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发布时间：2024-12-25 15:40

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基于环境舒适度的家电控制方法和家电控制装置

技术领域

本发明涉及家用电器控制领域，特别是涉及一种基于环境舒适度的家电控
制方法和家电控制装置。

背景技术

随着智能家电的蓬勃发展，智能家电正悄悄的改变着人们的生活。智能家
电的人性化控制成为了急需解决的课题。而且由于人们对日常工作生活环境舒
适性要求也越来越高，用于对室内环境进行调节的智能家电的发展非常迅速。

现有对室内环境进行调节的智能家电包括空调器、加湿器、空气净化器等。
现有技术中这类智能家电设备的控制方法相对独立，均是基于自身的控制逻辑
进行控制，例如空调器一般通过对温湿度的检测制定相应的控制策略，缺乏对
室内环境综合调节的整体考虑，而且偏重于对温湿度的调节，没有考虑到人体
对整体环境的综合舒适度感受。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地
解决上述问题的基于环境舒适度家电控制装置和相应的家电控制方法。

本发明的一个目的是要提供一种根据用户对环境的综合舒适度对家电进
行综合控制。

本发明的一个进一步目的是要提供一种人体环境舒适度的量化评价方法。

特别地，本发明提供了一种基于环境舒适度的家电控制方法。该家电控制
方法包括：获取环境调节家电设备所处环境的多项环境参数；根据多项环境参
数计算舒适度指数；将舒适度指数与预设的多个家电控制方案的执行条件分别
进行匹配，其中每个家电控制方案的执行条件包括一舒适度阈值范围；按照匹
配出的家电控制方案调节环境调整家电设备的运行状态。

可选地，环境参数包括：温度值、湿度值和空气污染物数据；根据多项环
境参数计算舒适度指数包括：根据温度值和湿度值按照人体舒适度计算公式计
算得出初始舒适度；使用空气污染物数据对初始舒适度进行修正，得到舒适度
指数。

可选地，人体舒适度计算公式为：I_ssd＝(1.818T+18.18)(0.88+0.002H)+
(T-32)/(45-T)+18.2，其中I_ssd为初始舒适度，T为温度值，H为湿度值。

可选地，空气污染物数据包括多种空气污染物的含量；使用空气污染物数
据对初始舒适度进行修正包括：将初始舒适度转换为舒适度相对值；将多种空
气污染物的含量分别按照各自预设的指数计算公式计算为多种空气污染物人
体感受指数，每种空气污染物人体感受指数以相对值衡量该种空气污染物对人
体的影响；对舒适度相对值和多种空气污染物人体感受指数进行加权和计算，
得到舒适度指数。

可选地，空气污染物数据包括：空气中挥发性有机化合物的含量和细颗粒
物含量；细颗粒物人体感受指数的计算公式为：pm_score＝100-10(pm2.5/25)，
其中pm_score为细颗粒物人体感受指数，pm2.5为细颗粒物含量；挥发性有
机化合物人体感受指数的计算公式为：VOC_score＝100-50(VOC/2)，其中
VOC_score为挥发性有机化合物人体感受指数，VOC为挥发性有机化合物含
量。

可选地，空气污染物数据包括多种空气污染物的污染等级；使用空气污染
物数据对初始舒适度进行修正包括：将初始舒适度转换为舒适度相对值；查询
预设的映射关系得出各种空气污染物的污染等级对应的舒适度影响因数；在舒
适度相对值中分别减去多种空气污染物的舒适度影响因数，得到舒适度指数。

可选地，每个家电控制方案中包含多个环境调整家电设备的运行优先级和
/或目标控制参数。

特别地，根据本发明的另一个方面，提供了一种基于环境舒适度的家电控
制装置。该控制装置包括：获取模块，配置为获取环境调节家电设备所处环境
的多项环境参数；计算模块，配置为根据多项环境参数计算舒适度指数；匹配
模块，配置为将舒适度指数与预设的多个家电控制方案的执行条件分别进行匹
配，其中每个家电控制方案的执行条件包括一舒适度阈值范围；控制模块，配
置为按照匹配出的家电控制方案调节环境调整家电设备的运行状态。

可选地，获取模块获取的环境参数包括：温度值、湿度值和空气污染物数
据；计算模块包括：温湿度计算子模块，配置为根据温度值和湿度值按照人体
舒适度计算公式计算得出初始舒适度：修正计算子模块，配置为使用空气污染
物数据对初始舒适度进行修正，得到舒适度指数。

可选地，修正计算子模块还配置为：将初始舒适度转换为舒适度相对值；
使用多种空气污染物的含量或多种空气污染物的污染等级对舒适度相对值进
行修正，得到舒适度指数。

可选地，控制模块还配置为：按照匹配出的家电控制方案包含的环境调整
家电设备的运行优先级和/或目标控制参数调节环境调整家电设备的运行状态。

本发明的基于环境舒适度的家电控制方法和控制装置，将反映环境对人体
影响的舒适度指数作为选取预设家电控制方案的依据，使家电控制符合用户对
所处环境的舒适度要求，并进一步可以向用户提供最优的空气环境，从而提高
了用户使用体验。

进一步地，本发明的基于环境舒适度的家电控制方法，综合考虑了温度、
湿度、各种空气污染物等多种环境因素对用户舒适度的影响，计算步骤简单，
结果可以客观准确反映用户对环境的感受。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会
更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体
实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术
人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的基于环境舒适度的家电控制装置的应用架
构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的基于环境舒适度的家电控制装置的示意框
图中；以及

图3是根据本发明一个实施例的基于环境舒适度的家电控制方法的示意
图。

具体实施方式

本发明实施例可以应用于对家庭、商场、办公室等室内环境中，通过检测
环境参数进行人体环境舒适度的评价计算，按照与当前环境最匹配的控制方案
对当期环境中安装的用于调节环境的家电设备进行综合控制，以为用户提供良
好的生活工作环境。图1是根据本发明一个实施例的基于环境舒适度的家电控
制装置的应用架构示意图，如图所示，在布置有多台智能家电设备160的应用
环境中，多个环境检测终端120利用其传感器分别测量多种环境参数，例如温
度、湿度、微颗粒物(particulatematter，pm2.5)、挥发性有机化合物(volatile
organiccompounds，简称VOC)、甲醛、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等。
环境检测主机110获取多个环境检测终端120测量的环境参数，并进行初步处
理，环境检测主机110与环境检测终端120可以采用射频、蓝牙、紫蜂、wifi
等无线通信方式数据连接。环境检测主机110将以上环境参数通过无线路由器
或者其他网关设备传送给云服务器140或者通讯终端150，云服务器140或者
通讯终端150根据以上环境参数确定对环境的调节方案，相应生成对环境调节
家电设备160的控制指令，下发给环境检测主机110。环境检测主机110按照
这些控制指令对环境中的多个家电设备(如空调器、加湿器、净化器)进行控
制。

在本实施例中调整家电设备的运行状态的家电控制方案可以基于环境舒
适度完成，从而符合人体对环境的总体感受。

在一些可选实施例中，控制指令也可以由具备一定数据处理能力的环境检
测主机110来完成。因此，按照环境参数生成家电设备控制指令的流程可以根
据实际应用环境配置为在不同设备中完成。也就是，本发明的实施例的基于环
境舒适度的家电控制装置200可以灵活地配置于环境检测主机110、通讯终端
150、云服务器140中的任一个中，在一些可选实施例中本发明的实施例的基
于环境舒适度的家电控制装置200的不同模块还可以分布式地安装于环境检测
主机110、通讯终端150、云服务器140中。

图2是根据本发明一个实施例的基于环境舒适度的家电控制装置200的示
意框图，该基于环境舒适度的家电控制装置一般性地可以包括：获取模块210、
计算模块220、匹配模块230、控制模块240，其中在一些可选实施例中，计算
模块220还可以选择配置有温湿度计算子模块222和修正计算子模块224。

在本实施例的基于环境舒适度的家电控制装置200的部件中，获取模块210
配置为获取环境调节家电设备所处环境的多项环境参数。这些环境参数可以包
括温度、湿度、pm2.5、VOC、甲醛、CO、CO2等。这些参数中的每一项都
会造成人体感受的变化，从而影响了整体舒适度感受。

计算模块220配置为根据多项环境参数计算舒适度指数，舒适度指数可以
客观地反映环境对人体的影响，该指数存在多种计算方法，可根据采集环境参
数的种类进行灵活选择。在一种可选实施例中，计算模块220可以根据温度、
湿度以及空气污染物数据，进行舒适度指数计算。其中温湿度计算子模块222
配置为根据温度值和湿度值按照人体舒适度计算公式计算得出初始舒适度：修
正计算子模块224配置为使用空气污染物数据对初始舒适度进行修正，得到舒
适度指数。

由于温度和湿度对人体的影响最为直接和明显，因此温湿度计算子模块
222可以首次利用温湿度得到初始舒适度，本实施例中对人体舒适度计算公式
进行改进，根据环境调节的实际需要对运算参数和系数进行了改变，其中一种
较优的计算公式为：

I_ssd＝(1.818T+18.18)(0.88+0.002H)+(T-32)/(45-T)+18.2(公式1)；

在公式1中I_ssd为初始舒适度的计算结果，T为温度值，H为湿度值，
该公式中的系数可以根据测试和试验的结果进行适当调整。

公式1计算得出的初始舒适度是绝对值，由于在不同季节中，由于人体对
环境的适应情况不同以及衣物的增减，同样初始舒适度在不同季节中给人的感
受存在差异表1示出了根据公式1计算得出的初始舒适度在不同季节给人的感
受情况：

表1

初始舒适度
冬春(11月-4月)
夏秋(5月-10月)
舒适数值区间
[63，74]
[71，79]
尚可数值区间
[53，62][76，84]
[58，70][80，87]
较差数据区间
[43，52][85，94]
[46，57][88，94]
很差数值区间
[0，42][95，150]
[0，45][95，150]

从表1中可出，不同季节中人体对同样初始舒适度不同，因此，优选使用
相对值作为环境调节的依据，计算相对值需要首先确定某一时间内的最佳舒适
指数(记为this._bestSSD)，例如在冬春季节3月份，可以取最佳舒适SSD
为70即this._bestSSD＝70，不同月份根据试验和总结，可以从表1中确定出对
应当前月份的this._bestSSD。优选地，将初始舒适度转换为舒适度相对值的一
种优选计算方式为：

当i_ssd>this._bestSSD时，i_score＝100-(i_ssd-this._bestSSD)*3；

i_ssd≤this._bestSSD时，i_score＝100-(this._bestSSD-i_ssd)*2，(公式2)

在以上公式2中i_score为计算出的舒适度相对值，该舒适度相对值换算
为百分制数值，而且经过换算，同样的舒适度相对值在不同季节对人体的感受
一致的。

修正计算子模块224在完成舒适度相对值的换算后，可以进一步将空气污
染物的因素添加至舒适度的评价指标中。修正计算子模块224引入空气污染物
的因素的方式也有多种，在第一种可选实施例中情况下，获取模块210获取到
的数据为空气污染物在空气中的含量，修正计算子模块224可以将多种空气污
染物的含量分别按照各自预设的指数计算公式计算为多种空气污染物人体感
受指数，每种空气污染物人体感受指数以相对值衡量该种空气污染物对人体的
影响；对舒适度相对值和多种空气污染物人体感受指数进行加权和计算，得到
舒适度指数。

由于在室内空气污染物影响最大两种参数为pm2.5以及VOC，因此以这
两种参数为例进行介绍，修正计算子模块224可以在环境舒适度中引入这两项
参数评价指标的具体算法为：

计算pm2.5人体感受指数pm_score：

pm_score＝100-(i_pm2.5/25)*10(公式3)；

式中i_pm2.5为pm2.5的空气含量；

计算VOC人体感受指数VOC_score：

VOC_score＝100-i_VOC/2*50(公式4)；

式中i_VOC为pm2.5的空气含量；

然后按照预先分配的权重进行加权和运算得到舒适度指数i_ref，

i_ref＝i_score*K1+pm_score*K2+VOC_score*K3(公式5)；

在公式5中，K1、K2、K3分别为温湿度、pm2.5、VOC的计算权重，并
且K1+K2+K3＝100，一种具体的取值为：K1＝50％；K2＝25％；K3＝25％。

在另一些实施例中修正计算子模块224还可以引入其他空气污染物指标，
如甲醛、CO、CO2、硫化物等，此时只需要重新经过总结，增加新的权重并
进行重新制定权重值。可以看出随着污染物含量的增加，舒适度指数下降。

修正计算子模块224引入空气污染物的因素的第二种可选方式为，获取模
块210获取到的数据为空气污染物的优良中差等级。由于空气污染物的精确测
量的成本较高，得到空气污染物的污染等级更加容易，此时修正计算子模块224
在将初始舒适度转换为舒适度相对值后，还可以查询预设的映射关系得出各种
空气污染物的污染等级对应的舒适度影响因数；在舒适度相对值中分别减去多
种空气污染物的舒适度影响因数，得到舒适度指数。仍以pm2.5以及VOC为
例介绍具体算法：

i_ref＝i_score-M-N(公式6)

在式中，M为pm2.5的影响因数，N为VOC的影响因数。M和N的取
值可根据测试结果预先设定，例如PM2.5为优时，M取值为0；PM2.5为良时，
M取值为10；PM2.5为中时，M取值为15；PM2.5为优时，M取值为30；
VOC为优时，N取值为0；VOC为良时，N取值为10；VOC为中时，N取值
为15；VOC为差时，N取值为0。从而随着污染物含量的增加，舒适度指数
相应下降。

匹配模块230可以配置为将以上计算出的舒适度指数与预设的多个家电控
制方案的执行条件分别进行匹配，其中每个家电控制方案的执行条件包括一舒
适度阈值范围，而且不同家电控制方案的执行条件对应的舒适度阈值范围不
同。每个家电控制方案中包含多个环境调整家电设备的运行优先级和/或目标控
制参数。当计算出的舒适度指数落入某个执行条件的阈值范围时，即可确定当
前环境适于使用该阈值范围对应的控制方案。

控制模块240可以配置为按照匹配出的家电控制方案调节环境调整家电设
备的运行状态，例如按优先级开启或关闭空调器、加湿器、净化器或其他家电
设备，并设置相应的目标参数。

以上控制方案可以预先根据调节环境调整家电设备的种类以及实际使用
条件灵活配置，以下是对空调器、加湿器、除湿机、净化器的一种具体实现方
式：

当舒适度指数大于90时，不进行任何调控；

当舒适度指数在90～60之间时，且各项指标比较均衡时，依据温度优先、
再次湿度、再次空气污染物(PM2.5以及VOC)的逻辑进行调控，即此时首
先开启空调器将温度到舒适的温度，若经过计算后调节温度后指数能达到90
以上则停止调控；若将温度调节到舒适范围后，经过计算舒适度指数仍然无法
达到90以上，则开启加湿器或除湿机将湿度调节到舒适的湿度范围，重新计
算舒适度指数，若舒适度指数能够达到90以上，则停止调控，若舒适度指数
仍在90以下，则开启净化器。

如果舒适度指数在90～60之间且温湿度指数、污染物指数中的任一项低于
60或有指标为差时，则优先调节此数据较差的环境参数；如PM2.5为差或
PM2.5大于100时(根据国标PM2.5大于100ug/m3时为轻度污染)，则优先
开启净化器。

若舒适度指数在60以下，且温湿度指数、污染物指数均在80以下时，则
同时开启空调器、净化器、加湿器或除湿机。其中若有超过80以上指数的环
境参数则不必调节该项对应的家电设备。

本发明还提供了一种基于环境舒适度的家电控制方法，该家电控制方法可
以由以上实施例中介绍的任一种基于环境舒适度的家电控制装置200执行，并
应用于如图1所示的安装有智能环境调节家电设备的环境中，图3是根据本发
明一个实施例的基于环境舒适度的家电控制方法的示意图。该家电控制方法包
括：

步骤S302，获取环境调节家电设备所处环境的多项环境参数；

步骤S304，根据多项环境参数计算舒适度指数；

步骤S306，将舒适度指数与预设的多个家电控制方案的执行条件分别进行
匹配；

步骤S308，按照匹配出的家电控制方案调节环境调整家电设备的运行状
态。

其中每个家电控制方案的执行条件包括一舒适度阈值范围，而且一般而言
不同家电控制方案的执行条件对应的舒适度阈值范围不同。每个家电控制方案
中包含多个环境调整家电设备的运行优先级和/或目标控制参数。当计算出的舒
适度指数落入某个执行条件的阈值范围时，即可确定当前环境适于使用该阈值
范围对应的控制方案。

步骤S302获取的环境参数可以包括温度、湿度、pm2.5、VOC、甲醛、
CO、CO2等。

步骤S304计算的舒适度指数可以客观地反映环境对人体的影响，该指数
存在多种计算方法，可根据采集环境参数的种类进行灵活选择。例如采用介绍
以上实施例的基于环境舒适度的家电控制装置200介绍的任一种方式进行计
算，具体流程为：根据温度值和湿度值按照人体舒适度计算公式计算得出初始
舒适度：使用空气污染物数据对初始舒适度进行修正，得到舒适度指数。

其中初始舒适度的计算公式可以选用上述公式(1)，式中的系数可以根
据测试和试验的结果进行适当调整。

使用空气污染物数据对初始舒适度进行修正可以首先采用公式(2)将初
始舒适度转换为舒适度相对值，然后利用公式(5)或者公式(6)的方式计算
得到舒适度指数。其中在使用公式(5)时，需要利用公式(3)和公式(4)
以及类似的公式计算各种空气污染物指标。

以上公式(1)至公式(5)仅为例举，在实际应用中，可以根据测试和应
用结果对以上公式中的系数进行相应修改，而且可以适当引入其他参数。例如
在另一些实施例中如甲醛、CO、CO2、硫化物等空气污染物指标，此时只需
要重新经过总结，增加新的权重并进行重新制定权重值或者设置其他舒适度影
响因数。一般地，随着污染物含量的增加，舒适度指数相应下降。

步骤S306可以将以上计算出的舒适度指数与预设的多个家电控制方案的
执行条件分别进行匹配，其中每个家电控制方案的执行条件包括一舒适度阈值
范围，而且不同家电控制方案的执行条件对应的舒适度阈值范围不同。每个家
电控制方案中包含多个环境调整家电设备的运行优先级和/或目标控制参数。当
计算出的舒适度指数落入某个执行条件的阈值范围时，即可确定当前环境适于
使用该阈值范围对应的控制方案。

步骤S308可以按照匹配出的家电控制方案调节环境调整家电设备的运行
状态，例如按优先级开启或关闭空调器、加湿器、净化器或其他家电设备，并
设置相应的目标参数。

当舒适度指数大于90时，不进行任何调控；

使用以上实施例的基于环境舒适度的家电控制方法和控制装置，将反映环
境对人体影响的舒适度指数作为选取预设家电控制方案的依据，使家电控制符
合用户对所处环境的舒适度要求，从而为用户提供最优的空气环境，经过实际
测试，可以大大提高了用户使用体验和满意程度。

进一步地，由于以上实施例的基于环境舒适度的家电控制方法和控制装置
综合考虑了温度、湿度、各种空气污染物等多种环境因素对用户舒适度的影响，
具备良好的扩展性，可以方便的引入其他评价指标，计算步骤简单，结果可以
客观准确反映用户对环境的感受。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的
多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本
发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因
此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

网址：基于环境舒适度的家电控制方法和家电控制装置.pdf https://www.yuejiaxmz.com/news/view/563431

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