一種智能窗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能系統(tǒng)，特別是涉及一種智能窗控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在2001年，鄧學(xué)欣等提出了關(guān)于智能窗的概念性設(shè)計(jì)。在以“需求分析-目標(biāo)確立-功能結(jié)構(gòu)分析-多方案產(chǎn)生-方案評(píng)估”這一設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下制定了早期智能窗方案，為智能窗的設(shè)計(jì)提供了合理的參考依據(jù)。高素萍等在2009年提出了基于PLC控制技術(shù)和無線通信技術(shù)的智能窗控制系統(tǒng)，其著重于樓宇自動(dòng)控制；但該方案沒有給出窗子的具體結(jié)構(gòu)，對窗子控制研宄不夠深入。謝作敏等基于普通推拉窗結(jié)構(gòu)的研宄，采用皮帶傳送結(jié)構(gòu)帶動(dòng)窗戶運(yùn)動(dòng)，基本實(shí)現(xiàn)了窗戶的智能控制，但是該技術(shù)存在使用壽命短、響應(yīng)慢、靈敏性差、控制精度低等問題，且方案實(shí)施仍有較大困難。2011年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李碩等討論了智能窗軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，其以百葉窗為研宄對象、步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，但其實(shí)用價(jià)值不高，如，壽命低、響應(yīng)慢、控制精度差等。
[0003]由此可見，在現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于智能窗的研宄存在或者傾向于局部的片面性研宄、或者整體研宄存在實(shí)用性差等問題，不能實(shí)現(xiàn)全開或定角度的精確控制、壽命低、響應(yīng)慢、控制精度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在實(shí)現(xiàn)全開或定角度的精確控制、使用壽命長、響應(yīng)迅速、控制精度高的一種智能窗。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0006]一種智能窗，包括:遙控器、傳感器組、控制器、隔離放大器、同步工作的第一舵機(jī)與第二舵機(jī)、被控窗、連接結(jié)構(gòu)；其中，第一舵機(jī)、第二舵機(jī)安裝于被控窗固定邊內(nèi)側(cè)上端、下端的墻體上；第一舵機(jī)、第二舵機(jī)與被控窗之間通過連接機(jī)構(gòu)固定連接；
[0007]遙控器，用于采用紅外線方式向控制器發(fā)送工作指令或停止指令。
[0008]傳感器組，用于將采集到的室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度T、室內(nèi)實(shí)時(shí)濕度H、臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速V、室外實(shí)時(shí)風(fēng)向、實(shí)時(shí)降水量、PM2.5實(shí)時(shí)值、被控窗實(shí)時(shí)開度發(fā)送至控制器。
[0009]控制器，用于預(yù)先存儲(chǔ)人體舒適度設(shè)定上限、人體舒適度設(shè)定下限、PM2.5設(shè)定值、設(shè)定風(fēng)速、設(shè)定降水量、被控窗設(shè)定朝向；根據(jù)遙控器發(fā)送的工作指令工作:當(dāng)收到當(dāng)來自傳感器組的PM2.5實(shí)時(shí)值超過PM2.5設(shè)定值時(shí)，向隔離放大器發(fā)送關(guān)閉被控窗指令；當(dāng)傳感器組發(fā)送的室外實(shí)時(shí)風(fēng)向與被控窗設(shè)定朝向相反且傳感器組發(fā)送的臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速大于設(shè)定風(fēng)速或者傳感器組發(fā)送的實(shí)時(shí)降水量超過設(shè)定降水量時(shí)，則向隔離放大器發(fā)送關(guān)閉被控窗指令；當(dāng)收到當(dāng)來自傳感器組的PM2.5實(shí)時(shí)值小于PM2.5設(shè)定值且臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速不超過設(shè)定風(fēng)速或者室外實(shí)時(shí)風(fēng)向與被控窗設(shè)定朝向相同時(shí)，由傳感器組發(fā)送的室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度T、室內(nèi)實(shí)時(shí)濕度H、臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速V確定人體實(shí)時(shí)舒適度S = (1.818T+18.18)(0.88+0.002H) + (T-32)/(45-T)-3.2V+18.2 ;當(dāng)人體實(shí)時(shí)舒適度大于人體舒適度設(shè)定上限或人體實(shí)時(shí)舒適度小于人體舒適度設(shè)定下限時(shí)，向隔離放大器發(fā)送關(guān)閉被控窗指令、向外部空調(diào)發(fā)送空調(diào)開啟指令；當(dāng)人體實(shí)時(shí)舒適度介于人體舒適度設(shè)定上限與人體舒適度設(shè)定下限之間時(shí)，根據(jù)由(S-39)X22.5°確定的被控窗應(yīng)有開度、傳感器組發(fā)送的被控窗實(shí)時(shí)開度時(shí)，向隔離放大器發(fā)送增加開度指令或減小開度指令。
[0010]隔離放大器，用于采用光耦方式消除影響控制器發(fā)送的關(guān)閉被控窗指令、增加開度指令、減小開度指令的干擾信號(hào)后，對關(guān)閉被控窗指令、增加開度指令、減小開度指令進(jìn)行信號(hào)放大，并將得到的關(guān)閉被控窗放大指令、減小開度放大指令、增加開度放大指令發(fā)送至第一舵機(jī)、第二舵機(jī)。
[0011]第一舵機(jī)、第二舵機(jī)，用于將隔離放大器發(fā)送的關(guān)閉被控窗放大指令、減小開度放大指令、增加開度放大指令通過連接機(jī)構(gòu)傳遞至被控窗；
[0012]被控窗，用于在連接機(jī)構(gòu)的作用下增加開度、減小開度或直接關(guān)閉。
[0013]綜上所述，本發(fā)明所述智能窗由傳感器組采集室外環(huán)境狀態(tài)、室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)、被控窗實(shí)時(shí)狀態(tài)等信息，當(dāng)室外環(huán)境比較差時(shí)，比如，室外有霧霾污染、室外風(fēng)力較大且風(fēng)向超向室內(nèi)時(shí)，直接控制關(guān)閉被控窗；當(dāng)室外環(huán)境比較好時(shí)，根據(jù)室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)濕度以及室外風(fēng)力對室內(nèi)環(huán)境影響的臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速，確定室內(nèi)實(shí)時(shí)舒適度，如果室內(nèi)實(shí)時(shí)舒適度不在標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)定舒適度范圍內(nèi)時(shí)，則通過舵機(jī)、連接機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)調(diào)整被控窗戶的開度，以使得室內(nèi)舒適度保持在標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)定舒適度范圍內(nèi)。由于本發(fā)明采用了融合方法、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的方式，能實(shí)現(xiàn)被控窗定角度打開或全開的精確控制，且響應(yīng)速度比較快；另外，本發(fā)明智能窗的組成結(jié)構(gòu)比較簡單，也無須皮帶傳送等方式，避免了被控窗頻繁的大開大合，故其使用壽命也比較長。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述智能窗的總體組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明所述傳感器組的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明所述控制器的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明所述連接機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]圖1為本發(fā)明所述智能窗的總體組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明所述智能窗包括:遙控器1、傳感器組2、控制器3、隔離放大器4、同步工作的第一舵機(jī)7與第二舵機(jī)8、被控窗6、連接結(jié)構(gòu)5 ;其中，第一舵機(jī)7、第二舵機(jī)8安裝于被控窗6固定邊內(nèi)側(cè)上端、下端的墻體上；第一舵機(jī)7、第二舵機(jī)8與被控窗6之間通過連接機(jī)構(gòu)5固定連接；
[0020]遙控器1，用于采用紅外線方式向控制器3發(fā)送工作指令或停止指令。
[0021]這里，遙控器I是一種紅外線設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)1m的遠(yuǎn)距離傳輸，在無干擾狀態(tài)下能實(shí)現(xiàn)30m遠(yuǎn)距離傳輸。
[0022]傳感器組2，用于將采集到的室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度T、室內(nèi)實(shí)時(shí)濕度H、臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速V、室外實(shí)時(shí)風(fēng)向、實(shí)時(shí)降水量、PM2.5實(shí)時(shí)值、被控窗實(shí)時(shí)開度發(fā)送至控制器3。
[0023]這里，室外實(shí)時(shí)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)、西北風(fēng)、東南風(fēng)等。
[0024]本發(fā)明中，所述臨界風(fēng)速為被控窗處室內(nèi)與室外臨界處的風(fēng)速。
[0025]控制器3，用于預(yù)先存儲(chǔ)人體舒適度設(shè)定上限、人體舒適度設(shè)定下限、PM2.5設(shè)定值、設(shè)定風(fēng)速、設(shè)定降水量、被控窗設(shè)定朝向；根據(jù)遙控器I發(fā)送的工作指令工作:當(dāng)收到當(dāng)來自傳感器組2的PM2.5實(shí)時(shí)值超過PM2.5設(shè)定值時(shí)，向隔離放大器4發(fā)送關(guān)閉被控窗指令；當(dāng)傳感器組2發(fā)送的室外實(shí)時(shí)風(fēng)向與被控窗設(shè)定朝向相反且傳感器組2發(fā)送的臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速大于設(shè)定風(fēng)速或者傳感器組2發(fā)送的實(shí)時(shí)降水量超過設(shè)定降水量時(shí)，則向隔離放大器4發(fā)送關(guān)閉被控窗指令；當(dāng)收到當(dāng)來自傳感器組2的PM2.5實(shí)時(shí)值小于PM2.5設(shè)定值且臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速不超過設(shè)定風(fēng)速或者室外實(shí)時(shí)風(fēng)向與被控窗設(shè)定朝向相同時(shí)，由傳感器組2發(fā)送的室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度T、室內(nèi)實(shí)時(shí)濕度H、臨界實(shí)時(shí)風(fēng)速V確定的人體實(shí)時(shí)舒適度S =(1.818T+18.18) (0.88+0.002H) + (T—32) / (45—T)-3.2V+18.2 ;當(dāng)人體實(shí)時(shí)舒適度大于人體舒適度設(shè)定上限或人體實(shí)時(shí)舒適度小于人體舒適度設(shè)定下限時(shí)，向隔離放大器4發(fā)送關(guān)閉被控窗指令、向外部空調(diào)發(fā)送空調(diào)開啟指令；當(dāng)人體實(shí)時(shí)舒適度介于人體舒適度設(shè)定上限與人體舒適度設(shè)定下限之間時(shí)，根據(jù)由(S-39)X22.5°確定的被控窗應(yīng)有開度、傳感器組2發(fā)送的被控窗實(shí)時(shí)開度時(shí)，向隔離放大器4發(fā)送增加開度指令或減小開度指令。
[0026]這里，控窗設(shè)定朝向是根據(jù)被控窗的實(shí)際方向決定的，比如，被控窗的朝向?yàn)橄虮?、向南或向東等。
[0027]本發(fā)明中，控制器3向隔離放大器發(fā)送的關(guān)閉被控窗指令、增加開度指令、減小開度指令等信號(hào)均為PWM信號(hào)。當(dāng)要求被控窗6增加較大開度時(shí)，控制器3輸出的PWM信號(hào)為正向較寬的脈沖信號(hào)，當(dāng)要求被控窗6增加較小開度時(shí)，控制器3輸出的PWM信號(hào)為正向較窄的脈沖信號(hào)；當(dāng)要求被控窗6減小較大開度時(shí)，控制器3輸出的PWM信號(hào)為反向較寬的脈沖信號(hào)，當(dāng)要求被控窗6減小較小開度時(shí)，控制器3輸出的PWM信號(hào)為反向較窄的脈沖信號(hào)。
[0028]本發(fā)明中，人體舒適度設(shè)定上限為79，人體舒適度設(shè)定下限為39，PM2.5設(shè)定值為100，設(shè)定降水量為5毫米/12小時(shí)，設(shè)定風(fēng)速為6米/秒，被控窗設(shè)定朝向?yàn)楸豢卮皩?shí)際朝向；被控窗開度最小值為0°，被控窗開度最大值為90°。
[0029]隔離放大器4，用于采用光耦方式消除影響控制器3發(fā)送的關(guān)閉被控窗指令、增加開度指令、減小開度指令的干擾信號(hào)后，對關(guān)閉被控窗指令、增加開度指令、減小開度指令進(jìn)行信號(hào)放大，并將得到的關(guān)閉被控窗放大指令、減小開度放大指令、增加開度放大指令發(fā)送至第一舵機(jī)7、第二舵