CN111194126A - 基于人员定位的交互式遮阳***及方法 - Google Patents
基于人员定位的交互式遮阳***及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于人员定位的交互式遮阳***及方法，涉及智能调光技术领域，该***包括总控制器、人员位置***、调光玻璃装置、室外太阳辐射传感器等；人员位置***、调光玻璃装置、室外太阳辐射传感器均与总控制器连接；室外太阳辐射传感器安装位于与调光玻璃装置同一面的室外墙面上，用于检测室外太阳辐射值；人员位置***均布于室内墙壁上，用于检测室内人员位置；若干个调光玻璃装置有序排列组成整块玻璃墙面并安装在室外墙面上，每个调光玻璃装置用于在总控制器的控制下根据室外太阳辐射值、太阳高度角和室内人员位置改变透光率。本发明能够解决由于室外强光带来的室内眩光问题且对室内得热不会产生很大影响。
Description
技术领域
本发明涉及智能调光技术领域，具体涉及一种基于人员定位的交互式遮阳***及方法。
背景技术
大面积玻璃幕墙的应用经常会带来室内眩光问题，尤其对靠近窗子办公的人员来说，当太阳光线过强时，电脑屏幕上和工作桌面上会亮度很大，非常不舒适。而传统的通过拉上窗帘或自动百页对太阳光线进行遮挡，会导致进入室内的太阳辐射热降低，这在冬季对建筑节能是非常不利的。
因此，如何调光的技术应需而生。例如，中国专利CN103458555A中公开了一种分区调光***，包括有单片机，还包括有与单片机连接的红外线感应模块、恒流驱动电路模块、电机、光源模块；红外线感应模块的信号输出端连接单片机的信号输入端，单片机的输出端连接电机和恒流驱动电路模块的输入端，电机和恒流驱动电路模块的输出端连接光源模块。当检测到某区域有人的时候，红外线感应模块将人***置信号输入给单片机，在单片机控制下，电机带动光源模块转动指向对应的位置，同时对光源模块的亮度进行调节。该***虽然有对人***置进行定位检测，可根据人***置来调节光源指向和亮度，但是其是针对室内光线进行的智能调节，对于克服由于室外强光带来的室内眩光问题意义不大。
发明内容
因此，本发明提供一种基于人员定位的交互式遮阳***及方法，能够解决由于室外强光带来的室内眩光的缺陷，进一步的能够实现调光玻璃智能分区控制使得对室内得热不会产生很大影响。
为此，本发明实施例的一种基于人员定位的交互式遮阳***，包括：总控制器、照度传感器、人员位置***、灯具、调光玻璃装置、室外太阳辐射传感器；照度传感器、人员位置***、灯具、调光玻璃装置、室外太阳辐射传感器均与总控制器连接；
室外太阳辐射传感器安装位于与调光玻璃装置同一面的室外墙面上，用于检测室外太阳辐射值；
照度传感器均布于室内屋顶上，用于检测室内照度值；
人员位置***均布于室内墙壁上，用于检测室内人员位置；
灯具均布于室内屋顶墙面上，用于实施照明；
若干个调光玻璃装置有序排列组成整块玻璃墙面并安装在室外墙面上，每个调光玻璃装置用于在总控制器的控制下根据室外太阳辐射值、太阳高度角和室内人员位置改变透光率。
优选地，所述调光玻璃装置的边框形状为正方形或长方形。
优选地，所述调光玻璃装置包括：至少四组活动遮阳组件和无色透明玻璃；
至少四组活动遮阳组件有序排列组成与无色透明玻璃的外形一致的形状并安装在无色透明玻璃的靠近室内一侧的表面上，活动遮阳组件用于在总控制器的控制下活动以调节遮挡光线的程度。
优选地，所述活动遮阳组件包括：微型电机、调节杆和遮光板；
调节杆的一端与微型电机连接，用于在微型电机的驱动下进行转动；
遮光板的一边连接在调节杆上，随调节杆的转动进行折叠或展开。
优选地，所述调光玻璃装置包括电变形玻璃，用于在总控制器的控制下调节通入电变形玻璃的电流以改变电变形玻璃的形状，调节透光率。
本发明实施例的一种基于人员定位的交互式遮阳方法，包括以下步骤：
室外太阳辐射传感器实时检测室外太阳辐射值并发送给总控制器；
总控制器根据接收到的室外太阳辐射值判断室外天气条件是否为晴天；
当室外天气条件是晴天时，总控制器每间隔第一时间段向人员位置***发送人员定位请求；
人员位置***接收到人员定位请求后进行室内人员位置检测，获得当前室内人员数和人员位置并发送给总控制器；
总控制器根据每间隔第一时间段所接收到的室内人员数和人员位置判断室内是否长时间有人存在；
当室内长时间有人存在时，总控制器根据人员位置、室外太阳辐射值和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置的位置，以及所述位置处的调光玻璃装置的遮光程度；
总控制器控制所述位置处的调光玻璃装置根据所述遮光程度进行透光率调节；
总控制器每间隔第二时间段向照度传感器发送照度采集请求；
照度传感器接收到照度采集请求后进行室内照度检测，获得当前室内照度值并发送给总控制器；
总控制器根据每间隔第二时间段所接收到的室内照度值判断室内照度值是否大于预设照度值；
当室内照度值小于或者等于预设照度值时，总控制器控制人员位置处附近的灯具打开或调节亮度。
优选地，所述当室内长时间有人存在时，总控制器根据人员位置、室外太阳辐射值和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置的位置，以及所述位置处的调光玻璃装置的遮光程度的步骤包括：
当室内长时间有人存在时，总控制器根据人员位置和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置的位置；
总控制器根据室外太阳辐射值获得所述位置处的调光玻璃装置的遮光程度。
优选地，还包括以下步骤：
当室外天气条件不是晴天时，总控制器控制灯具打开或调节亮度。
本发明实施例的技术方案，具有如下优点：
1.本发明实施例提供的基于人员定位的交互式遮阳***，通过若干个调光玻璃装置的组合安装，并结合太阳高度角和人员位置定位，实现了遮阳的分区、分时控制，环境适应性强，有效解决了由于室外强光带来的室内眩光问题，而且部分的遮阳对室内得热不会产生很大影响，保障室内的采光和采热。
2.本发明实施例提供的基于人员定位的交互式遮阳方法，通过结合室外天气条件、人员位置和太阳高度角，实现了对分块调光玻璃装置的精确控制，提高了遮阳调控的精度，解决了眩光问题，并且减小了遮阳面积，对室内得热的影响降低到最低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例1中基于人员定位的交互式遮阳***的一个具体示例的示意图；
图2为本发明实施例1中眩光问题的示意图；
图3为本发明实施例1中太阳高度角改变后的遮阳示意图；
图4为本发明实施例1中调光玻璃装置的一个具体示例的示意图；
图5为本发明实施例1中活动遮阳组件的一个具体示例的示意图；
图6为本发明实施例1中电变形玻璃的示意图；
图7为本发明实施例2中基于人员定位的交互式遮阳方法的一个具体示例的流程图。
附图标记：1-总控制器，2-照度传感器，3-人员位置***，4-灯具，5-调光玻璃装置，51-活动遮阳组件，511-微型电机，512-调节杆，513-遮光板，52-无色透明玻璃，6-室外太阳辐射传感器，7-太阳光线，10-电极。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，可以理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储模块，处理器被专门配置成执行上述存储模块中存储的过程，从而执行一个或多个过程。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种基于人员定位的交互式遮阳***，尤其适用于存在大面积玻璃幕墙的各类办公楼宇。如图1所示，该遮阳***包括：总控制器1、照度传感器2、人员位置***3、灯具4、调光玻璃装置5、室外太阳辐射传感器6等，照度传感器2、人员位置***3、灯具4、调光玻璃装置5和室外太阳辐射传感器6均与总控制器1连接。
室外太阳辐射传感器6安装位于与调光玻璃装置5同一面的室外墙面上，用于检测室外太阳辐射值；照度传感器2均布于室内屋顶上，用于检测室内照度值；人员位置***3均布于室内墙壁上，用于检测室内人员位置；灯具4均布于室内屋顶墙面上，用于实施照明；照度传感器2和灯具4可均布在桌椅等需要使用明亮光线的位置附近，以利于照明；若干个调光玻璃装置5有序排列组成整块玻璃墙面并安装在室外墙面上，即整块玻璃墙面被若干个调光玻璃装置5平均分成若干块，每个调光玻璃装置5用于在总控制器1的控制下根据室外太阳辐射值、太阳高度角和室内人员位置改变透光率，调低某一块或几块相应位置处的调光玻璃装置5的透光率，对太阳光线进行有效遮挡，避免眩光问题。并且分区的调低透光率，仅需调节相应位置处的一块或几块调光玻璃装置5，对室内得热不会产生很大影响，特别是在冬季可有效降低空调能耗，有利于建筑节能。
上述基于人员定位的交互式遮阳***，通过若干个调光玻璃装置的组合安装，并结合太阳高度角和人员位置定位，实现了遮阳的分区、分时控制，环境适应性强，有效解决了由于室外强光带来的室内眩光问题，而且部分的遮阳对室内得热不会产生很大影响，保障室内的采光和采热。
如图2所示，一般状态下，进入室内的太阳光线所产生的眩光现象会对人员办公造成干扰。如图1所示，通过本***的调控后，第一列第四行和第四列第二行的两个调光玻璃装置5降低了透光率，进行遮阳，避免眩光。
如图3所示，太阳高度角较图1所示的发生了改变，随之产生遮阳作用的调光玻璃装置5的位置也发生了改变，通过本***的调控后，第二列第三行和第五列第一行的两个调光玻璃装置5降低了透光率，进行遮阳，避免眩光。可见，本***的环境适应性强，可全季全时段适用。
优选地，调光玻璃装置5的边框形状为正方形或长方形，以提高调光玻璃装置的覆盖铺设率，提高遮阳效果的全面性，避免因存在缝隙而影响遮阳效果。
优选地，调光玻璃装置5包括：至少四组活动遮阳组件51和无色透明玻璃52；
至少四组活动遮阳组件51有序排列组成与无色透明玻璃52的外形一致的形状并安装在无色透明玻璃52的靠近室内一侧的表面上，活动遮阳组件51用于在总控制器1的控制下活动以调节遮挡光线的程度。活动遮阳组件51的外形可以是正方形或长方形，也可以是三角形等，如图4所示，活动遮阳组件为三角形外形，其数量为四组。通过活动遮阳组件和无色透明玻璃的部件联结，结构简单，成本低。
优选地，活动遮阳组件51包括：微型电机511、调节杆512和遮光板513；
调节杆512的一端与微型电机511连接，用于在微型电机511的驱动下进行转动；遮光板513的一边连接在调节杆512上，随调节杆512的转动进行折叠或展开。如图5所示，微型电机511分别安装在四个顶点位置处，遮光板513为可折叠结构，通过其展开不同的程度来调节其遮阳的程度，获得不同的透光率。
工作原理为：总控制器1控制不需遮阳的调光玻璃装置的活动遮阳组件对应的微型电机511开始旋转，带动调节杆512摆动，将调节杆512与窗框之间的遮光板513折叠起来，使太阳光线7透过；根据遮光程度控制需要进行遮阳的调光玻璃装置的活动遮阳组件对应的微型电机511不工作或仅转动一定的角度，对每一块调光玻璃装置的活动遮阳组件进行独立控制或联合调控。
优选地，调光玻璃装置5包括电变形玻璃，用于在总控制器1的控制下调节通入电变形玻璃的电流以改变电变形玻璃的形状，调节透光率。如图6所示，电变形玻璃采用某种受到电刺激后可发生形变的材料构成，一般情况下正常透过太阳光线；在电极10通电后发生形变，改变或扰乱太阳光线的传播路径，使其不再聚集在某一位置，从而达到遮阳的目的。
实施例2
本实施例提供一种基于人员定位的交互式遮阳方法，可应用于实施例1的基于人员定位的交互式遮阳***，如图7所示，包括以下步骤：
S1、室外太阳辐射传感器6实时检测室外太阳辐射值并发送给总控制器1；
S2、总控制器1根据接收到的室外太阳辐射值判断室外天气条件是否为晴天；当室外天气条件不是晴天（阴天或多云）时，总控制器1控制灯具4打开或调节亮度，将所有调光玻璃装置5打开，直接通过控制灯具4来调节室内亮度；
S3、当室外天气条件是晴天时，总控制器1每间隔第一时间段向人员位置***3发送人员定位请求；
S4、人员位置***3接收到人员定位请求后进行室内人员位置检测，获得当前室内人员数和人员位置并发送给总控制器1；
S5、总控制器1根据每间隔第一时间段所接收到的室内人员数和人员位置判断室内是否长时间有人存在，每间隔第一时间段判断一次；当室内长时间无人存在时，结束调控；优选地，第一时间段的长短可根据房间用途进行设置，例如，办公类等流动性低的房间第一时间段可设置较短一些，流动性高的房间第一时间段可设置较长一些，避免引起的误操作；优选地，总控制器1根据每间隔第一时间段所接收到的室内人员数和人员位置判断室内是否长时间有人存在的步骤包括：总控制器1根据每间隔第一时间段所接收到的室内人员数判断室内是否有人；当室内有人时，根据人员位置判断第一时间段内人员位置的变化是否在预设变化范围内，当第一时间段内人员位置的变化在预设变化范围内时，获得室内长时间有人存在的判断结果；当第一时间段内人员位置的变化在预设变化范围之外时，获得室内长时间无人存在的判断结果；通过首先依据室内人员数，然后依据人员位置的变化，对室内人员情况进行了精确的识别，提高了精度，人性化和智能化程度更高；
S6、当室内长时间有人存在时，总控制器1根据人员位置、室外太阳辐射值和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置5的位置，以及所述位置处的调光玻璃装置5的遮光程度；通过每间隔第一时间段判断一次人员情况，实时重新获得所需改变透光率的调光玻璃装置5的位置，以及所述位置处的调光玻璃装置5的遮光程度，提高了环境适应性；
S7、总控制器1控制所述位置处的调光玻璃装置5根据所述遮光程度进行透光率调节；
S8、总控制器1每间隔第二时间段向照度传感器2发送照度采集请求；
S9、照度传感器2接收到照度采集请求后进行室内照度检测，获得当前室内照度值并发送给总控制器1；
S10、总控制器1根据每间隔第二时间段所接收到的室内照度值判断室内照度值是否大于预设照度值，每间隔第二时间段判断一次，适应不同室外光照，提高环境适应性；当室内照度值大于预设照度值时，维持现状；
S11、当室内照度值小于或者等于预设照度值时，总控制器1控制人员位置处附近的灯具4打开或调节亮度，若灯具4原来处于关闭状态，则控制灯具4打开然后调节其亮度，若灯具4原来处于打开状态，则直接调节其亮度。
上述基于人员定位的交互式遮阳方法，通过结合室外天气条件、人员位置和太阳高度角，实现了对分块调光玻璃装置的精确控制，提高了遮阳调控的精度，解决了眩光问题，并且减小了遮阳面积，对室内得热的影响降低到最低。
优选地，S6的步骤包括：
S61、当室内长时间有人存在时，总控制器1根据人员位置和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置5的位置，一般利用几何位置关系进行推算可计算获得该位置；
S62、总控制器1根据室外太阳辐射值获得所述位置处的调光玻璃装置5的遮光程度，一般室外太阳辐射值越高，该遮光程度就要越高，反之室外太阳辐射值越低，该遮光程度就要越低。总控制器1控制所需调光玻璃装置5根据遮光程度进行透光率调节，对应活动遮阳组件51就是控制微型电机511驱动调节杆512转动到不同的位置，使遮光板513折叠或展开呈不同的面积，获得不同的透光率。对应电变形玻璃就是控制在电极10接通电流，改变电变形玻璃的形状，来获得不同的透光率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种基于人员定位的交互式遮阳***，其特征在于，包括：总控制器（1）、照度传感器（2）、人员位置***（3）、灯具（4）、调光玻璃装置（5）、室外太阳辐射传感器（6）；照度传感器（2）、人员位置***（3）、灯具（4）、调光玻璃装置（5）、室外太阳辐射传感器（6）均与总控制器（1）连接；
室外太阳辐射传感器（6）安装位于与调光玻璃装置（5）同一面的室外墙面上，用于检测室外太阳辐射值；
照度传感器（2）均布于室内屋顶上，用于检测室内照度值；
人员位置***（3）均布于室内墙壁上，用于检测室内人员位置；
灯具（4）均布于室内屋顶墙面上，用于实施照明；
若干个调光玻璃装置（5）有序排列组成整块玻璃墙面并安装在室外墙面上，每个调光玻璃装置（5）用于在总控制器（1）的控制下根据室外太阳辐射值、太阳高度角和室内人员位置改变透光率。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述调光玻璃装置（5）的边框形状为正方形或长方形。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述调光玻璃装置（5）包括：至少四组活动遮阳组件（51）和无色透明玻璃（52）；
至少四组活动遮阳组件（51）有序排列组成与无色透明玻璃（52）的外形一致的形状并安装在无色透明玻璃（52）的靠近室内一侧的表面上，活动遮阳组件（51）用于在总控制器（1）的控制下活动以调节遮挡光线的程度。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述活动遮阳组件（51）包括：微型电机（511）、调节杆（512）和遮光板（513）；
调节杆（512）的一端与微型电机（511）连接，用于在微型电机（511）的驱动下进行转动；
遮光板（513）的一边连接在调节杆（512）上，随调节杆（512）的转动进行折叠或展开。
5.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述调光玻璃装置（5）包括电变形玻璃，用于在总控制器（1）的控制下调节通入电变形玻璃的电流以改变电变形玻璃的形状，调节透光率。
6.一种基于人员定位的交互式遮阳方法，其特征在于，包括以下步骤：
室外太阳辐射传感器（6）实时检测室外太阳辐射值并发送给总控制器（1）；
总控制器（1）根据接收到的室外太阳辐射值判断室外天气条件是否为晴天；
当室外天气条件是晴天时，总控制器（1）每间隔第一时间段向人员位置***（3）发送人员定位请求；
人员位置***（3）接收到人员定位请求后进行室内人员位置检测，获得当前室内人员数和人员位置并发送给总控制器（1）；
总控制器（1）根据每间隔第一时间段所接收到的室内人员数和人员位置判断室内是否长时间有人存在；
当室内长时间有人存在时，总控制器（1）根据人员位置、室外太阳辐射值和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置（5）的位置，以及所述位置处的调光玻璃装置（5）的遮光程度；
总控制器（1）控制所述位置处的调光玻璃装置（5）根据所述遮光程度进行透光率调节；
总控制器（1）每间隔第二时间段向照度传感器（2）发送照度采集请求；
照度传感器（2）接收到照度采集请求后进行室内照度检测，获得当前室内照度值并发送给总控制器（1）；
总控制器（1）根据每间隔第二时间段所接收到的室内照度值判断室内照度值是否大于预设照度值；
当室内照度值小于或者等于预设照度值时，总控制器（1）控制人员位置处附近的灯具（4）打开或调节亮度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当室内长时间有人存在时，总控制器（1）根据人员位置、室外太阳辐射值和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置（5）的位置，以及所述位置处的调光玻璃装置（5）的遮光程度的步骤包括：
当室内长时间有人存在时，总控制器（1）根据人员位置和太阳高度角获得所需改变透光率的调光玻璃装置（5）的位置；
总控制器（1）根据室外太阳辐射值获得所述位置处的调光玻璃装置（5）的遮光程度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当室外天气条件不是晴天时，总控制器（1）控制灯具（4）打开或调节亮度。
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