鄧海金 林思軒

TCL空調(diào)器（中山）有限公司 廣東中山 528400

傳統(tǒng)空調(diào)作為調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境溫度的常用設(shè)備，其單一的溫度調(diào)節(jié)功能已經(jīng)不能滿足人們的需要。隨著人們對健康、舒適性及時尚的追求，追求更好、更全面的用戶體驗已經(jīng)成為一種趨勢。本文所述空調(diào)器，其主要特點在于擁有可播放聲音的音響，音響設(shè)置在空調(diào)器本體中，空調(diào)器本體由交流電源供電；擁有音頻解碼單元的遙控器，遙控器上還設(shè)置有音頻接收模塊、音頻感應(yīng)單元、溫度感應(yīng)模塊、溫度感應(yīng)單元。本文所述遙控器上設(shè)置有存儲接口，存儲接口用于安插SD卡或者其他大容量存儲原件的存儲模塊。遙控器上設(shè)置有機械開關(guān)，機械開關(guān)可手動調(diào)節(jié)，機械開關(guān)可控制遙控器中電路的通斷，當(dāng)機械開關(guān)處于開啟狀態(tài)時，遙控器電源接通，內(nèi)部原件工作；當(dāng)機械開關(guān)關(guān)閉時，遙控器電源斷開，內(nèi)部原件斷電，遙控器不工作。提供遙控器電能的原件為可充電、放電的可充電直流電源，通過充電接口對其充電，從而達到聲樂的頻譜根據(jù)隨著人的感受，其體溫變化跟隨變化的作用。本方案原理圖如圖1所示。

1 本文新型方案實施辦法

遙控器主控電路板上設(shè)有解碼單元，解碼單元的作用有兩個：在遙控器需要輸出音頻信號時，主控單元首先選取存儲模塊1中的“.MP3”文件，并通過程序驅(qū)動解碼單元對“.MP3”文件進行解碼，在解碼過程中，解碼單元產(chǎn)生一連串的播放信號值，其后，解碼單元將播放信號值傳送到主控單元1中，并且按照時間順序，將解碼單元傳送過來的播放信號值依次傳送到信號發(fā)射模塊，信號發(fā)射模塊將播放信號值轉(zhuǎn)化為電磁波信號，發(fā)射到室內(nèi)環(huán)境中。設(shè)置在空調(diào)室內(nèi)機主控電路板上的信號接收模塊，接收信號發(fā)射模塊發(fā)出的電磁波信號，并進行轉(zhuǎn)化編譯，將編譯后的信號傳送給室內(nèi)機主控電路板上的主控單元2，主控單元2再將信號傳送到音響上，音響發(fā)出相應(yīng)的聲音。

空調(diào)器在播放音樂時，可以通過顯示屏了解到正在播放的音頻的信息（比如歌曲的名字），用戶可以通過能夠使用按鍵操作或者觸屏操作的輸入模塊，選取該音頻，作為空調(diào)器的內(nèi)置曲目。用戶在確定選擇時，主控單元1便通過程序驅(qū)動解碼單元對該曲目進行解碼，解碼成播放信號值，并直接存放在存儲模塊2中，當(dāng)需要播放這些歌曲時，主控單元1便通過程序驅(qū)動存儲模塊2，直接將播放信號值傳送至主控單元1中，主控單元1再按照圖1所示過程，進行播放信號值的傳送。

用戶也可以通過輸入模塊選取某個音頻，將其設(shè)置為空調(diào)器開機或者關(guān)機的曲目。用戶在確定選擇時，主控單元1便通過程序驅(qū)動解碼單元對該曲目進行解碼，解碼成播放信號值，通過圖1所示過程，將播放信號值傳送至主控單元2，主控單元2將播放信號值傳送到存儲模塊3，作為空調(diào)器開機，關(guān)機動作時的播放曲目。開機播放曲目的方式為，開機啟動空調(diào)室內(nèi)機時，主控單元2調(diào)取存儲模塊2內(nèi)，作為開機曲目的播放信號值，并將其輸出到音響，使音響播放對應(yīng)的曲目；關(guān)機曲目的播放方式相似。

2 本文新型方案使用說明

用戶在使用本文所述空調(diào)器時，可通過遙控器，選擇曲目進行播放。遙控器上的音頻接收模塊接收到從空調(diào)器上傳來的音頻震動，音頻感應(yīng)單元對震動信號進行頻譜分析，并判斷頻譜分類，音頻感應(yīng)單元將分類值傳送至主控單元。同時，溫感模塊也會實時監(jiān)測遙控器周圍環(huán)境的溫度情況，即周圍一定范圍環(huán)境內(nèi)的熱量分析（比如可以檢測到人的體表溫度），溫度感應(yīng)單元對溫感模塊接收到的溫度信號進行判斷，并進行溫度值的分類，并將分類結(jié)果傳送至主控單元1。

3 本文新型方案作用

本文所述空調(diào)器，其進行頻譜分析與熱量分析的作用是，為用戶提供一種舒適的室內(nèi)環(huán)境，而不僅僅達到僅對室內(nèi)外熱量進行交換的作用。本文所述遙控器主控單元內(nèi)，將頻譜分析的結(jié)果分為輕音、中音和重音；類似地，將熱量分析結(jié)果分為低溫、溫和、高溫。

人在聽不同頻譜的音樂時，隨著人的感受，其體溫變化是不同的。例如，人在聽搖滾樂時，往往隨著搖滾樂所帶來的聽覺沖擊，而使人容易精神更加振奮，在身體內(nèi)分泌環(huán)境的各種激素作用下，人的體溫也隨之升高或者說單位時間內(nèi)，人體內(nèi)單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多；而人在聽輕音樂時，則容易使人平靜，從而體溫降低或者說是人體內(nèi)單位時間產(chǎn)生的熱量較少。人體的體溫變化，會造成原先設(shè)定的溫度值不能滿足體溫變化后的需要，從而需要實時調(diào)節(jié)空調(diào)。例如人從運動狀態(tài)回到室內(nèi)，往往會把空調(diào)溫度調(diào)低，得到快速制冷帶來的涼爽效果，但隨著人體溫的逐漸降低，過低的室內(nèi)溫度就不能滿足人的需要了，用戶又需要調(diào)節(jié)空調(diào)制冷效果甚至?xí)簳r關(guān)閉空調(diào)器。而現(xiàn)有空調(diào)所提供的調(diào)節(jié)方式，只是感性上的設(shè)定一個溫度值，使得空調(diào)器在運行過程中貼近這個值，并且，由于現(xiàn)有空調(diào)器大多數(shù)的感溫探頭都安裝在室內(nèi)機的蒸發(fā)器上，只能測量蒸發(fā)器附近的溫度值，但室內(nèi)結(jié)構(gòu)的不同，裝修環(huán)境不同，或者家具陳設(shè)的方式不同，這種種的不同，都會造成室內(nèi)環(huán)境的溫度均衡性差，空調(diào)器溫度顯示不準確的問題。

為了對人體進行更加精確的溫控服務(wù)，也為了配合音樂對人的體溫變化所造成的影響，現(xiàn)提供一種控制方式，對使用中的空調(diào)進行實時精確調(diào)節(jié)。

首先，應(yīng)在說明書或者宣傳空調(diào)器產(chǎn)品時，鼓勵用戶將遙控器放置在身邊，這樣，頻譜分析及熱量分析的結(jié)果才能更加準確地反應(yīng)人體表面或者人體周圍的溫度環(huán)境，以及用戶所在位置，其能接受到的音頻的頻譜。

本提案所述空調(diào)器顯示環(huán)境溫度，并提供一種智能控制局部環(huán)境溫度的方式。根據(jù)研究，人體最適宜的環(huán)境溫度為25℃，此時人體沒有冷熱感，身體內(nèi)的毛細血管舒張平衡，感覺非常舒適。在這里，我們假設(shè)空調(diào)器的最大制冷量為W，并且在空調(diào)器運行過程中，其制冷量可發(fā)生改變：

（1）當(dāng)用戶不啟用本提案所述空調(diào)器的音頻播放功能時，當(dāng)空調(diào)器開啟，便開始制冷，溫感模塊開始檢測周圍的溫度情況，人體作為一個熱量源，被監(jiān)測并被溫度感應(yīng)單元進行熱量分析，在這里，我們將24℃以下的溫度范圍設(shè)定為低溫，將26℃以上的溫度設(shè)定為高溫。溫感模塊將周圍環(huán)境溫度的值S傳送給溫度感應(yīng)單元，溫度感應(yīng)單元對所接收到的環(huán)境溫度進行判斷，若S＜24℃，溫度感應(yīng)單元便輸送信號值T1至主控單元1；若S=25℃，溫度感應(yīng)單元便輸送信號值T2至主控單元1；若S＞25℃，溫度感應(yīng)單元便輸送信號值T3至主控單元1；當(dāng)主控單元1接收到信號值T1時，表明處于低溫狀態(tài)，空調(diào)器降低自身制冷量，直至主控單元1接收到信號值T2為止；當(dāng)主控單元接收到信號值T2時，空調(diào)器不改變自身制冷量；當(dāng)主控單元接收到信號值T3時，表明處于高溫狀態(tài)，空調(diào)器增加自身制冷量（直至最大），直到接收到信號值T2為止。這樣，使得空調(diào)一直在一個平衡狀態(tài)下，始終保持遙控器周圍環(huán)境溫度接近25℃。

圖1 本方案原理圖

（2）當(dāng)用戶啟用本提案所述空調(diào)器的音頻播放功能時，其音頻接收模塊工作，音頻感應(yīng)單元接收音頻接收模塊所反饋的信號值。本提案將能振奮人情緒的音樂頻譜分類為重音，其值記為M1；將平淡溫和的音樂頻譜分類為中音，其值記為M2；將悠揚緩慢的音樂頻譜分類為低音，其值記為M3。音頻接收模塊將接收到的音樂頻譜發(fā)送到音頻感應(yīng)單元，音頻感應(yīng)單元對接收到的音樂頻譜進行頻譜分析，并將分析結(jié)果分類，將其分類結(jié)果（如M1、M2、M3），傳送至主控單元1。

（3）空調(diào)在實際運行中，由于考慮到音頻頻譜的不同，對人的情緒變化的影響，主控單元1接收到不同的頻譜分類結(jié)果時，將輸出不同的控制信號，并通過信號發(fā)射模塊與信號接收模塊傳遞給主控單元2，主控單元2便控制帶動導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動的步進電機，與帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的電機做出不同的反饋動作，其機制具體為：①當(dāng)主控單元1接收到信號值M1時，人所聽到的是振奮情緒的音樂，此時步進電機不轉(zhuǎn)動，但通過輸入模塊，用戶可以實時調(diào)節(jié)步進電機，實現(xiàn)讓導(dǎo)風(fēng)板停留在某一角度，并且主控單元2主動控制電機達到高速轉(zhuǎn)動；這種機制的作用在于，用戶可以通過調(diào)節(jié)導(dǎo)風(fēng)板，將風(fēng)引向自己身上，并且，不調(diào)控步進電機時，導(dǎo)風(fēng)板不轉(zhuǎn)動，風(fēng)一直吹向用戶，提高身體與室內(nèi)冷空氣的換熱速率，從而實現(xiàn)對人體的快速制冷；②當(dāng)主控單元1接收到信號值M2時，人所聽到的是溫和的音樂，此時步進電機不轉(zhuǎn)動，但通過輸入模塊，用戶可以實時調(diào)節(jié)步進電機，實現(xiàn)讓導(dǎo)風(fēng)板停留在某一角度，并且主控單元2主動控制電機達到中速轉(zhuǎn)動；這種機制的作用在于，用戶可以通過調(diào)節(jié)導(dǎo)風(fēng)板，將風(fēng)引向自己身上，并且，不調(diào)控步進電機時，導(dǎo)風(fēng)板不轉(zhuǎn)動，風(fēng)一直吹向用戶，但由于音樂是溫和的，人體單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不是很多，所以只要保持一般的制冷狀態(tài)即可，即電機轉(zhuǎn)速為中速。③當(dāng)主控單元1接收到信號值M3時，人聽到的是柔和緩慢的音樂，此時步進電機來回轉(zhuǎn)動，控制導(dǎo)風(fēng)板做往復(fù)轉(zhuǎn)動，這樣，空調(diào)器出風(fēng)方向?qū)崟r變化，可以達到攪動室內(nèi)空氣的目的，一方面實現(xiàn)內(nèi)室環(huán)境溫度的均勻變化，另一方面，此時人體單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不高，空調(diào)器吹出的冷風(fēng)直吹人體容易使人著涼，此外，主控單元2控制電機做低速運轉(zhuǎn)，減緩室內(nèi)環(huán)境的換熱速率，保持室內(nèi)環(huán)境溫度的緩慢變化，增強溫度穩(wěn)定性，提升用戶體驗。

4 本文新型方案使用效果

下面以夏天有一面為日曬墻面的室內(nèi)環(huán)境的溫度調(diào)節(jié)為例?，F(xiàn)在的商品住房，由于地理位置或者整個建筑設(shè)計的限制，總有一些住房的臥室開窗面是向東或者向西的，這樣在日曬強烈的中午或者下午，向陽面被炙烤。如若開啟空調(diào)器對室內(nèi)環(huán)境進行降溫，人靠近向陽面與遠離向陽面時，是有一定溫差的，特別是向陽面為玻璃幕墻面。如果不使用本提案所述遙控器，而換用傳統(tǒng)遙控器，人靠近向陽面時，向陽面吸收熱量多，墻內(nèi)外溫差小，此時需要將空調(diào)器調(diào)節(jié)到較低溫度；而人處在遠離向陽面的地方時，與室外溫差大，此時并不需將空調(diào)器調(diào)節(jié)到較低溫度。而人可能在室內(nèi)環(huán)境的不同位置活動，考慮到人需要調(diào)節(jié)空調(diào)時，一般使用遙控器，特別是掛壁式空調(diào)。若使用本提案所述空調(diào)器及遙控器，人處在靠近向陽面時，熱輻射量大，空調(diào)器也能自動根據(jù)遙控器溫度感應(yīng)單元所反饋的信號值，進行精確的溫度調(diào)節(jié)，而不需要用戶在感性認識上設(shè)置一個空調(diào)器溫度值，或者在發(fā)現(xiàn)自己最初所設(shè)置的溫度值不適宜時，又要再進行試探性的調(diào)節(jié)。

人在室內(nèi)環(huán)境活動時，很可能會在靠近向陽面與遠離向陽面之間來回活動，此時，原來在靠近向陽面所設(shè)置的溫度值又不適宜后來變化的溫度環(huán)境了。若使用本提案所述空調(diào)器及遙控器，人在室內(nèi)運動時，便可實時調(diào)節(jié)遙控器周圍的溫度，或者說人體附近環(huán)境的溫度，這樣就避免了用戶對空調(diào)的反復(fù)試探性調(diào)節(jié)，增強了用戶對空調(diào)器性能的信任。

表1 音頻和人體體溫變化數(shù)據(jù)

在睡眠模式下，本提案所述方案對人體睡眠有積極作用。根據(jù)生活經(jīng)驗，人在入睡前，聽一些安靜悠揚輕緩的音樂，有助于安神，并且更好地睡眠。但現(xiàn)在比較普遍的情況在于，隨著人進入睡眠狀態(tài)，身體單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少，一直開啟空調(diào)，容易使人著涼，雖然用戶可以設(shè)定通過遙控器設(shè)定關(guān)機時間，但人本身是不知道何時進入睡眠，換句話說，是不知道需要多久時間才能進入睡眠的，空調(diào)一直以一定的制冷量運行，如果運行時間過長，人就會著涼，如果運行時間過短，人又容易被熱醒。但運用本提案所述空調(diào)，當(dāng)用戶開啟音樂時，隨著空調(diào)器播放著輕緩的音樂，以及導(dǎo)風(fēng)板來回擺動，攪動室內(nèi)空氣，使室內(nèi)空氣的循環(huán)流動不至于太強烈，再加上溫度感應(yīng)單元的實時反饋，便可營造出安靜、舒適、放松的睡眠環(huán)境，而且不必擔(dān)心長期開啟空調(diào)，造成身體著涼，或者空調(diào)達到設(shè)定時間自動關(guān)閉，而因燥熱醒來。

5 智能聲樂空調(diào)試驗方案及結(jié)果

用1.5匹的空調(diào)掛機對本文方案進行舒適性實測方案：啟動用本方案所述空調(diào)器的音頻播放功能，測試導(dǎo)風(fēng)板的擺風(fēng)角度、風(fēng)量大小、音樂噪音、人體體溫、空調(diào)轉(zhuǎn)速、風(fēng)量縮減或增加情況。

從表1所示的測試參數(shù)分析：當(dāng)空調(diào)器開啟，便開始制冷，溫感模塊開始檢測周圍的溫度：導(dǎo)風(fēng)板的擺風(fēng)角度根據(jù)人的位置變化而變化，風(fēng)量和音樂音量大小根據(jù)音頻變化而智能變化，音頻變化是根據(jù)人體體溫而智能變化，人體體溫也跟隨變化達到一個很舒適的狀態(tài)。

6 結(jié)語

這種新型方案設(shè)計使空調(diào)智能化，人們對空調(diào)的使用也更加多功能化、人性化。聲樂空調(diào)可通過遙控器，選擇曲目進行播放，聲樂的頻譜根據(jù)隨著人的感受及體溫變化而變化。提高人們生活質(zhì)量水平。