一种百叶窗帘智能控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种避免布线操作、智能化程度高，高效节能的百叶窗帘智能控制系统及控制方法。它包括：远程控制终端，采用无线和以太网通讯方式与协调器单元通信，完成系统参数的设定和信息的查询；协调器单元，与远程控制终端进行远程通信，与驱动器单元和传感器单元间建立ZigBee通信，进行采光信息的接收和用户指令接收，并将现场信息送回远程终端；系统具有采用模糊控制PID控制，并且光照强度能根据记录的用户设定喜好进行自整定。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种避免布线操作、智能化程度高，高效节能的百叶窗帘智能控制系统及控制方法。它包括：远程控制终端，采用无线和以太网通讯方式与协调器单元通信，完成系统参数的设定和信息的查询；协调器单元，与远程控制终端进行远程通信，与驱动器单元和传感器单元间建立ZigBee通信，进行采光信息的接收和用户指令接收，并将现场信息送回远程终端；系统具有采用模糊控制PID控制，并且光照强度能根据记录的用户设定喜好进行自整定。【专利说明】
本专利技术涉及一种以改善室内照明环境，舒适性为目标的智能控制系统，具体地说是涉及，属于自动控制
。
技术介绍
随着现代建筑科学技术的不断发展和信息化设备的普及，现代化建筑中控制设备的智能化已经成为当今建筑发展的潮流。传统的百叶窗帘控制方式已经不能满足人们对家居舒适性及自动化的需求，智能式电动百叶窗逐渐进入日常生活成为现代化建筑的必备之物。目前，市场上出现的一些百叶窗控制系统在很大程度上还属于手动控制主要存在以下不足:(I)系统多采用有线控制方式，布线复杂，成本高。(2)无法实现百叶窗状态的远程监视和控制。(3)不能根据安装位置的朝向，季节及每天不同时间段进行调节。(4)大多是通过提拉窗帘调节室内的光照，缺少对窗帘叶片角度的调节。(5)缺少对用户控制习惯的记录并修正的功能。(6)缺乏定时打开和关闭功能。(7)现在的百叶窗大多只能手动地调节高度，不能根据室内外光照强度自动调整，舒适性差，能源利用效率较低。
技术实现思路
为了解决现有技术上存在的不足，本专利技术提供一种避免复杂布线、智能化程度高、高效节能、光舒适度好的百叶窗帘智能控制系统及控制方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案:一种百叶窗帘智能控制系统，它包括:驱动器单元，采用模糊PID控制方式调节百叶窗叶片角度和整体开度；传感器单元，采集室内和室外光照度和室内人员有无信息，并送入协调器单元和驱动器单元；协调器单元，与远程控制终端进行有线和/或无线通信，与驱动器单元和传感器单元间建立ZigBee网络通信，接收传感器单元发送来的光照度和室内人员有无信息及用户发送的指令，并将传感器数据和现场控制的状态送到远程终端；远程控制；终端，包括手机和各种电脑，采用以太网和无线传输方式与协调器单元通信，完成系统参数的设定和用户、环境信息的查询。所述协调器单元包括:处理器模块，负责完成协议的转换并协调本单元其它模块运行；3G模块，实现协调器单元与远程控制终端的通信；人机交互模块，完成参数设定和信息查询；通讯状态指示模块，用于显示以太网和ZigBee通讯状态；存储模块，用于存储光照强度、人员有无信息以及通讯状态数据；ZigBee协调器节点，实现ZigBee通讯网络建立。所述驱动器单元包括:驱动器处理模块，其内部存储基于实际调试经验建立的PID模糊表以及根据窗帘不同朝向、季节和时间建立的太阳照射角度表，并根据此得出此时的期望光照强度；百叶窗驱动模块，窗帘整体开度和窗帘叶片角度的控制，两者都采用模糊PID方式控制。其中窗帘整体开度采用采用直流电机控制，包括直流电机转向控制和转速控制，转速由PWM斩波完成；窗帘叶片角度采用步进电机控制，包括电机转向和步进电机步数，电机步数由输入脉冲数控制；ZigBee驱动器节点，完成传感器单元和协调器单元的通信；时钟模块，为系统提供基准时间，用于系统期望光强表查询和定时控制。所述驱动器单元还设有红外接收模块，与遥控器配合，完成参数设定和信息查询。所述传感器单元包括:设置在室内的若干光照度传感器和若干检测人员的热释红外传感器以及设置在室外的若干光照度传感器；ZigBee传感器节点，定时将传感器采集的光照度和人员有无情况发送至ZigBee驱动器节点和ZigBee协调器节点。一种百叶窗帘智能控制系统的控制方法，步骤一，利用热释红外传感器检测室内是否有人，若无人则驱动器单元进入休眠模式；如检测有人，则转入步骤二 ；步骤二，判断当前是手动状态还是自控控制状态；如是手动状态，则转入步骤三，否则转入步骤四；步骤三，系统处于手动控制模式，此时自动控制模式处于禁止状态，用户根据个人喜好进行窗帘叶片角度和窗帘整体开度的手动调节；如果热释红外传感器检测不到人员，则将驱动器单元转入省电模式；步骤四，系统处于自动控制模式，此时系统提供若干模式供用户事先选择，并按照选定的模式将百叶窗叶片角度和整体升降开度调整到设定模式，随后利用室内光照度传感器获取的光照强度平均值为模糊PID控制的输入，并以此进行百叶窗叶片角度和整体升降开度的进一步调整，以此作为模糊PID控制的输出，以满足当前环境的要求，此后系统将定时检测室内光照度并进行百叶窗的调整；如果室外光照度传感器检测到外部光照度过高，为减少对视力的损失，则强制百叶窗叶片向上翻转，将阳光反射到室内天花板，叶片翻转角度由驱动器根据室内光照度进行调节，直至符合设定模式的要求；如果在自动控制模式下收到手动控制模式信号，则强制转入步骤三；如果热释红外传感器检测不到人员，则驱动器单元进入省电模式，此时窗帘叶片角度和提升驱动没有输出，窗帘叶片和整体开度维持当前状态不变。所述步骤三中，系统还建立窗帘不同朝向、季节和时间建立的太阳照射角度表，按设定时间进行用户习惯的光照度进行统计，并以此对系统预设模式的期望光照度进行修正，实现自学习能力。所述步骤四中，通过室外光照度传感器可以获得室外的光照强度L，室内每个窗帘控制区域都对应了两个照度传感器，读取两个光照度传感器的值，并取其平均值作为室内的光照强度Y;系统期望光强R表示，设定在i时刻室外的光照强度为Li,室内平均光照强度为Yi,系统此刻期望光照强度为Ri, e,为i时刻期望光照和室内光照的误差，e, = R1-Yi,为i_l时刻期望光照和室内光照的误差，Aei为i时刻期望光照和室内光照的误差变化率，Aei = 办为窗帘叶片角度控制的输出，Ei为窗帘整体开度控制输出值，Lmax强制叶片向上翻转室外光照强度，Lfflin窗帘叶片控制和窗帘整体开度切换的室外光照度；设定窗帘初始的角度为O度，控制范围为O到180度，窗帘叶片角度为30度时，窗帘叶片角度输出为03(|，窗帘叶片角度为80度时，窗帘叶片角度输出为08(|，窗帘叶片角度为100度时，窗帘叶片角度输出为Oltltl ；系统首先判断室外光照强度Li是否大于Lmax,若是Li大于Lmax则说明室外的光照很强烈，为避免阳光通过地板反射伤害眼睛，强制将窗帘的叶片角度控制范围设定在度100到180度之间，此时窗帘叶片向上倾斜，室外的阳光将通过叶片照射至天花板，阳光经天花板反射至室内，再根据此时室内光照强度调节调节窗帘叶片，此时的计算公式为【权利要求】1.一种百叶窗帘智能控制系统，其特征是，它包括: 驱动器单元，采用模糊PID控制方式调节百叶窗叶片角度和整体开度； 传感器单元，采集室内和室外光照度和室内人员有无信息，并送入协调器单元和驱动器单元； 协调器单元，与远程控制终端进行有线和/或无线通信，与驱动器单元和传感器单元间建立ZigBee网络通信，接收传感器单元发送来的光照度和室内人员有无信息及用户发送的指令，并将传感器数据和现场控制的状态送到远程终端； 远程控制；终端，包括手机和各种电脑，采用以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李歧强，段胜才，孙文健，赵祖明，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：