專利名稱：遮陽智能控制系統(tǒng)及遮陽智能控制平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種遮陽智能控制系統(tǒng)和遮陽智能控 制平臺。
背景技術(shù)：
目前市售遮陽裝置分室內(nèi)型與室外型兩種，室外型以百葉窗片式和織物鋁合金折 疊式為主體，室內(nèi)型以各種織物組成的窗簾為主體，通?？刂品绞绞謩?、由直流電機或交流 電機帶動、紅外或無線遙控等，近年來還有根據(jù)室外光強和風(fēng)、雨來控制遮陽系統(tǒng)的裝置出 現(xiàn)。在冬冷夏熱地區(qū)，遮陽系統(tǒng)在熱天應(yīng)防止外部高溫傳到室內(nèi)，同時選擇合適的室 內(nèi)光照；在冬天應(yīng)該充分利用太陽光提高室內(nèi)溫度，同時根據(jù)室內(nèi)紫外光強度和可見光照 度來選擇遮陽情況，市售遮陽系統(tǒng)通過遙控或按鍵控制，對光強等參數(shù)的響應(yīng)僅靠主觀判 斷，難以達(dá)到最優(yōu)的控制方式，從而保持優(yōu)良的室內(nèi)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種智能控制遮陽系統(tǒng)，將室外光強和溫度、室內(nèi)光照度和室溫作 為主控參量，并考慮室內(nèi)紫外光等級和濕度，以及風(fēng)速和雨量等環(huán)境參量，通過對多參量的 綜合判斷后實現(xiàn)對遮陽簾等的控制，包括遮陽簾的升降位置和百葉窗片的翻轉(zhuǎn)角度等，從 而達(dá)到遮陽、取暖、通風(fēng)等目的，以適應(yīng)不同天氣和季節(jié)以及日夜的需要，使遮陽裝置真正 實現(xiàn)房屋皮膚的調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)不同人群對環(huán)境的特殊要求，實現(xiàn)人性化智能綜合控制。本發(fā)明的具體技術(shù)路線是遮陽智能控制裝置，其特征在于所述裝置主要由室內(nèi)機、室外機、控制臺和遮陽伺 服機構(gòu)組成，室內(nèi)機和室外機內(nèi)置環(huán)境傳感器，伺服機構(gòu)包含施控電路以及與控制遮陽簾 運行的驅(qū)動電機，環(huán)境傳感器采集環(huán)境參量后形成參量信號傳送至控制臺，控制臺對參量 信號解調(diào)判斷后輸出執(zhí)行信號，伺服機構(gòu)接收并執(zhí)行該信號，通過驅(qū)動電機控制遮陽簾運 作。所述的控制臺包括主機微控制器、信號收發(fā)器、顯示器件、快閃存儲器及控制鍵， 信號收發(fā)器接收外部輸入信號，由主機微控制器解調(diào)判斷后輸出執(zhí)行信號。所述的伺服機構(gòu)包含與控制臺相關(guān)聯(lián)的位置感應(yīng)器，產(chǎn)生遮陽簾位置信號。所述的外部輸入信號包括環(huán)境參量信號、遮陽簾位置信號和外部控制信號。所述的室外機包含環(huán)境傳感器、微控制器以及信號放大電路，將所產(chǎn)生的參量信 號由經(jīng)放大、隔離后傳送至室內(nèi)控制臺。所述的環(huán)境傳感器包括溫度傳感、光照度傳感和紫外傳感。所述的環(huán)境傳感器包括風(fēng)雨傳感和/或濕度傳感。遮陽智能控制平臺，其特征在于所述平臺包括以下模塊1)、業(yè)務(wù)控制與處理模塊，所述業(yè)務(wù)控制與處理模塊控制所述平臺的業(yè)務(wù)邏輯的運行，接收由環(huán)境傳感模塊的參量信號、由位置感應(yīng)模塊產(chǎn)生的位置信號、以及由外部控制 模塊輸入的外部控制信號，進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯判斷后發(fā)出執(zhí)行信號；2)、環(huán)境傳感模塊，所述環(huán)境傳感模塊獲取環(huán)境參量，轉(zhuǎn)化為參量信號；3)、位置感應(yīng)模塊，所述位置感應(yīng)模塊獲取遮陽簾的位置信息，轉(zhuǎn)化為位置信號；4)、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯控制數(shù)據(jù)；5)、應(yīng)用接口模塊，所述應(yīng)用接口模塊聯(lián)接業(yè)務(wù)控制與處理模塊。室外機和室內(nèi)機在處理二項以上的環(huán)境參量時，需進(jìn)行綜合處理后用數(shù)字形式傳 送到控制臺，可采用有線或無線方式進(jìn)行傳送，通常需配置微處理器系統(tǒng)來進(jìn)行多種信息 有序傳輸處理，如采用有線傳輸，則通過485總線，將環(huán)境參量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送至控制 臺；如采用無線傳輸，需調(diào)制發(fā)射器載波，經(jīng)解調(diào)后再把參量信號送到控制臺。 伺服機構(gòu)同時配置了二種施控電路來適應(yīng)交流電機和直流電機，以應(yīng)對不同產(chǎn)品 的需要。遮陽簾位置以時間和計算脈沖信號個數(shù)來確定，而其起始位和結(jié)束位以電機堵轉(zhuǎn) 或脈沖間隔超長來確定。本裝置可設(shè)置八級檔位，按檔位控制窗簾狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi) 的光照、溫度和通風(fēng)。伺服機構(gòu)還可配置電流過載電路以保護(hù)自身正常運行。顯示屏所顯示的數(shù)據(jù)既表示智能控制操作擋位，在人工遙控時也表示用戶需遮陽 簾所處的擋位值。應(yīng)用接口模塊為擴展其他應(yīng)用模塊提供了連接途徑。


圖1為本發(fā)明遮陽系統(tǒng)智能控制裝置的總框2中本發(fā)明智能控制裝置室內(nèi)主機組成框3中本發(fā)明智能控制裝置室外機組成框圖
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。本技術(shù)路線的具體實施部分可分為一、室外裝置圖3所示為室外裝置的組成，由光敏傳感器件和數(shù)字溫度傳感器組成的環(huán)境傳感 器將測得的室外光強和室外溫度傳送到微控制器，而風(fēng)速和雨量也通過傳感器把室外環(huán)境 參量信號也送至微控制器；安裝于窗外的位置感應(yīng)器，具體可為霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體傳感器或 光電傳感器，把遮陽簾的位置信號傳送至微控制器進(jìn)行處理；這些外部信號經(jīng)微控制器轉(zhuǎn) 化為數(shù)字信號，經(jīng)緩沖放大器放大和隔離后，再有序地通過串行方式傳送到室內(nèi)機上的控 制臺進(jìn)行判斷處理，有線傳送可采用RS485接口。當(dāng)然也可把室外環(huán)境參量信號和位置信 號組合后調(diào)制無線發(fā)送器再傳到室內(nèi)。二、室內(nèi)主機和控制臺運行圖2所示為室內(nèi)主機的組成，室內(nèi)環(huán)境傳感器包括光感應(yīng)器件、溫度傳感器件以 及紫外光傳感器件，獲得的光照度Lk、室溫Tk以及紫外光Luvk等輔助參量信號，既作為遮陽 系統(tǒng)運作的參考量，又作為室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的依據(jù)。這些信號均傳送到主機微控制器MCU，而 室外機的環(huán)境參量信號和遮陽位置信號也加到MCU，鑒于微控制器中有A/D轉(zhuǎn)換器，所以 輸入的模擬參量信號可轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，這些外來的信息存放在MCU內(nèi)部存儲器中，顯然它是數(shù)據(jù)存儲模塊組成之一，而外部快閃存儲器存放業(yè)務(wù)邏輯控制數(shù)據(jù)即遮陽決策設(shè)計軟 件，根據(jù)不同類型遮陽簾可編輯不同的決策設(shè)計軟件，為了方便起見，放置在不同序號的快 閃存儲器中，以供選擇。主機微控制器根據(jù)決策軟件和外來參量信號做出判斷后，傳送執(zhí)行 程序信號，而位置信號又反過來告知遮陽簾的實際操作位置，用以判斷伺服電機是否繼續(xù) 運行。例如室外光照度達(dá)到20001x、溫度為12°C，應(yīng)把外部遮陽簾放下1/3長度，適當(dāng)降低 傳入室內(nèi)光強，又能引入一部分熱量進(jìn)入室內(nèi)；如果光照度不變，而溫度達(dá)到30°C以上，則 降低室溫是主要方向，可把窗簾放下到2/3長度，這就是依據(jù)室外環(huán)境參量和決策軟件所 作的判斷。在這里MCU輸出的執(zhí)行信號經(jīng)緩沖放大后傳到遮陽伺服機構(gòu)，以便有效控制遮 陽裝置的運行。考慮到用戶的個性需要，例如不希望外面竊視室內(nèi)情況時應(yīng)放下窗簾等，顯然許 多特定狀態(tài)均需要人工遙控的。為此本裝置也配備了無線電遙控收發(fā)器，其輸出信號先于 智控信號輸出，也就是說，當(dāng)執(zhí)行人工遙控時，智能控制就關(guān)閉，MCU所輸出的執(zhí)行信號是人 工遙控轉(zhuǎn)換后的信號。遙控發(fā)送器可按0、1、2、3等按鍵來傳遞執(zhí)行指令。
三、遮陽伺服機構(gòu)的運行室內(nèi)機微控制器根據(jù)室外參量信號、遮陽簾類型、決策軟件和位置信號進(jìn)行分析 判斷后輸出執(zhí)行信號，傳送到遮陽伺服機構(gòu)中的直流電機施控電路或交流電機施控電路， 進(jìn)而控制直流電機或交流電機的啟動、關(guān)閉和正反轉(zhuǎn)。伺服機構(gòu)中還配置有過流保護(hù)裝置， 其中包括兩種電機的電流檢測電路，如果遮陽簾進(jìn)入到某一極限位置，例如窗簾全部放下 或窗簾完全收起，在這種情況下電機無法運轉(zhuǎn)，促使加大驅(qū)動電流，這一現(xiàn)象表明電機產(chǎn)生 堵轉(zhuǎn)，必須自動切斷驅(qū)動，以免損壞驅(qū)動器件和電機，此時伺服機構(gòu)中的過流保護(hù)電路發(fā)揮 作用切斷了驅(qū)動信號。遮陽伺服機構(gòu)包含直流電機施控電路、交流電機施控電路、過流保護(hù)電路、遮陽簾 位置傳感電路以及相關(guān)的傳感機械。由于交流電是雙向運行而直流電是單向傳輸，所以兩 種電機的施控電路是不一樣的，而且連電流檢測電路也不相同。遮陽位置信號既可用霍爾 效應(yīng)傳感，也可用光電信號傳感，當(dāng)窗簾移動時前者利用磁場而后者利用光束來產(chǎn)生電脈 沖，微控制器根據(jù)脈沖個數(shù)來計算當(dāng)前遮陽簾的位置，進(jìn)而設(shè)置窗簾拉上或放下的檔位，達(dá) 至IJ用戶不同的遮陽需要。遮陽簾處于不同檔位的信息，也傳遞到顯示數(shù)碼電路，進(jìn)而通過顯 示器件指示窗簾位置的數(shù)碼。四、遮陽簾位置和決策設(shè)計遮陽簾所處的位置是以時間和計算脈沖信號的個數(shù)來確定的，而遮陽簾的起始位 和結(jié)束位卻以電機堵轉(zhuǎn)或脈沖間隔超長來判斷。實際遮陽簾的位置設(shè)定室外環(huán)境參量(光 照度、溫度、紫外光等級、風(fēng)速、雨量等)以及室內(nèi)環(huán)境參量(LR、TR、LUVR)綜合判斷來確定， 這就是遮陽智能控制平臺的決策設(shè)計，這種決策是否合理和優(yōu)化，直接影響到室內(nèi)良好環(huán) 境和能否起到節(jié)能作用。決策設(shè)計必須根據(jù)不同用戶所在的地域、住房內(nèi)設(shè)施、個人需要做 出優(yōu)化決策，顯然這也是本裝置軟件設(shè)計的重要內(nèi)容，例如在冬寒夏熱地區(qū)，處于夏季晴朗 白天，陽光照度達(dá)到(3000-12000) lx、室外氣溫達(dá)到(30-50) °C、紫外光為3_5級，外窗簾原 則上應(yīng)該放下來，放下多少長度合適，還與每個人的適應(yīng)習(xí)慣有關(guān)，所以決策設(shè)計既要考慮 居住地區(qū)、氣象條件、遮陽簾類型，還應(yīng)考慮用戶的個性需要，選擇是多方面的，所以存儲決 策設(shè)計軟件也分類設(shè)置，再存放在不同序號的存儲器中。
五、遮陽裝置的供電無論是室外裝置還是室內(nèi)主機均由12V直流穩(wěn)壓電源供電，所以選擇直流12V的 原因是遮陽直流驅(qū)動電機的需要，而智能控制電路采用5V和3. 3V供電，分別由相應(yīng)的穩(wěn)壓 電路來保證，而室內(nèi)機通過485接口傳送5V電源到室外裝置。六、操作過程和遮陽分檔設(shè)置1、遮陽分檔設(shè)置 室外裝置安裝應(yīng)靠近外遮陽簾，從而使感光和感溫接近于實際窗口光照和溫度， 室內(nèi)機也應(yīng)安裝在窗戶室內(nèi)一側(cè)墻壁上，如用有線傳送時距離較近。當(dāng)?shù)谝淮伟惭b通電后， 數(shù)碼管顯示為0 ；長按住室內(nèi)機‘設(shè)置’鍵K4達(dá)3秒鐘，數(shù)碼管仍顯示為0，但小數(shù)點閃爍， 表示進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。接著按室內(nèi)機‘合’鍵K2，使電機轉(zhuǎn)動，主機微控制器發(fā)出指令使伺服電機轉(zhuǎn)動，帶 動遮陽簾放下，數(shù)秒鐘后安裝在窗簾處的位置檢測電路再也讀不出脈沖信號，表示停止轉(zhuǎn) 動或者監(jiān)測到電流變大，則意味著當(dāng)前窗簾處于全部放下的最初狀態(tài)。若繼續(xù)按住設(shè)置鍵， 數(shù)碼管顯示為1，這表明0是遮陽簾拉上，而1是遮陽簾完全放下。如果繼續(xù)設(shè)置，可以按 ‘開’鍵或‘合’鍵，以及‘停止’鍵，控制窗簾拉上或放下的位置，如果我們滿意這個位置，按 動‘設(shè)置’鍵，這個分檔位置就保存下來，而數(shù)碼管顯示為2，例如往下拉到1/3之處，表示存 放第一個分檔位置。目前數(shù)碼管能顯示1-8數(shù)碼，表示窗簾可設(shè)置七個分檔位置，而0表示 窗簾全部拉開，而1表示窗簾全部放下。設(shè)置分擋位完成后，可以通過紅外遙控器直接遙控 這些位置，比如按5，就直接進(jìn)入窗簾5的控制位置，以此類推。如果再長按住‘設(shè)置’鍵3秒鐘，就退出了設(shè)置狀態(tài)。小數(shù)點就不再顯示。這樣， 我們就可以通過按(開、合、停)鍵控制窗簾的位置，也可以直接通過遙控器按1-8鍵控制 其進(jìn)入相應(yīng)的位置，無線電遙控器上也有開、合、停、設(shè)置等按鍵。在正常工作時，如果停電，微控制器會及時保存相關(guān)位置信息，再次來電時，控制 臺能夠掌握當(dāng)前窗簾信息。在經(jīng)歷多次的控制后，主控電路會自行進(jìn)入閉合狀態(tài)，進(jìn)行一次 位置的校正，然后再進(jìn)入我們控制的狀態(tài)。無論是室外裝置，還是室內(nèi)主機，都安裝有復(fù)位 等功能的電路。2、智能控制狀態(tài)以上是人工控制的工作過程，如果同時按住‘設(shè)置’鍵和‘停止’鍵，系統(tǒng)進(jìn)入智 能控制狀態(tài)，數(shù)碼顯示一條橫杠，也可出現(xiàn)有小數(shù)點的狀態(tài)，這樣就進(jìn)入1-8種智能決策控 制，當(dāng)然也可通過遙控器上的按鍵進(jìn)入智能控制狀態(tài)。在智能控制狀態(tài)下，系統(tǒng)會根據(jù)室外和室內(nèi)的傳感器的信息，控制窗簾的開合。例 如，室外照度很低，可以判斷是晚上，窗簾自動閉合；如果室外照度較高，紫外等級不高，而 溫度偏低，可能是冬天，可以把窗簾拉起以便取暖；若室外照度較高，紫外等級也較高，并且 溫度偏高，說明是夏季白天，應(yīng)該把窗簾自動放下。在室外照度較高，如果室內(nèi)照度較低，可 以適當(dāng)打開窗簾，增加室內(nèi)照度?？傊?，根據(jù)不同時間、季節(jié)、氣候來設(shè)置遮陽系統(tǒng)的控制位 置，這些位置設(shè)定直接取決于存儲在快閃存儲器中的決策設(shè)計軟件。
權(quán)利要求
遮陽智能控制裝置，其特征在于所述裝置主要由室內(nèi)機、室外機、控制臺和遮陽伺服機構(gòu)組成，室內(nèi)機和室外機內(nèi)置環(huán)境傳感器，伺服機構(gòu)包含施控電路以及與控制遮陽簾運行的驅(qū)動電機，環(huán)境傳感器采集環(huán)境參量后形成參量信號傳送至控制臺，控制臺對參量信號解調(diào)判斷后輸出執(zhí)行信號，伺服機構(gòu)接收并執(zhí)行該信號，通過驅(qū)動電機控制遮陽簾運作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮陽智能控制裝置，其特征在于所述的控制臺包括主機微控 制器、信號收發(fā)器、顯示器件、快閃存儲器及控制鍵，信號收發(fā)器接收外部輸入信號，由主機 微控制器解調(diào)判斷后輸出執(zhí)行信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮陽智能控制裝置，其特征在于所述的伺服機構(gòu)包含與控制 臺相關(guān)聯(lián)的位置感應(yīng)器，產(chǎn)生遮陽簾位置信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的遮陽智能控制裝置，其特征在于所述的外部輸入信號包括環(huán) 境參量信號、遮陽簾位置信號和外部控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮陽智能控制裝置，其特征在于所述的室外機包含環(huán)境傳 感器、微控制器以及信號放大電路，將所產(chǎn)生的參量信號由經(jīng)放大、隔離后傳送至室內(nèi)控制 臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮陽智能控制裝置，其特征在于所述的環(huán)境傳感器包括溫度 傳感、光照度傳感和紫外傳感。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遮陽智能控制裝置，其特征在于所述的環(huán)境傳感器包括風(fēng)雨 傳感和/或濕度傳感。
8.遮陽智能控制平臺，其特征在于所述平臺包括以下模塊1)、業(yè)務(wù)控制與處理模塊，所述業(yè)務(wù)控制與處理模塊控制所述平臺的業(yè)務(wù)邏輯的運行， 接收由環(huán)境傳感模塊的參量信號、由位置感應(yīng)模塊產(chǎn)生的位置信號、以及由外部控制模塊 輸入的外部控制信號，進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯判斷后發(fā)出執(zhí)行信號；2)、環(huán)境傳感模塊，所述環(huán)境傳感模塊獲取環(huán)境參量，轉(zhuǎn)化為參量信號；3)、位置感應(yīng)模塊，所述位置感應(yīng)模塊獲取遮陽簾的位置信息，轉(zhuǎn)化為位置信號；4)、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊存儲用戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯控制數(shù)據(jù)；5)、應(yīng)用接口模塊，所述應(yīng)用接口模塊聯(lián)接業(yè)務(wù)控制與處理模塊。
全文摘要
本發(fā)明屬于室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種遮陽智能控制系統(tǒng)和遮陽智能控制平臺。本發(fā)明提供了一種智能控制遮陽系統(tǒng)，將室外光強和溫度、室內(nèi)光照度和室溫作為主控參量，并考慮室內(nèi)紫外光等級和濕度，以及風(fēng)速和雨量等環(huán)境參量，通過對多參量的綜合判斷后實現(xiàn)對遮陽簾等的控制，包括遮陽簾的升降位置和百葉窗片的翻轉(zhuǎn)角度等，從而達(dá)到遮陽、取暖、通風(fēng)等目的，以適應(yīng)不同天氣和季節(jié)以及日夜的需要，使遮陽裝置真正實現(xiàn)房屋皮膚的調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)不同人群對環(huán)境的特殊要求，實現(xiàn)人性化智能綜合控制。
文檔編號E06B9/26GK101856193SQ20101016970
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者劉豫東, 楊庭貴 申請人:浙江施諾節(jié)能科技有限公司