CN104314453A - 智能遮阳调光***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能遮阳调光***，包括建筑模型、第一百叶帘、第二百叶帘、第一控制器、第二控制器、第一光照传感器、第二光照传感器组、第一步进电机及第二步进电机，其中：第二百叶帘设在需调光的建筑窗户的外侧，第二百叶帘上设有第二控制器、第二光照传感器组及第二步进电机，建筑模型设在第二百叶帘的上部边框，其内部设有第一控制器、第一光照传感器及第一步进电机；第一光照传感器及第一步进电机分别与第一控制器连接；建筑模型一侧面上设有窗口，该窗口外侧设有的第一百叶帘通过该窗口与第一步进电机连接；第二控制器与第一控制器连接，第二步进电机与第二控制器连接，第二光照传感器组与第二控制器连接，第二百叶帘与第二步进电机连接。
Description
技术领域
本发明涉及建筑采光避光领域，具体而言，涉及一种智能遮阳调光***及其控制方法。
背景技术
建筑遮阳是建筑节能的有效途径，通过良好的遮阳设计在节能的同时又可以丰富室内的光线分布，还可以丰富建筑造型及立面效果。作为建筑智能化***不可或缺的智能遮阳***，随着技术的不断进步和建筑智能化的普及，建筑遮阳将会有更加完备的智能控制***，相信越来越多的建筑将采用智能遮阳***，并在设计阶段就应被集成汲取，智能化角度使遮阳达到最优的效果。
智能遮阳***主要依靠它的智能控制***来实现节能的目的。通常***依据当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算。或者利用太阳跟踪***得出太阳的仰角和方位角。再结合建筑物的朝向，由智能控制器按照设定的时段，控制不同朝向的百叶翻转角度。
此方法需要的输入参数太多，调试麻烦。而且并未考虑阴天或特殊天气状况时太阳亮度降低时应该增加百叶开启角度的问题。而且太阳光线存在被遮挡被折射等因素导致太阳本该存在的位置并不是天空最亮的地方。
本发明直接利用微缩模型上百叶帘的全方位旋转找出设定光照强度下建筑百叶帘对应的角度，不用考虑太阳方位、天气和建筑物朝向等诸多外部因素。
发明内容
本发明提供一种智能遮阳调光***及其控制调光的方法，用以通过微缩模型上百叶帘的全方位旋转找出设定光照强度下建筑百叶帘对应的角度，不用考虑太阳方位、天气和建筑物朝向等诸多外部因素。
为达到上述目的，本发明提供了一种智能遮阳调光***，包括建筑模型、第一百叶帘、第二百叶帘、第一控制器、第二控制器、第一光照传感器、第二光照传感器组、第一步进电机及第二步进电机，其中：
所述第二百叶帘设在需调光的建筑窗户的外侧，所述第二百叶帘上设有所述第二控制器、第二光照传感器组及所述第二步进电机，所述建筑模型为长方体，设在所述第二百叶帘的上部边框，所述建筑模型内部设有所述第一控制器、所述第一光照传感器及所述第一步进电机；
所述第一光照传感器及所述第一步进电机分别与所述第一控制器连接；所述建筑模型一侧面上设有窗口，该窗口外侧设有所述第一百叶帘，且所述第一百叶帘与所述第一步进电机连接；
所述第二控制器与所述第一控制器连接，所述第二步进电机与所述第二控制器连接，第二光照传感器组与所述第二控制器连接，所述第二百叶帘与所述第二步进电机连接。
其中，所述建筑模型的材料为铝板，厚度为1.5mm。
其中，所述建筑模型侧面所设窗口用玻璃或有机玻璃密封。
其中，所述智能遮阳调光***还包括室内灯光控制***，所述室内灯光控制***与所述第二控制器连接。
其中，所述智能遮阳调光***还包括多个光强度采集窗，所述第二光照传感器组通过所述光强度采集窗采集所述第二百叶帘上的光强分布。
其中，所述建筑模型还包括连接通道，所述连接通道用作第一百叶帘和第一步进电机，所述第一控制器、所述光照传感器、所述第一步进电机与电源、所述第二控制器、所述第一百叶帘连接的连接线通道。
本发明还公开一种使用所述的智能遮阳调光***遮阳调光的控制方法，包括以下步骤：
所述第一控制器控制所述第一步进电机使所述第一百叶帘由0°至180°或由180°至0°转动，同时通过所述第一光照传感器检测所述建筑模型内部的光照强度，记录每个角度下所述建筑模型内部的光照强度，建立所述第一百叶帘与所述建筑模型内部光照强度的第一关系，所述第一百叶帘由0°至180°转动或180°至0°转动交替进行；相邻两次转动之间的时间间隔通过所述第二控制器控制，默认是5分钟；
获取所述第二百叶帘与需调光的建筑室内光照强度的第二关系，并将所述第一关系与所述第二关系相关联得到一系列修正系数，此步骤用于建立建筑模型内部的光照强度和建筑室内光照强度在百叶帘各个角度下的对应关系。仅在初次安装或用户需要重新校准时执行；
根据设定的所需建筑室内光照强度、所述第一关系和所述修正系数得到最合适的第一角度，所述第二控制器控制所述第二步进电机使其调整所述第二百叶帘转动至相应的第一调节角度。
其中，当所述第一控制器根据所述第一关系控制所述第一百叶帘转动至所述建筑模型内部最大光照强度对应的第二调节角度，所述建筑模型内部的光照强度仍然小于设定的所需建筑室内光照强度，则所述第二控制器根据灯光亮度与室内光照强度及所需室内光照强度之间的关系控制所述室内灯光控制***开启合适的灯光亮度使室内达到设定的光照强度。
其中，还包括所述第二百叶帘上的光强分布与所述第二百叶帘、所需建筑室内光照强度的第三关系，当所述第二百叶帘上的光强分布不均匀时，将所述第一关系与所述第三关系相关联；第一关系、所述第三关系和所述修正系数，所述第二控制器控制所述第二步进电机使其调整所述第二百叶帘转动至相应的第三调节角度。
其中，所述第二控制器控制所述智能遮阳调光***关闭的时间段及所述智能遮阳调光***关闭时所述第二百叶帘所在的第四调节角度。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的智能遮阳调光***及其控制调光的方法，巧妙利用建筑模型，不需要输入或设置太多参数，只需得到建筑室内光照强度与百叶帘角度的关系，根据模型得出模型内与模型百叶帘角度的关系，相互关联后，即可通过模型的光照强度和百叶帘角度来调整建筑百叶帘的角度，实现需要的光照强度，而且考虑光照不均或光照较弱时的特殊情况，全自动化控制，方便有效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的智能遮阳调光***的第二百叶帘示意图；
图2为本发明一实施例的智能遮阳调光***的建筑模型示意图；
图3为利用本发明一实施例的智能遮阳调光***遮阳调光的控制方法流程图。
附图标记说明：1-建筑模型；2-光强度采集窗；3-控制箱；4-建筑模型主体；5-窗口；6-连接通道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，图1为本发明一个实施例的智能遮阳调光***的第二百叶帘示意图，所述第二百叶帘设在需调光的建筑窗户的外侧。图1中，所述第二百叶帘上设有建筑模型1、光强度采集窗2及控制箱3，建筑模型1设在所述第二百叶帘的上部边框，光强度采集窗2用于所述第二光照传感器组(包含多个光照传感器)通过光强度采集窗2采集所述第二百叶帘上的光强分布，控制箱3内设有第二控制器及第二步进电机。
如图2所示，建筑模型1为一个中空的长方体盒子，建筑模型1外部包括一侧面上所设窗口5、所设连接通道6；建筑模型1内部设有第一控制器、第一光照传感器及第一步进电机。所述第一光照传感器及所述第一步进电机分别与所述第一控制器连接；所述建筑模型一侧面上设有窗口，该窗口外侧设有所述第一百叶帘，且所述第一百叶帘与所述第一步进电机连接。所述第二控制器与所述第一控制器连接，所述第二步进电机与所述第二控制器连接第二光照传感器组与第二控制器连接，所述第二百叶帘与所述第二步进电机连接。
在本发明的一个实施例中，建筑模型1用铝板制成，其厚度为1.5mm。
在本发明的一个实施例中，窗口5用玻璃或有机玻璃(Polymethyl methacrylate，是一种通俗的名称，缩写为PMMA；此高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯)密封，用于模拟建筑物的窗户。
在本发明的一个实施例中，连接通道6包括一个连接口，设在窗口5所在的建筑模型1侧面的底部，用作第一百叶帘和第一步进电机，所述第一控制器、所述光照传感器、所述第一步进电机与电源、所述第二控制器、所述第一百叶帘连接的连接线通道。
在本发明的另一个实施例中，连接通道6包括两个连接口，一个连接口即为图2所示的窗口5所在的建筑模型1侧面底部的连接口，用于使所述第一百叶帘与所述第一步进电机的连接线穿过该连接口，另一个连接口设在建筑模型1的底面(图中未示出)，用于使所述第一控制器、所述光照传感器、所述第一步进电机与电源、所述第二控制器、所述第一百叶帘连接的连接线穿过。
在本发明的一个实施例中，所述智能遮阳调光***还包括室内灯光控制***，所述室内灯光控制***与所述第二控制器连接，用于当室外光照不足时，启动室内灯光控制***对室内补光。同时，可以有所述第二控制器设定室内灯光控制***的灯光亮度与室内光照强度及所需室内光照强度之间的关系。
本发明的智能遮阳调光***在具体实施时，其控制方法包括以下步骤：
所述第一控制器控制所述第一步进电机使所述第一百叶帘由0°至180°或由180°至0°转动，同时通过所述第一光照传感器检测建筑模型1内部的光照强度，记录每个角度下建筑模型1内部的光照强度，建立所述第一百叶帘与建筑模型1内部光照强度的第一关系，所述第一百叶帘由0°至180°转动或180°至0°转动交替进行，本次为由0°至180°转动，下次则所述第一百叶帘由180°至0°转动；每相邻两次转动之间的时间间隔由所述第二控制器控制，用户可以通过所述第二控制器输入，默认是5分钟；
获取所述第二百叶帘与所需建筑室内光照强度的第二关系，并将所述第一关系与所述第二关系相关联得到一系列修正系数，此步骤用于建立建筑模型内部的光照强度和建筑室内光照强度在百叶帘各个角度下的对应关系。仅在初次安装或用户需要重新校准时执行；
根据设定的所需建筑室内光照强度、所述第一关系和所述修正系数得到最合适的第一角度，所述第二控制器控制所述第二步进电机使调整所述第二百叶帘转动至相应的第一调节角度。
在本发明的一个实施例中，当所述第一控制器根据所述第一关系控制所述第一百叶帘转动至所述建筑模型内部最大光照强度对应的第二调节角度，所述建筑模型内部的光照强度仍然小于设定的所需建筑室内光照强度，说明室外自然光不足，所述第二控制器根据灯光亮度与室内光照强度及所需室内光照强度之间的关系控制所述室内灯光控制***开启合适的灯光亮度使室内达到设定的光照强度。
在本发明的一个实施例中，还包括所述第二百叶帘上的光强分布与所述第二百叶帘、所需建筑室内光照强度的第三关系，当所述第二百叶帘上的光强分布不均匀时，将所述第一关系与所述第三关系相关联；根据所述第一关系、所述第三关系和所述修正系数，所述第二控制器控制所述第二步进电机使调整所述第二百叶帘转动至相应的第二调节角度。其中，所述第二百叶帘上的光强分布由光强采集窗2采集得到。
在本发明的一个实施例中，所述第二控制器控制所述智能遮阳调光***关闭时间段及所述智能遮阳调光***关闭时所述第二百叶帘的保持的第四调节角度，用户可以通过所述第二控制器自行设定该时间段和第四调节角度，如果不设第四调节角度，则保持***关闭时所述第二百叶帘的角度。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种智能遮阳调光***，其特征在于，包括建筑模型、第一百叶帘、第二百叶帘、第一控制器、第二控制器、第一光照传感器、第二光照传感器组、第一步进电机及第二步进电机，其中：
所述第二百叶帘设在需调光的建筑窗户的外侧，所述第二百叶帘上设有所述第二控制器、第二光照传感器组及所述第二步进电机，所述建筑模型为长方体，设在所述第二百叶帘的上部边框，所述建筑模型内部设有所述第一控制器、所述第一光照传感器及所述第一步进电机；
所述第一光照传感器及所述第一步进电机分别与所述第一控制器连接；所述建筑模型一侧面上设有窗口，该窗口外侧设有所述第一百叶帘，且所述第一百叶帘与所述第一步进电机连接；
所述第二控制器与所述第一控制器连接，所述第二步进电机与所述第二控制器连接，第二光照传感器组与所述第二控制器连接，所述第二百叶帘与所述第二步进电机连接。
2.如权利要求1所述的智能遮阳调光***，其特征在于，所述建筑模型的材料为铝板，厚度为1.5mm。
3.如权利要求1所述的智能遮阳调光***，其特征在于，所述建筑模型侧面所设窗口用玻璃或有机玻璃密封。
4.如权利要求1所述的智能遮阳调光***，其特征在于，所述智能遮阳调光***还包括室内灯光控制***，所述室内灯光控制***与所述第二控制器连接。
5.如权利要求1所述的智能遮阳调光***，其特征在于，所述智能遮阳调光***还包括多个光强度采集窗，所述第二传感器组通过所述光强度采集窗采集所述第二百叶帘上的光强分布。
6.如权利要求1所述的智能遮阳调光***，其特征在于，所述建筑模型还包括连接通道，所述连接通道用作所述第一百叶帘和所述第一步进电机，所述第一控制器、所述光照传感器、所述第一步进电机与电源、所述第二控制器、所述第一百叶帘连接的连接线通道。
7.一种使用权利要求1-6任一所述的智能遮阳调光***遮阳调光的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述第一控制器控制所述第一步进电机使所述第一百叶帘由0°至180°或由180°至0°转动，同时通过所述第一光照传感器检测所述建筑模型内部的光照强度，记录每个角度下所述建筑模型内部的光照强度，建立所述第一百叶帘与所述建筑模型内部光照强度的第一关系，所述第一百叶帘由0°至180°转动或180°至0°转动交替进行，相邻两次转动之间的时间间隔由所述第二控制器控制；
获取所述第二百叶帘与需调光的建筑室内光照强度的第二关系，并将所述第一关系与所述第二关系相关联得到一系列修正系数；
根据设定的所需建筑室内光照强度、所述第一关系和所述修正系数得到一第一调节角度，所述第二控制器控制所述第二步进电机使其调整所述第二百叶帘转动至相应的第一调节角度。
8.如权利要求7所述的遮阳调光的控制方法，其特征在于，当所述第一控制器根据所述第一关系控制所述第一百叶帘转动至所述建筑模型内部最大光照强度对应的第二调节角度，所述建筑模型内部的光照强度仍然小于设定的所需建筑室内光照强度，则所述第二控制器控制所述室内灯光控制***开启合适的灯光亮度使室内达到设定的光照强度。
9.如权利要求7所述的遮阳调光的控制方法，其特征在于，还包括所述第二百叶帘上的光强分布与所述第二百叶帘、所需建筑室内光照强度的第三关系，当所述第二百叶帘上的光强分布不均匀时，将所述第一关系与所述第三关系相关联；根据所述第一关系、所述第三关系和所述修正系数，所述第二控制器控制所述第二步进电机使其调整所述第二百叶帘转动至相应的第三调节角度。
10.如权利要求1所述的智能遮阳调光***，其特征在于，所述第二控制器控制所述智能遮阳调光***关闭的时间段及所述智能遮阳调光***关闭时所述第二百叶帘的所在的第四调节角度。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160608 |