一种智能控制的百叶遮阳系统技术方案

本发明专利技术公开一种智能控制的百叶遮阳系统，温度传感器与光照度传感器将实时感测到的温度、照度值传至中央处理器模块。GPS模块通过定位功能得到所在地经度、纬度，将经纬度数据通过无线传输技术传至中央处理器，中央处理器结合经纬度数据以及时间数据计算得到所在地实时太阳高度角。再结合接收到的室外实时温度、照度值，中央处理器进行智能计算，根据设定程序，通过控制电路模块指导电机进行工作，调节百叶倾角。本发明专利技术可以根据外界情况实时、智能的提供高效的遮阳，降低建筑能耗的同时，优化室内环境状态，提升用户舒适度。同时又具有安装灵活,经济实用，智能调节，可控性好等优点。在大力提倡建筑节能、人性化建筑的今天，非常易于推广和使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能遮阳领域。
技术介绍
建筑遮阳是改善居民居住环境，有效降低建筑能耗一种重要手段。研究数据表明，在夏季使用遮阳设施可有效降低太阳对于建筑的直接辐射，减少建筑内的辐射热，明显降低室内温度，从而减少夏季空调的工作能耗，因此合理的遮阳是夏季隔热最有效的节能措施，同时也是最为立竿见影的节能方法。冬季，室内的热量通过门窗逸散至室外，形成室内外的热交换，是造成室内温度降低的重要因素。有数据表明通过门窗逸散的热量可以占建筑采暖能耗的近35％，合理的设置遮阳设施可一定程度上抑制热量的散失，减少冬季采暖能耗。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，建筑行业高速发展、建筑能耗不断增长，建筑节能已成为社会的关注热点。为了从根本上解决建筑能耗快速增长的现状，必须在保持舒适健康的环境条件下大幅度降低建筑单位面积能耗。可见，合理设置建筑遮阳装置的重要性不言而喻。其次，建筑遮阳在改善人居环境中也具有重要意义，具有避免眩光、通风、透光、减噪，增加建筑物美感、阻挡太阳辐射等作用。能满足室内人员对室内照度、舒适性的不同需求。太阳东升西落，太阳高度角与方位角随时间的推移时刻发生变化。建筑遮阳作为阻隔部分太阳辐射热和太阳光线进入室内的有效手段，如要实现良好的遮阳，遮阳设施应能实时的随着太阳的移动自动进行调节。当前某些遮阳构件，不能实时随太阳轨迹的变化满足室内工作人员对照度、室内空气品质的需求，造成人员舒适度下降，导致工作效率降低。现有技术通常对遮阳帘只有开启和关闭两个操作，不能进行动态调节。一些带有智能开关的遮阳系统中，根据光照度数据控制遮阳帘的开关，没有考虑太阳辐射得热等其他的因素。部分现有系统侧重点为保温，在夏季使用时不利于室内热量的散发。另外，安装、清洗不方便，以及欠缺美观和成本较高等问题也使得现有的遮阳系统难以普及。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种智能遮阳控制系统，能够根据室外综合天气情况，以及室内工作人员的特殊需求智能调节百叶倾角，达到降低建筑能耗、提升室内状态、增强人员舒适度等目的。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种智能控制的百叶遮阳系统，包括安装在窗户上的电动百叶窗；所述电动百叶窗依靠电机(9)驱动，以改变叶片10的倾角；该系统配置舒适(工况1)、节能(工况2)两种功能模式，以及自动控制、手动调节两种调节方式。参见附图，自动控制系统包括了温度传感器1、光照度传感器2、GPS模块3、无线传输模块4、中央处理器模块5、按键6、通信模块7、控制电路模块8、电机模块9、外部供电模块11温度传感器(1)和光照度传感器(2)安装在窗外，分别采集温度和照度；GPS模块(3)采集所在地的经纬度；中央处理器模块(5)根据时间和系统所在地的经纬度，计算太阳高度角αS；优选地，较一般系统增加通信模块7，人员可通过手机等方式连入网络，根据实时测试数据，远距离设置百叶角度，实现远程控制。系统配置自动控制与手动调节两种方式，手动调节命令通过按键6、通信模块7进行实现。其中，手动调节的级别优先于自动控制。自动控制的场景下，通过设定，系统采用两种工况工作：一、工况Ⅰ(舒适模式)：光照度采集器(2)采集到室外照度>＝80lux时，记为时间点t1；从时间点t1开始，光照度采集器(2)采集到室外照度<80lux时，记为时间点t2；从时间点t2开始，光照度采集器(2)采集到室外照度>＝80lux时，记为时间点t1’；以此类推，循环进行；夏季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线垂直；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗打开(百叶窗打开通常是指叶片全部平行于水平面)；以此类推，循环进行；冬季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线平行；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗关闭(百叶窗关闭，通常是指将所有叶片调整到最大限度地垂直于水平面，使其完全遮光)；以此类推，循环进行；过渡季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线平行；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗打开；以此类推，循环进行；二、工况Ⅱ(节能模式)：根据以下1)～5)步，获得所述电动百叶窗的叶片与下方窗体的夹角∠1，所述中央处理器(5)自动进行智能计算，并发送调节命令至控制电路模块(8)，操纵电机模块(9)，实时地调节所述电动百叶窗的叶片与下方窗体的夹角保持为∠1；1)根据SCTotal.E＝Se·Sf·SDE,out，计算所述窗户的外遮阳系数SDE,out；其中：SCTotal,E为窗的综合遮阳系数，由各地区节能设计标准确定；例如，《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134—2010，综合遮阳系数可取限值0.4。Se为窗玻璃的遮蔽系数，通过实际材料确定；玻璃材料窗玻璃的遮蔽系数5～6mm的无色透明玻璃0.96无色透明中空玻璃0.86单层Low-e玻璃0.60Sf为窗框对遮阳系数的影响系数，通过实际尺寸确定；窗框材料窗框对遮阳系数的影响系数铝合金窗窗框0.8木框0.7PVC塑钢窗0.72)根据SDE,out＝1-(1-η)(1-η*)，计算遮阳装置轮廓透光比η；其中，η*为遮阳装置构造透光比，为阴影部分在给定的典型太阳入射角时的透射太阳能的比例；对于金属或其它非透明材料制作的百叶类构造，η*取常规值0.15。3)根据计算遮阳装置轮廓在窗面上阴影面积A1，其中，A为窗总面积，可通过实际尺寸确定；4)计算出每个叶片在窗面上的投影宽度5)根据和解出所述电动百叶窗的叶片与下方窗体的夹角∠1和长度值b；其中，百叶叶片的个数为n、长度为L、宽度为a。本专利技术的有益效果是：能够根据外界环境条件的变化，动态的运行系统操作，为用户提供舒适的状态，优化性能的同时又节约了能源；配备舒适、节能两种功能模式，以及自动、手动两种调节方式，满足用户的不同需求；增加通信模块，为用户远距离操作提供可能，提升用户体验；将实时太阳高度角、方位角，温度、光照度作为考虑因素，提高百叶角度调节的准确性。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的。附图说明图1为本专利技术智能遮阳控制系统。图中包含以下11个部分，温度传感器1，光照度传感器2，GPS定位3，无线传输模块4，中央处理器模块5，按键6，通信模块7，控制电路模块8，电机模块9，百叶10，外部供电模块11。图2为系统流程图。系统开启后，传感器监测数据、GPS数据通过无线传输模块4传至中央处理器5。中央处理器5进行智能计算，通过GPS模块3、时间数据计算出所在地实时太阳高度角、方位角。然后进行模式选择，如若选择舒适模式，首先根据温度传感器1采集到的室外温度，利用候平均气温法分出夏季、冬季、过渡季。再根据光照度传感器2采集到的室外照度，区分出t1、t2与t1’。中央处理器5根据既定程序，发送相应信号至控制电路，通过操纵电机改变百叶角度。流程结束。如若选择节能模式，首先确定所在地建筑综合遮阳系数设计值，中央处理器5通过智能计算，根据公式及已知数值依次计算得到外遮阳系数、遮阳装置轮廓透光比、遮阳装置在窗面上的阴影面积、百叶需维持的角度。由于太阳轨迹随着时间的改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能控制的百叶遮阳系统，其特征在于:包括安装在窗户上的电动百叶窗；所述电动百叶窗依靠电机(9)驱动，以改变叶片的倾角；温度传感器(1)和光照度传感器(2)安装在窗外，分别采集温度和照度；GPS模块(3)采集所在地的经纬度；中央处理器模块(5)根据时间和系统所在地的经纬度，计算太阳高度角αS；通过设定，系统采用两种工况工作：一、工况Ⅰ：光照度采集器(2)采集到室外照度>＝80lux时，记为时间点t1；从时间点t1开始，光照度采集器(2)采集到室外照度<80lux时，记为时间点t2；从时间点t2开始，光照度采集器(2)采集到室外照度>＝80lux时，记为时间点t1’；夏季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线垂直；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗打开；冬季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线平行；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗关闭；过度季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线平行；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗打开；二、工况Ⅱ：根据以下1)～5)步，获得所述电动百叶窗的叶片与下方窗体的夹角∠1，所述中央处理器(5)通过发送调节命令至控制电路模块(8)，操纵电机模块(9)，实时地调节所述电动百叶窗的叶片与下方窗体的夹角保持为∠1；1)根据SCTotal.E＝Se·Sf·SDE,out，计算所述窗户的外遮阳系数SDE,out；其中，SCTotal,E为窗的综合遮阳系数，由各地区节能设计标准确定；Se为窗玻璃的遮蔽系数，通过实际材料确定；Sf为窗框对遮阳系数的影响系数，通过窗框确定；2)根据SDE,out＝1‑(1‑η)(1‑η*)，计算遮阳装置轮廓透光比η；其中，η*为遮阳装置构造透光比，为阴影部分在给定的典型太阳入射角时的透射太阳能的比例；3)根据计算遮阳装置轮廓在窗面上阴影面积A1，其中，A为窗总面积，可通过实际尺寸确定；4)计算出每个叶片在窗面上的投影宽度5)根据和解出所述电动百叶窗的叶片与下方窗体的夹角∠1和长度值b；其中，百叶叶片的个数为n、长度为L、宽度为a。...

【技术特征摘要】
1.一种智能控制的百叶遮阳系统，其特征在于:包括安装在窗户上的电动百叶窗；所述电动百叶窗依靠电机(9)驱动，以改变叶片的倾角；温度传感器(1)和光照度传感器(2)安装在窗外，分别采集温度和照度；GPS模块(3)采集所在地的经纬度；中央处理器模块(5)根据时间和系统所在地的经纬度，计算太阳高度角αS；通过设定，系统采用两种工况工作：一、工况Ⅰ：光照度采集器(2)采集到室外照度>＝80lux时，记为时间点t1；从时间点t1开始，光照度采集器(2)采集到室外照度<80lux时，记为时间点t2；从时间点t2开始，光照度采集器(2)采集到室外照度>＝80lux时，记为时间点t1’；夏季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线垂直；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗打开；冬季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线平行；时间段t2～t1’，系统关闭，并在关闭前调整电动百叶窗关闭；过度季时，时间段t1～t2，系统开启，通过电机(9)驱动，电动百叶窗的叶片保持与太阳光线平行；时间段t2～t1’，系统关闭，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，李百战，高亚锋，黎蓉，史丽莎，续璐，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50