摘要：目前随着我国社会经济的不断发展，人们的生活质量和水平也在不断提高，家用空调电器的节能、环保以及智能控制的发展上必然趋势，因此本文主要对心跳感测器控制家用空调电器智能系统的应用进行了研究，希望能提供一点参考价值。
关键词：心跳感测器；家用空调电器；智能系统
心跳感测器是医学上的使用的先进工具，它能对人体正常心脏活动的情况进行记录，并判断人体发生病情的原因，随着社会的不断发展，心跳感测器已经不仅仅只在医学生使用，在汽车行业以及电器行业也得到了比较广泛的运用，因此本文主要对一个基于心跳感测器的家用空调的控制系统进行研究，挖掘其存在的使用价值。
1家用空调电器的技术发展现状
随着时代的发展，空调电器与全球的能源和环境保护的问题存在着很大的关联，目前空调电器的发展趋势主要集中在节能、环保以及智能化的方面上。据统计，我国的家庭消耗的电力每年大概是全国用电量的1/10，其中空调电器的耗电量占了很大一部分，根据相关的调查研究，在2002年，我国的空调销售量为1600万台，随着经济的不断发展，这个数字将会不断扩大，所以空调电器的节能变得非常重要，实现家用空调电器的智能化控制，能够在很大程度上减少我国的能源消耗，并降低污染的程度和速度。
随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平和质量也得到了很大的提升，越来越多的家庭中开始使用空调电气，企业、各种公共场所中空调电器也随处可见，因此空调电器的生产行业得到了飞速的发展，空调市场的前景更是非常广阔，但是因为我国空调电器行业起步相对国家发展较晚，所以技术水平还有待提升，在时代的发展要以及科学技术的不断进步下，我国空调电器市场的竞争将会越来越激烈，目前空调电器行业正在不断突破自我，力求技术上的革新，加上心跳感测器在各个行业上的发展，将其用作控制家用空调电器的智能系统是必然趋势，因此相关的研究人员要加强对相关技术的创新，让家用空调电器能够变得更加环保、智能以及节能化，保护我国的环境卫生，减少产电的能源使用，在保护我国人民身体健康的同时，不断促进我国可持续发展目标的实现，并提高我国在国际上的综合实力，增强我国的竞争能力。
2基于心跳感测器的家用空调电器智能系统的设计原理及优点
2.1相关的设计原理
在一般情况下，人的脉搏跳动是60-100次/分钟，心跳与脉搏跳动是一致的，所以本智能系统将脉搏的跳动作为心跳的信号，让心跳感测器根据脉搏跳动的信号得到相应的脉冲信号。有效根据这种原理，对家用空调电器智能系统做出了如下的设计步骤：（1）家用空调电器在开启时，需要连续探测到4次脉搏跳动为信号；（2）当感测器感测到连续的心跳信号或者没有继续检测到心跳的信号，则保持空调开启的状态，如果再次检测到无心跳信号或者手指按压在感测器中连续探测到4次之后，则使空调自动关闭。这就是整个空调开启和关闭的过程，使用这种方法能够对空调电器的开启和闭合实现连续的控制。
基于心跳感测器的家用电器智能系统图
2.2智能系统的优点
这种基于心跳感测器控制家用空调电器的智能系统的使用结构相对较为简单，并且操作也相比传统的空调电器系统简单，在一定程度上降低了制造的成本，适合在商业上进行大力推广，提高了相关企业的经济效益，更在很大程度上促进了我国社会经济的发展。
3基于心跳感测器的家用空调电器智能系统的设计方案
家用空调电器智能系统的主要工作原理是心跳感测器感测到心跳的频率，将其传输到ARM的处理器中，转化成为高低的电平之后对家用空调电器进行控制，最终实现对家用空调电器的智能化控制。
3.1心跳感测器的电路图
本智能系统中主要包括ARM微控制器、电源电路、心跳感测器以及晶振电路、复位电路等。在心跳感测器中主要有对人体血液流动的心跳信号进行检测的红外线反射式检测器、放大电路以及相关的电池、A/D转换电路、心电信号的闪光指示电路以及心电信号声音的指示电路等，其中A/D转换电路的输入端要与放大电路进行连接，而整体的输入端要以及心电信号闪光、声音指示电路要与A/D转换电路的输出端进行连接。
心电信号采集电路图
3.2心跳感测器工作的原理
在人体的组织当中，除了骨骼以及牙齿之外，其余组织都呈现了半透明的状态，血管遍布身体，因为心脏的收缩以及舒张使血液在皮肤下进行流动，所以血管内的血液会存在密度变化，其可以在光线下反映出来，从而得到人心跳的情况，有效利用红外线的接收器以及其他相应的电子设备可以很容易感知到心跳的信号。本文设计的心跳感测器主要是利用红外线的反射式感测器对人体内血液流动的信号进行测试，然后利用放大电路将其放大来将心跳的脉动呈现出来。整个电路主要是将CMOS反相器的电路结构与电阻进行结合组成的电路，然后再使用UID-UIF等3个反相器串联起来形成一个放大的回路，将检测到的心跳信号进行放大，将检测到的信号变成数字呈现出来，在进行操作的过程中，首先将感测器打开，然后将手指贴合在感测器上，就可以通过感测器对心跳的状况了解，并且在感测器上加上蜂鸣器还能听到心跳的声音。
3.3心跳感测器的具体操作
首先将心跳感测器与DSI连接到相关的处理器上，处理器中的开发板中主要包括时钟、晶振以及复位电路等，将处理器的端口设置成为输入的模式，以此对心跳的脉冲信号进行检测，输出口是PA11，让其对家用空调电器的开启以及关闭的信号进行控制，然后在感测器上放上手指，在3秒之后就能得到相对比较稳定的信号，其中需要注意的是，在检测的过程中要将两个脉冲信号的间隔≤1秒作为心跳连续的信号，否则就不能作为连续信号。
3.4家用空调电器的智能系统使用的步骤
（1）先在心跳感测器上放上手指，开始对连续的心跳信号进行检测；（2）当处理器的端口连续检测到了4个心跳的脉冲信号，则将其作为开启的信号，否则处理器将要重新检测4个连续的脉冲信号；（3）如果能够在启动之后一直检测到心跳的脉冲信号或者使用者的手指一直放在感测器上，则开启的状态会一直保持；（4）如果在开启的过程中没有持续检测到连续的脉冲信号，则家用空调电器就会关闭。这样重复这四个步骤，从而就实现了心跳感测器控制家用空调电气的智能系统的形成。
检测到4个连续心跳脉冲信号的流程图 系统程序的流程图
其中gCnt为人体脉搏的次数，处理器的PA10端口在检测到脉冲的信号之后，将检测到的两个连续脉冲信号的时间进行定时，T表示相应的时间，如果时间小于或等于1秒，则认为其是脉冲的信号，其中gCnt+=1，不然gCnt=0，出现这种情况之后则需要开始进行重新计算，知道脉冲的次数≥4之后就说明开关信号的反转完成了一次。
当输出口第一次检测到了连续的4次脉冲信号之后，其具体的检测过程如“图：检测到4个连续心跳脉冲信号的流程”所示，如果在检测的过程当中一直能检测到心跳的信号或者没有连续的信号时，则输出口的状态会一直保持，当输出口再次从没有检测到心跳连续的脉冲信号之后检测到了4次连续的心跳信号之后，则输出口的信号取反。
4结束语
本文主要研究的心跳感测器控制家用空调电器的智能系统，主要采用的是心跳感测器中对心跳技术的功能，从而实现家用空调电器的智能控制。随着社会的不断发展以及科学技术的不断进步，相信往后会有更加先进的技术对家用空调电器的智能系统进行设计，因此需要相关的研究人员加大对相关产品的研究，不断创新家用空调电器的智能系统，让其更加节能、环保以及智能化，推动我国空调电器不断发展的同时，进一步增强我国的综合实力，提高我国在国际上的竞争力，实现我国可持续发展的目标。
参考文献
[1]秦学斌,王湃,张一哲.心跳感测器控制家用电器的智能系统研制[J].科技广场,2017(02):61-64.
论文作者:徐金辉,陈宁宁
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/26
标签：家用空调论文; 信号论文; 电器论文; 脉冲论文; 智能论文; 系统论文; 电路论文; 《电力设备》2019年第1期论文;