分析模块包括考察用户确定单元、压力数据获取单元、风险温度分析单元和安全预警温度范围生成单元；

49、考察用户确定单元用于提取未进行更新的用户画像集合作为分析对象，标记对应用户为考察用户；

50、压力数据获取单元用于提取考察用户在每一实际使用时段内记录的相对发热设备产生压力的受力面积，获取受力面积最小值对应的持续时长；

51、风险温度分析单元用于基于压力数据获取单元的数据分析输出风险温度；

52、安全预警温度范围生成单元用于基于初始预警温度范围，剔除风险温度，生成安全预警温度范围。

53、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本技术是基于以石墨烯远红外线芯片为硬件核心的智能发热设备进行分析，通过对每个使用发热设备的用户进行画像分析，构建用户在使用不同时段的行为习惯，分析出用户在不同使用时段的合理温度范围，同时本发明在此温度范围基础上增加用户行为对发热设备造成的影响关联进行分析，进一步调整合适温度，避免用户对发热设备造成损伤的行为产生，使得智能化的根据用户数据调节温度，既满足用户对发热设备的使用舒适度，以在一定程度上，保障了用户使用发热设备的长久性和耐用性。