一种基于无线传感技术的可调温座椅系统及其实现方法转让专利

申请号 : CN201510731385.3

文献号 : CN105411241B

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相似专利:

发明人 : 沙超仲莲花吴敏杨瑞吴敏王汝传

申请人 : 南京邮电大学

摘要 :

本发明公开了一种基于无线传感技术的可调温座椅系统及其实现方法,该系统是基于无线传感技术提出的一种可调温座椅,实现了让座椅自身能够通过温度传感器感知其周围的温度来自动调节座椅的表面温度的功能,能够让久坐者们不再受到座椅太冷或太热的困扰,同时用户也能够自行设定座椅温度,并且实现了可通过一个控制台给某特定场所的所有座椅集体设置温度的功能。

权利要求 :

1.一种基于无线传感技术的可调温座椅系统的实现方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

步骤1:整体网络架构包含控制台和基于无线传感技术的座椅,给所有座椅进行编号,设置一个控制台在场地某角落,各座椅自组织成一个分布式网络,以多跳形式与控制台连通,场地管理员通过控制台对所有或部分座椅进行温度调节;

步骤2:座椅系统包括信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块、微处理器模块和无线收发模块;其中信息采集模块包括:压力传感器、感知座椅周围环境温度的温度传感器和感知座椅自身温度的温度传感器;温度设定模块包括操控面板和报警器;温度调控模块包括半导体制冷片、导热板、散热小风扇、控温电路、电路电源、转换开关、控温式的正温度系数热敏电阻PTC和控温式的负温度系数热敏电阻NTC;微处理器采用8位单片机,并与各个模块相连;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,控制台处的ZigBee通信模块与各座椅上微处理器处的ZigBee通信模块互通;

步骤3:信息采集模块包括一块压力传感器和两块温度传感器;安装在椅面海绵层内部的压力传感器用于感知当前是否有人正在使用座椅;安装在座椅靠背处的温度传感器用于感知座椅周围环境的温度;安置在控温电路中温度传感器用于感知座椅自身的当前温度;

步骤4:温度设定模块包括操控面板和报警器;操控面板安置在座椅靠背的侧面,用于用户给座椅设定温度,同时查看座椅的当前温度与用户所设温度;报警器安装在微处理器附近,当座椅温度超过了人体体表所能承受的温度范围16℃-42℃时,报警器会发出警报声,提醒用户及时切断电源;

步骤5:温度调控子模块之一的调温设备包括导热板、半导体制冷片、散热小风扇;导热板由金属片制成,安置在座椅海绵层下面,其内侧与半导体制冷片焊接在一起,用于将半导体制冷片的制冷或制热效果更好地传递给座椅;半导体制冷片同时拥有制热和制冷两种功能,二者的切换在于半导体制冷片中通过的电流方向的改变;散热小风扇安装在半导体制冷片外侧,在半导体制冷片制热的时候,散热小风扇会对着半导体制冷片的散热面进行吹风,使散热面快速降温;

步骤6:温度调控子模块之一的控温电路安装在座椅内部,包括:电源、转换开关、控温式的正温度系数热敏电阻PTC和控温式的负温度系数热敏电阻NTC;转换开关用于控制控温电路中的电流流向;当转换开关正向接通电流,即接NTC处时,制冷片进行制冷;当转换开关反向接通电流,即接PTC处时,制冷片进行制热;

步骤7:通过控制面板最上方的电源按钮打开座椅调温系统,系统便开始工作;

步骤8:由压力传感器感知当前座椅上是否有人,若无人使用此座椅,则转步骤9;若有人使用,则转步骤10;

步骤9:调温系统将一直处于待机状态,压力传感器延迟10s后重新执行步骤8;

步骤10:座椅靠背处的温度传感器开始检测座椅周围环境的温度,同时控温电路内部的温度传感器开始检测座椅自身温度;

步骤11:微处理器判断用户是否给座椅人为设定了温度;若场地管理员通过控制台或用户通过操控面板给座椅设置了温度,则转步骤12;否则转步骤13;

步骤12:调温系统将用户所设温度与座椅自身温度进行比较,当二者温差不大于3℃时,系统将不会同意用户的调温请求;当二者温差大于3℃时,温度调控模块则开始工作,同时转步骤14;

步骤13:当座椅周围温度在人体最适温度19℃-28℃时,调温模块将不会工作;当座椅周围温度超出此温度范围时,座椅调温模块开始工作,并默认把座椅温度调到人体最佳适应温度25℃,同时转步骤14;

步骤14:在调温过程中,压力传感器会每隔10s检测一次该座椅上是否有人,微处理器将根据所接收的信号作出判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的可调温座椅系统的实现方法,其特征在于,所述步骤6包括:在制冷片制热过程中,PTC的阻值随温度增高而增大,当座椅温度达到用户设定温度或人体最适温度25℃时,PTC电阻值会达到最大,此时半导体制冷片会停止制热;在半导体制冷片制冷过程中,NTC的阻值会随着温度的降底而增大,当座椅温度达到用户设定温度或人体最适温度25℃时,NTC电阻值会达到最大,此时半导体制冷片会停止制冷。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感技术的可调温座椅系统的实现方法,其特征在于,所述步骤14的微处理器将根据所接收的信号作出判断;包括如下判断:

1)在用户主动给座椅设置了温度的情况下,若调温过程中用户离开座椅,或者座椅自身温度达到了用户给座椅所设的温度,调温模块将停止工作,同时转步骤9,否则调温模块继续工作;

2)在用户没有给座椅设温的情况下,若调温过程中用户离开座椅,或者座椅温度达到了人体最适温度25℃,调温模块将停止工作,同时转步骤9,否则调温模块继续工作。

4.一种基于无线传感技术的可调温座椅系统,其特征在于,所述系统根据权利要求1所述实现方法进行实现,该系统包括:信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块、微处理器模块和无线收发模块;所述的信息采集模块用于感知是否有人正在使用座椅、感知座椅周围环境的温度和感知座椅的自身温度;所述的温度设定模块用于用户人为地给座椅设定温度;温度调控模块包括调温设备和控温电路,用于给座椅调温;微处理器模块与各个模块相连,用于控制系统运行;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,用于接收用户通过控制台远程给座椅集体调温时所发送的信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感技术的可调温座椅系统,其特征在于:所述系统的座椅硬件结构包括压力传感器(1)、感知座椅周围环境温度的温度传感器(2)、感知座椅自身温度的温度传感器(3)、操控面板(4)、报警器(5)、半导体制冷片(6)、导热板(7)、散热小风扇(8)、控温电路(9)、电路电源(9-1)、转换开关(9-2)、控温式的正温度系数热敏电阻PTC(9-3)、控温式的负温度系数热敏电阻NTC(9-4)、微处理器(10)和ZigBee通信模块(11)。

6.根据权利要求4所述的一种基于无线传感技术的可调温座椅系统,其特征在于:所述系统的信息采集模块包括压力传感器(1)和感知座椅自身温度的温度传感器(3);所述系统使用两个温度传感器,一个安置在座椅靠背处,用于感知座椅周围环境温度的温度传感器(2),另一个安置在座椅温度调控模块的控温电路中,用于感知座椅自身的温度传感器(3);

压力传感器(1)用于判定座椅上是否有人;温度设定模块包括操控面板(4)和报警器(5);操控面板(4)用于用户人为地给座椅设定温度;报警器(5)在座椅温度超过16℃-45℃这个范围时会发出警报声;温度调控模块包括控温电路(9)和调温设备,其中,控温电路(9)包括电路电源(9-1)、转换开关(9-2)、控温式的正温度系数热敏电阻PTC(9-3)和控温式的负温度系数热敏电阻NTC(9-4);调温设备包括半导体制冷片(6)、导热板(7)和散热小风扇(8);微处理器(10)采用8位单片机,并与温度感知模块、温度调控模块、温度设定模块和无线收发模块相连;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,控制台处的ZigBee通信模块(11)与各座椅上微处理器(10)的ZigBee通信模块(11)互通。

7.根据权利要求4所述的一种基于无线传感技术的可调温座椅系统,其特征在于:所述系统是根据温度传感器检测到的座椅周围温度给座椅自动调温,由用户自己给座椅设温,通过一个控制台给某场所中的所有或部分座椅进行集体调温。

说明书 :

一种基于无线传感技术的可调温座椅系统及其实现方法

技术领域

[0001] 本发明是基于无线传感技术提出的一种座椅自动调温系统,该系统属于无线传感技术和无线通信技术的交叉领域。

背景技术

[0002] 日常生活中,很多人坐着的时间要远远多于站着的时间,如:学生、上班族、司机、残疾人等。每当冬季来临时,人们往往会给自己的座椅买上一个厚厚的坐垫来抵挡冰凉的座椅给他们带来的阵阵寒意;而到了夏天,人们又纷纷扔掉冬季的厚坐垫,取而代之的是祛暑的凉席坐垫。坐垫的使用寿命一般很短,使用时也总容易从座椅滑下来,棉坐垫更不容易清洗,这给人们造成了很大的不便。有时候即使有了坐垫,因长时间久坐,人们也总会对坐垫的保温效果或是降温效果感到不满意。
[0003] 传感器(即sensor)是一种检测装置,它能感受到被测量物体的信息,并且能将感受到的信息按照一定的规律转变为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。本发明中涉及的传感器为压力传感器和温度传感器,压力传感器用于判定座椅上是否有人,温度传感器则用于感知座椅周围温度和座椅自身温度,从而通知调温系统进行相应得到温度调控。
[0004] 无线传感器网络由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成。其主要组成部分是集成有传感器、处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组织成一个分布式网络,再将采集来的数据经无线电波传输给信息处理中心。
[0005] ZigBee是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术。为满足人们对支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性,而且经济高效的标准型无线网络解决方案的需求,ZigBee标准应运而生。ZigBee技术具有数据传输速率低、功耗低、成本低、网络容量大、延时短等特点。围绕ZigBee芯片技术推出的外围电路,称之为“ZigBee模块”。随着无线传感技术和无线通信技术的飞速发展,若能够开发出一种可自动调温的座椅成为了迫切需要解决的问题。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

[0006] 本发明目的在于解决了让座椅能够通过温度传感器感知其周围的温度来自动调节座椅的表面温度,让久坐者们不再受到座椅太冷或太热的问题,同时,本发明解决了可人为地设定座椅温度的问题,实现了通过一个控制台给某特定场所的所有座椅系统集体设置温度的功能。
[0007] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种基于无线传感技术的可调温座椅系统,该系统包括信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块、微处理器模块和无线收发模块。其中,本发明的信息采集模块用于感知是否有人正在使用座椅、感知座椅周围环境的温度和感知座椅的自身温度。温度设定模块用于用户人为地给座椅设定温度。温度调控模块包括调温设备和控温电路,用于给座椅调温。微处理器模块与各个模块相连,用于控制系统运行。无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,用于接收用户通过控制台远程给座椅集体调温时所发送的信号。
[0008] 微处理器模块与各个模块相连,其中,各个模块是指信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块和无线收发模块。
[0009] 本发明座椅的硬件结构包括压力传感器1、感知座椅周围环境温度的温度传感器2、感知座椅自身温度的温度传感器3、操控面板4、报警器5、半导体制冷片6、导热板7、散热小风扇8、控温电路9、电路电源9-1、转换开关9-2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3、控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4、微处理器10和ZigBee通信模块11。
[0010] 本发明的信息采集模块包括压力传感器1和感知座椅自身温度的温度传感器3。本发明使用两个温度传感器,一个安置在座椅靠背处,用于感知座椅周围环境温度的温度传感器2,另一个安置在座椅温度调控模块的控温电路中,用于感知座椅自身的温度传感器3;压力传感器1用于判定座椅上是否有人。温度设定模块包括操控面板4和报警器5,操控面板
4用于用户人为地给座椅设定温度;报警器5在座椅温度超过16℃-45℃这个范围时会发出警报声。温度调控模块包括控温电路9和调温设备,其中,控温电路9包括电路电源9-1、转换开关9-2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3和控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4;调温设备包括半导体制冷片6、导热板7和散热小风扇8。微处理器10采用8位单片机,并与温度感知模块、温度调控模块、温度设定模块和无线收发模块相连;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,控制台处的ZigBee通信模块11与各座椅上微处理器10的ZigBee通信模块11互通,便于场所管理者通过控制台对本场所中的所有或部分座椅进行集体的温度调控。
[0011] 本发明上述系统能够根据温度传感器检测到的座椅周围温度给座椅自动调温,也能够由用户自己给座椅设温,同时实现了通过一个控制台给某场所中的所有或部分座椅进行集体调温的功能。
[0012] 本发明还提供了一种基于无线传感技术的可调温座椅系统的实现方法,该方法包括如下步骤:
[0013] 步骤1:整体网络架构包含控制台和基于无线传感技术的座椅,给所有座椅进行编号,设置一个控制台在场地某角落,各座椅自组织成一个分布式网络,以多跳形式与控制台连通,场地管理员通过控制台对所有或部分座椅进行温度调节;
[0014] 步骤2:座椅系统包括信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块、微处理器模块和无线收发模块;其中信息采集模块包括:压力传感器、感知座椅周围环境温度的温度传感器和感知座椅自身温度的温度传感器;温度设定模块包括操控面板和报警器;温度调控模块包括半导体制冷片、导热板、散热小风扇、控温电路、电路电源、转换开关、控温式的正温度系数热敏电阻PTC和控温式的负温度系数热敏电阻NTC;微处理器采用8位单片机,并与各个模块相连;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,控制台处的ZigBee通信模块与各座椅上微处理器处的ZigBee通信模块互通;
[0015] 步骤3:信息采集模块包括一块压力传感器和两块温度传感器;安装在椅面海绵层内部的压力传感器用于感知当前是否有人正在使用座椅;安装在座椅靠背处的温度传感器用于感知座椅周围环境的温度;安置在控温电路中温度传感器用于感知座椅自身的当前温度;
[0016] 步骤4:温度设定模块包括操控面板和报警器;操控面板安置在座椅靠背的侧面,用于用户给座椅设定温度,同时查看座椅的当前温度与用户所设温度;报警器安装在微处理器附近,当座椅温度超过了人体体表所能承受的温度范围16℃-42℃时,报警器会发出警报声,提醒用户及时切断电源;
[0017] 步骤5:温度调控子模块之一的调温设备包括导热板、半导体制冷片、散热小风扇;导热板由金属片制成,安置在座椅海绵层下面,其内侧与半导体制冷片焊接在一起,用于将半导体制冷片的制冷或制热效果更好地传递给座椅;半导体制冷片同时拥有制热和制冷两种功能,二者的切换在于半导体制冷片中通过的电流方向的改变;散热小风扇安装在半导体制冷片外侧,在半导体制冷片制热的时候,散热小风扇会对着半导体制冷片的散热面进行吹风,使散热面快速降温;
[0018] 步骤6:温度调控子模块之一的控温电路安装在座椅内部,包括:电源、转换开关、控温式的正温度系数热敏电阻PTC和控温式的负温度系数热敏电阻NTC;转换开关用于控制控温电路中的电流流向;当转换开关正向接通电流,即接NTC处时,制冷片进行制冷;当转换开关反向接通电流,即接PTC处时,制冷片进行制热;
[0019] 步骤7:通过控制面板最上方的电源按钮打开座椅调温系统,系统便开始工作;
[0020] 步骤8:由压力传感器感知当前座椅上是否有人,若无人使用此座椅,则转步骤9;若有人使用,则转步骤10;
[0021] 步骤9:调温系统将一直处于待机状态,压力传感器延迟10s后重新执行步骤8;
[0022] 步骤10:座椅靠背处的温度传感器开始检测座椅周围环境的温度,同时控温电路内部的温度传感器开始检测座椅自身温度;
[0023] 步骤11:微处理器判断用户是否给座椅人为设定了温度;若场地管理员通过控制台或用户通过操控面板给座椅设置了温度,则转步骤12;否则转步骤13;
[0024] 步骤12:调温系统将用户所设温度与座椅自身温度进行比较,当二者温差不大于3℃时,系统将不会同意用户的调温请求;当二者温差大于3℃时,温度调控模块则开始工作,同时转步骤14;
[0025] 步骤13:当座椅周围温度在人体最适温度19℃-28℃时,调温模块将不会工作;当座椅周围温度超出此温度范围时,座椅调温模块开始工作,并默认把座椅温度调到人体最佳适应温度25℃,同时转步骤14;
[0026] 步骤14:在调温过程中,压力传感器会每隔10s检测一次该座椅上是否有人,微处理器将根据所接收的信号作出判断,该判断包括如下:
[0027] 1)在用户主动给座椅设置了温度的情况下,若调温过程中用户离开座椅,或者座椅自身温度达到了用户给座椅所设的温度,调温模块将停止工作,同时转步骤9,否则调温模块继续工作。
[0028] 2)在用户没有给座椅设温的情况下,若调温过程中用户离开座椅,或者座椅温度达到了人体最适温度25℃,调温模块将停止工作,同时转步骤9,否则调温模块继续工作。
[0029] 有益效果:
[0030] 1、本发明在座椅靠背处布置了温度传感器,便于它感知座椅周围温度的变化,相应地自动把座椅温度调节到最佳值,解决了人们在生活或者工作时因气温过高或过低,容易感冒生病的问题,给久坐族带来关怀。考虑到控温电路中的某些元件如热敏电阻等随着时间的推移可能会老化等故障,本发明特地安置了一个温度报警器,当控温电路因故障一直处于加热或降温时,一旦温度超越16℃-45℃这个安全范围,报警器便会提醒用户及时切断电源。
[0031] 2、本发明在座椅靠背处安装有温度传感器,当用户未给座椅设置温度时,系统会根据座椅周围环境温度给座椅自动调温;同时,本发明在座椅上安装了操控面板,用户可以通过它人为设定想要的座椅温度;本发明中还运用了无线传感器技术与无线通信技术,在一些中高端的大型场合,场地管理者可通过控制台对本场地的所有或部分指定座椅进行集体地温度调控。

附图说明

[0032] 图1为本发明的系统整体网络部署示意图。
[0033] 图2为本发明座椅硬件部署的结构示意图。
[0034] 标识说明:1表示压力传感器;2表示感知座椅周围环境温度的温度传感器;3表示感知座椅自身温度的温度传感器;4表示操控面板;5表示报警器;6表示半导体制冷片;7表示导热板;8表示散热小风扇;9表示控温电路;9-1-表示电路电源;9-2表示转换开关;9-3表示控温式的正温度系数热敏电阻PTC;9-4表示控温式的负温度系数热敏电阻NTC;10表示微处理器;11表示ZigBee通信模块。
[0035] 图3为本发明操控面板设计示意图。
[0036] 图4为本发明调温设备装置结构图。
[0037] 标识说明:6表示半导体制冷片;7表示导热板;8表示散热小风扇。
[0038] 图5为本发明控温电路图。
[0039] 标识说明:6表示半导体制冷片;9-1-表示电路电源;9-2表示转换开关;9-3表示控温式的正温度系数热敏电阻PTC;9-4表示控温式的负温度系数热敏电阻NTC。
[0040] 图6为本发明的系统架构图。
[0041] 图7为本发明的方法流程图。

具体实施方式

[0042] 下面结合说明书附图对本发明创造作进一步的详细说明。
[0043] 本发明提供了一种基于无线传感技术的可调温座椅系统的实现方法,该方法包括如下步骤:
[0044] 步骤1:如图1所示,本发明的整体网络架构包含:控制台和基于无线传感技术的座椅,给所有座椅进行编号,设置一个控制台在场地某角落,各座椅自组织成一个分布式网络,以多跳形式与控制台连通,场地管理员可通过控制台对所有或部分座椅进行相应的温度调节。
[0045] 步骤2:如图2所示,本发明中的座椅包括信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块微处理器模块和无线收发模块。其中信息采集模块包括:压力传感器1、感知座椅周围环境温度的温度传感器2和感知座椅自身温度的温度传感器3;温度设定模块包括操控面板4和报警器5;温度调控模块包括半导体制冷片6、导热板7、散热小风扇8、控温电路9、电路电源9-1、转换开关9-2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3和控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4;微处理器10采用8位单片机,并与温度感知模块、温度调控模块、温度设定模块和无线收发模块相连;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,ZigBee是无线传感器网络短距离通信协议,是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术,控制台处的ZigBee通信模块11与各座椅上微处理器处的ZigBee通信模块11互通,便于场所管理者通过控制台对本场所中的所有或部分座椅进行集体的温度调控。
[0046] 步骤3:本发明中的信息采集模块由一块压力传感器和两块温度传感器组成。它们的具体作用如下:
[0047] 1、压力传感器1:安装在椅面的海绵层内部,用于感知当前是否有人正在使用座椅。
[0048] 2、温度传感器2:安装在座椅靠背处,用于感知座椅周围环境的温度。
[0049] 3、温度传感器3:安置在温度调控模块的控温电路中,用于感知座椅自身的当前温度。
[0050] 步骤4:本发明中的温度设定模块由操控面板和报警器组成。它们的具体作用如下:
[0051] 1、如图3所示,操控面板包含以下三个部分:
[0052] 第一部分:系统开关。此开关位于操控面板的顶部,用于控制座椅的整个调温系统。若关闭此开关,座椅的调温系统将停止一切工作,即使有人正使用此座椅,系统也不会工作。
[0053] 第二部分:温度显示屏
[0054] 情况1:当用户没有人为设定座椅温度时,左部的温度显示屏显示的是控温电路中的温度传感器3感知到的温度值T1,即:座椅当前的自身温度;而右部的显示屏显示的则是座椅靠背处的温度传感器2感知到的温度值T0,即:座椅周围环境的温度。
[0055] 情况2:当用户人为设定了座椅温度时:左部显示屏显示的仍然是温度传感器3感知到的座椅当前的自身温度T1,右部的显示屏则显示用户给座椅自行设定的目标温度值T2。
[0056] 第三部分:调温按键。调温按键由数字“1~9”组成,便于用户给座椅自由设定温度。
[0057] 2、报警器5:安装在微处理器附近,当热敏电阻老化失效等意外原因导致控温电路发生故障时,调温设备会无节制地不断加热或制冷,一旦控温电路中的温度传感器3感知到的座椅温度超过了人体体表所能承受的温度范围16℃-42℃时,报警器将会发出警报声,提醒用户通过操控面板中的电源开关切断电源以结束座椅的持续加热或降温,以免造成人身伤害。
[0058] 步骤5:如图4所示,温度调控子模块之一的调温设备包括导热板7、半导体制冷片6、散热小风扇8。
[0059] 1、导热板7由导热性较好的金属片制成,用于将半导体制冷片的制冷或制热效果更好地传递给座椅。导热板主要安置在座椅海绵层下面,其内侧与半导体制冷片6焊接在一起。
[0060] 2、半导体制冷片6同时拥有制热和制冷两种功能,二者的切换在于半导体制冷片中通过的电流方向的改变。由于半导体制冷片是控温电路的元件,且导热板(即:一种导热性较好的金属片)具有导电性,所以本发明中的座椅椅面的材质为绝缘皮革,以防电流通过制冷片时发生意外。半导体制冷片的安装方法如下:
[0061] (1)半导体制冷片与控温电路相连接,当有正向电流通过时,半导体制冷片会吸收周围的热量进行制冷作用;当有反向电流通过时,半导体制冷片则会释放热量,进行制热作用。
[0062] (2)半导体制冷片的吸热面(即:制冷作用)焊接在导热板7的内侧,当正向电流通过时,半导体制冷片的吸热面会不断吸收周围的热量进行制冷,同时导热板也会在制冷片的作用下降温,达到给座椅降温的目的。当座椅温度达到用户所设温度或人体最适温度25℃时,控温电路会自动断开,半导体制冷片则会停止制冷作用。
[0063] (3)半导体制冷片的散热面(即:制热作用)上设有散热小风扇8,当控温电路中通过反向电流时,半导体制冷片的散热面会产生大量热量并通过导热板散发出来,从而进行相应的制热作用。
[0064] 3、散热小风扇8安装在半导体制冷片外侧,在半导体制冷片制热的时候,散热小风扇会对着半导体制冷片的散热面进行吹风,使散热面快速降温,避免因制冷片一直制热导致温度过高而报废,从而使半导体制冷片一直处于正常的工作状态。
[0065] 步骤6:如图5所示,温度调控子模块之一的控温电路9安装在座椅内部,具体包括:电路电源9-1、转换开关9-2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3、控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4。
[0066] 1、转换开关9-2又称组合开关,用于控制控温电路中的电流流向。当转换开关正向接通电流(接在NTC热敏电阻端)时,电源向半导体制冷片提供正向电流,制冷片进行制冷;当转换开关反向接通电流(即:接在PTC热敏电阻端)时,电源向半导体制冷片提供反向电流,制冷片进行制热。
[0067] 2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3的电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加,温度越高,电阻值越大。在半导体制冷片制热过程中,PTC热敏电阻的阻值会随着温度的增高而增大,当温度传感器3感知到的座椅温度达到用户设定温度或人体最适温度25℃时,其本体温度相应地升高到最大值,继而它的电阻值也会达到最大,从而使此时通过控温电路的电流最小,此时半导体制冷片也会停止继续制热;
[0068] 3、控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4:其电阻值随着NTC热敏电阻本体温度的降低呈现出阶跃性的增加,温度越低,电阻值越大。在半导体制冷片制冷过程中,NTC热敏电阻的阻值会随着温度的降底而增大。当温度传感器3感知到的座椅温度达到用户设定温度或人体最适温度25℃时,其本体温度相应地降低到最小值,继而它的电阻值也会达到最大,从而使此时通过控温电路的电流最小,此时半导体制冷片也会停止继续制冷。
[0069] 步骤7:用户可通过控制面板最上方的电源按钮打开座椅调温系统,系统开始工作。
[0070] 步骤8:如图7所示,首先由压力传感器感知当前座椅上是否有人,若无人使用此座椅,则转步骤9;若有人使用,则转步骤10。
[0071] 步骤9:调温系统将一直处于待机状态,压力传感器延迟10s后重新执行步骤8。
[0072] 步骤10:座椅靠背处的温度传感器2开始检测座椅周围环境的温度,同时控温电路内部的温度传感器3开始检测座椅自身温度。
[0073] 步骤11:微处理器判断用户是否给座椅人为设定了温度。若场地管理员通过控制台或用户通过操控面板给座椅设置了温度,则转步骤12;否则转步骤13。
[0074] 步骤12:调温系统将用户所设的座椅温度T2与温度传感器3感知到的座椅自身温度T1进行比较,当二者的温差不大于3℃时,系统将不会同意用户的调温请求;当|T1-T2|>3时,温度调控模块则开始工作,同时转步骤14。
[0075] 步骤13:若温度传感器2检测到的座椅周围温度T0在人体最适温度19℃-28℃之间时,座椅调温模块将不会工作;当座椅周围温度T0超出了这个温度范围时,座椅调温模块开始工作,默认把座椅温度T1调到人体最佳适应温度25℃,同时转步骤14。
[0076] 步骤14:在调温过程中,压力传感器会每隔10s检测一次该座椅上是否有人。微处理器会根据所接收的信号做如下判断:
[0077] 1)在用户主动给座椅设置了温度的情况下,若调温过程中用户离开座椅,或者座椅温度T1达到了用户给座椅所设的温度T2,调温模块将停止工作,同时转步骤9,否则调温模块继续工作。
[0078] 2)在用户没有给座椅设温的情况下,若调温过程中用户离开座椅,或者座椅温度T1达到了人体最适温度25℃,调温模块将停止工作,同时转步骤9,否则调温模块继续工作。
[0079] 如图1和图2所示,本发明还一种基于无线传感技术的可调温座椅系统,该系统包括信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块、微处理器模块和无线收发模块。其中,本发明的信息采集模块用于感知是否有人正在使用座椅、感知座椅周围环境的温度和感知座椅的自身温度。温度设定模块用于用户人为地给座椅设定温度。温度调控模块包括调温设备和控温电路,用于给座椅调温。微处理器模块与各个模块相连,用于控制系统运行。无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,用于接收用户通过控制台远程给座椅集体调温时所发送的信号。
[0080] 微处理器模块与各个模块相连,其中,各个模块是指信息采集模块、温度设定模块、温度调控模块和无线收发模块。
[0081] 本发明座椅的硬件结构包括压力传感器1、感知座椅周围环境温度的温度传感器2、感知座椅自身温度的温度传感器3、操控面板4、报警器5、半导体制冷片6、导热板7、散热小风扇8、控温电路9、电路电源9-1、转换开关9-2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3、控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4、微处理器10和ZigBee通信模块11。
[0082] 本发明的信息采集模块包括压力传感器1和感知座椅自身温度的温度传感器3。本发明使用两个温度传感器,一个安置在座椅靠背处,用于感知座椅周围环境温度的温度传感器2,另一个安置在座椅温度调控模块的控温电路中,用于感知座椅自身的温度传感器3;压力传感器1用于判定座椅上是否有人。温度设定模块包括操控面板4和报警器5,操控面板
4用于用户人为地给座椅设定温度;报警器5在座椅温度超过16℃-45℃这个范围时会发出警报声。温度调控模块包括控温电路9和调温设备,其中,控温电路9包括电路电源9-1、转换开关9-2、控温式的正温度系数热敏电阻PTC9-3和控温式的负温度系数热敏电阻NTC9-4;调温设备包括半导体制冷片6、导热板7和散热小风扇8。微处理器10采用8位单片机,并与温度感知模块、温度调控模块、温度设定模块和无线收发模块相连;无线收发模块采用基于ZigBee技术的无线通信芯片,控制台处的ZigBee通信模块11与各座椅上微处理器10的ZigBee通信模块11互通,便于场所管理者通过控制台对本场所中的所有或部分座椅进行集体的温度调控。
[0083] 本发明上述系统能够根据温度传感器检测到的座椅周围温度给座椅自动调温,也能够由用户自己给座椅设温,同时实现了通过一个控制台给某场所中的所有或部分座椅进行集体调温的功能。