專利名稱：一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)，其特征是能夠探測(cè)人體體溫，實(shí)現(xiàn)電器自動(dòng)啟動(dòng)控制，并可以檢測(cè)人體在夜間入睡后體溫變化數(shù)值，從而自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈和其它電器的關(guān)停控制，并且用戶可以設(shè)置智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間和模式，屬于自動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，節(jié)約用電是社會(huì)生活的主題，因此要不斷提高電能利用的技術(shù)水平。節(jié)約用電不僅可以踐行低碳環(huán)保生活理念，減少開(kāi)支，更重要的是可以預(yù)防因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行電器而引發(fā)的火災(zāi)等安全事故。解決用電問(wèn)題一方面需要我們自身提高節(jié)能意識(shí)，另一方面，改造或更新用電設(shè)備，推廣節(jié)能新產(chǎn)品也是節(jié)約用電的一個(gè)重要途徑，其中智能開(kāi)關(guān)的推廣有效的幫助了我們降低能源的消耗。目前，市場(chǎng)上的家庭智能開(kāi)關(guān)的種類繁多，已有上百種，其所使用的技術(shù)不外乎以下四種:一種是電力載波控制類，雖然價(jià)格便宜，但其采用電力線來(lái)傳輸信號(hào)，會(huì)受電力線雜波干擾，使工作十分不穩(wěn)定，導(dǎo)致失控；另一種是無(wú)線射頻控制類，雖然造價(jià)相對(duì)低廉，但其采用射頻方式來(lái)傳輸信號(hào)，開(kāi)關(guān)經(jīng)常受無(wú)線電波干擾，使其頻率不穩(wěn)定；第三種是總線控制類，雖然穩(wěn)定性和抗干擾能力比較強(qiáng)，但其系統(tǒng)安全性比較差，中央控制器癱瘓，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行；也還有單火線控制類，雖然布線方法與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)相同，安裝方便，但其無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制開(kāi)關(guān)操作。以上的智能開(kāi)關(guān)模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)使用場(chǎng)合不同發(fā)揮不同的作用，但是以上智能開(kāi)關(guān)的售后都非常麻煩，需要專業(yè)人士來(lái)安裝。因此，設(shè)計(jì)一款安裝簡(jiǎn)單和使用方便的智能開(kāi)關(guān)具有很強(qiáng)的必要性。針對(duì)現(xiàn)有的智能開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開(kāi)一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶入睡后體溫變化情況關(guān)閉電器的電源，從而達(dá)到節(jié)約電能，延長(zhǎng)電器使用壽命和防止安全隱患的目的，有較高的實(shí)用價(jià)值。`

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題和缺陷，本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)，其特征在于根據(jù)用戶的需要，研究設(shè)計(jì)適用于家庭室內(nèi)空間、實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高、操作簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜的智能開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的體溫變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和判斷，控制紅外光遙控裝置采取相應(yīng)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)電器，并且體溫等數(shù)據(jù)可通過(guò)液晶顯示器顯示出來(lái)。同時(shí)用戶可調(diào)節(jié)這一過(guò)程中的時(shí)間、模式等重要參數(shù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)，其特征在于由紅外溫度傳感器[I]、菲尼爾透鏡[2]，放大器[3]、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)[5]、時(shí)鐘芯片[6]、液晶顯示器[7]、紅外光遙控裝置[8]、電源[9]、鍵盤(pán)[10]構(gòu)成。所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是液晶顯示器[7]和鍵盤(pán)[10]用于人機(jī)交互；液晶顯示器[7]顯示人體體溫，當(dāng)前工作狀態(tài)等信息，鍵盤(pán)[10]可方便用戶設(shè)置智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)的時(shí)間和模式。所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是由系統(tǒng)控制電路STC89C52單片機(jī)[5]控制整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)通過(guò)紅外溫度傳感器[I]測(cè)得的體溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)處于人體體溫溫度范圍內(nèi)時(shí)，控制紅外光遙控裝置[8]，自動(dòng)啟動(dòng)指定電器進(jìn)入特定的工作模式；同時(shí)將紅外溫度傳感器檢測(cè)的體溫信息通過(guò)液晶顯示器[7]顯示出來(lái)。所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是由系統(tǒng)控制電路STC89C52單片機(jī)[5]控制整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)連續(xù)兩次的體溫?cái)?shù)據(jù)求差處理，當(dāng)符合設(shè)定條件時(shí)，控制紅外光遙控裝置[8]，自動(dòng)關(guān)停指定的電器或轉(zhuǎn)換為特定的工作模式；同時(shí)將室內(nèi)電器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和模式等信息通過(guò)液晶顯示器[7]顯示出來(lái)。所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是紅外光遙控裝置[8]由安裝在智能開(kāi)關(guān)本體上的紅外發(fā)射器和安裝在遠(yuǎn)程電器上的紅外接收器構(gòu)成；紅外發(fā)射器發(fā)出單片機(jī)處理后的信號(hào)，紅外接收器接收信號(hào) 控制電器響應(yīng)環(huán)境變化。所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是電源[9]電路用于整個(gè)系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠檢測(cè)人體在夜間入睡后體溫變化數(shù)值，從而自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈和其它電器的關(guān)停控制，并且用戶可以設(shè)置智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約電能，延長(zhǎng)電器使用壽命和預(yù)防安全隱患的目的，其適用于家庭室內(nèi)空間，實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明控制系統(tǒng)原理2是本發(fā)明系統(tǒng)工作流程圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，由STC89C52單片機(jī)[5]控制整個(gè)系統(tǒng)，鍵盤(pán)[10]作為人機(jī)交互輸入設(shè)備，可用于設(shè)置智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)的時(shí)間和模式，特別是處于自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)響應(yīng)開(kāi)啟和關(guān)閉信號(hào)的電器工作模式。時(shí)鐘芯片[6]用于擴(kuò)展單片機(jī)，可方便系統(tǒng)計(jì)算智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間和手動(dòng)開(kāi)關(guān)模式的時(shí)間。人體體表發(fā)射的紅外線透過(guò)菲尼爾透鏡[2]到達(dá)紅外溫度傳感器[I]，紅外溫度傳感器[I]接收到紅外輻射，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于電壓信號(hào)很微弱，所以需要用放大器[3]的信號(hào)放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)放大，單片機(jī)無(wú)法處理模擬信號(hào)，需要通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器[4]的采樣、量化與編碼等過(guò)程將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)[5]來(lái)處理，如果溫度在人體體溫范圍內(nèi)或者是下降達(dá)到預(yù)定值，觸發(fā)紅外遙控鍵，發(fā)射電路中的紅外發(fā)光二極管發(fā)射控制信號(hào)，電器上的接收電路中的光敏三極管接收紅外控制信號(hào)，并經(jīng)過(guò)放大電路的作用形成脈沖控制執(zhí)行電路來(lái)執(zhí)行動(dòng)作。同時(shí)，液晶顯示器[7]作為人機(jī)交互輸出設(shè)備，可用于顯示人體體溫，當(dāng)前工作狀態(tài)等信息如圖2所示，根據(jù)單片機(jī)各接口的功能以及各個(gè)電路的作用，可以確定基于人體紅外測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)的工作流程圖。設(shè)計(jì)思路是首先初始化程序，開(kāi)始時(shí)要運(yùn)行時(shí)鐘顯示和液晶顯示子程序，鍵盤(pán)子程序作為中斷服務(wù)程序來(lái)調(diào)節(jié)時(shí)鐘芯片[6]的時(shí)間和日期及智能開(kāi)關(guān)控制電器響應(yīng)信號(hào)的工作模式，同時(shí)可以輸入進(jìn)入自動(dòng)模式的時(shí)間，當(dāng)時(shí)間值運(yùn)行到自動(dòng)模式設(shè)置的值時(shí)，則啟動(dòng)溫度采集子程序，將紅外溫度傳感器[I]測(cè)得的體溫?cái)?shù)值送入放大器和A/D轉(zhuǎn)換器處理，然后利用判斷子程序判斷數(shù)據(jù)的有效性，若溫度數(shù)值處于人體體溫范圍內(nèi)，則單片機(jī)[5]給輸出端一個(gè)控制信號(hào)，啟動(dòng)紅外發(fā)射器發(fā)出電器開(kāi)啟信號(hào)，傳達(dá)到紅外接收器以控制電器開(kāi)啟或進(jìn)入特定的工作模式，同時(shí)記錄第一次采集到的溫度值，接著利用延時(shí)子程序，每隔五分鐘采集、放大、轉(zhuǎn)換溫度數(shù)據(jù)一次，并計(jì)算實(shí)時(shí)溫度值與初值的差值，當(dāng)溫度下降差達(dá)到0.5°C，單片機(jī)[5]給輸出端一個(gè)高電平信號(hào)，觸發(fā)紅外光遙控裝置[8]的電源鍵控制遠(yuǎn)程電器關(guān)閉或進(jìn)入特定的工作模式，同時(shí)結(jié)束溫度采集子程序，在這些指令執(zhí)行的同時(shí)，并不影響時(shí)鐘子程序和顯示子程序的運(yùn)行。若自動(dòng)工作方式下采集的溫度數(shù)據(jù)不在人體體溫范圍內(nèi)，則系統(tǒng)認(rèn)定為無(wú)效數(shù)據(jù)，返回初始化狀態(tài)下，重新運(yùn)行溫度采集子程序。如此循環(huán)執(zhí)行，即可實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際需求對(duì)電器的自動(dòng)控制。上面以具體實(shí)施為例予以說(shuō)明本發(fā)明的工作過(guò)程，當(dāng)然，本發(fā)明并不僅限于以上的實(shí)施例，根據(jù)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更和修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)，其特征是:由紅外溫度傳感器[I]、菲尼爾透鏡[2]，放大器[3]、模數(shù)轉(zhuǎn)換器[4]、單片機(jī)[5]、時(shí)鐘芯片[6]、液晶顯示器[7]、紅外光遙控裝置[8]、電源[9]、鍵盤(pán)[10]構(gòu)成；由所述的單片機(jī)[5]控制整個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)紅外溫度傳感器[I]檢測(cè)的人體體溫的變化，當(dāng)變化值超過(guò)設(shè)計(jì)值后，單片機(jī)[5]控制紅外光遙控裝置[8]控制電燈及電器的開(kāi)合，液晶顯不器[7]可顯不人體體溫信息；時(shí)鐘芯片[6]可方便系統(tǒng)計(jì)算智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間和手動(dòng)開(kāi)關(guān)模式的時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是:液晶顯示器[7]和鍵盤(pán)[10]用于人機(jī)交互；液晶顯示器[7]顯示人體體溫，當(dāng)前工作狀態(tài)等信息，鍵盤(pán)[10]可方便用戶設(shè)置智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)的時(shí)間和模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是:由系統(tǒng)控制電路STC89C52單片機(jī)[5]控制整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)通過(guò)紅外溫度傳感器[I]測(cè)得的體溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)處于人體體溫溫度范圍內(nèi)時(shí)，控制紅外光遙控裝置[8]，自動(dòng)啟動(dòng)指定電器進(jìn)入特定的工作模式；同時(shí)將紅外溫度傳感器[I]檢測(cè)的體溫信息通過(guò)液晶顯示器[7]顯示出來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是:由系統(tǒng)控制電路STC89C52單片機(jī)[5]控制整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)連續(xù)兩次的體溫?cái)?shù)據(jù)求差處理，當(dāng)符合設(shè)定條件時(shí)，控制紅外光遙控裝置[8]，自動(dòng)關(guān)停指定的電器或轉(zhuǎn)換為特定的工作模式；同時(shí)將室內(nèi)電器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和模式等信息通過(guò)液晶顯示器[7]顯示出來(lái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能開(kāi)關(guān)，其特征是:紅外光遙控裝置[8]由安裝在智能開(kāi)關(guān)本體上的紅外發(fā)射器和安裝在電器上的紅外接收器構(gòu)成；紅外發(fā)射器發(fā)出單片機(jī)處理后的信號(hào)，紅外接收器接收信號(hào)控制電器響應(yīng)環(huán)境變化。
全文摘要
一種基于紅外人體測(cè)溫技術(shù)的智能開(kāi)關(guān)，屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域。該開(kāi)關(guān)是由信號(hào)采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、時(shí)鐘電路和紅外光遙控電路等構(gòu)成。該開(kāi)關(guān)能通過(guò)感應(yīng)人體溫度，開(kāi)啟指定電器，能夠檢測(cè)人體在夜間入睡后體溫變化數(shù)值，從而自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的關(guān)?？刂疲⑶矣脩艨梢栽O(shè)置智能開(kāi)關(guān)進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間和模式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶的體溫變化自動(dòng)開(kāi)關(guān)電源，從而達(dá)到節(jié)約電能，延長(zhǎng)電器使用壽命和防止安全隱患的目的，其適用于家庭室內(nèi)空間，實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜。
文檔編號(hào)G05B19/042GK103235535SQ20131012377
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者胡耀華, 曾智偉, 趙巍巍, 郭康權(quán), 侯俊才, 楊有剛 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)