CN215226686U - 一种基于太阳能蓄电的智能窗帘 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种基于太阳能蓄电的智能窗帘，包括：充电管理模块、供电子***、放电管理模块、步进电机、工控机子***、视觉监测子***、光电传感器与光伏窗帘；所述充电管理模块与所述放电管理模块连接；所述供电子***分别与充电管理模块和放电管理模块连接；所述视觉监测子***与所述工控机子***相连；所述光伏窗帘分别与光电传感器、充电管理模块及步进电机相连。本实用新型提供的窗帘既实现了窗帘吸收光能转化为电能，进而通过充电管理模块向蓄电池充电，合理利用太阳能，同时也通过蓄电池向室内照明等用电设备供电，节约能源，降低了用户的经济成本。

Description

一种基于太阳能蓄电的智能窗帘
技术领域
本实用新型涉及窗帘技术领域，尤其涉及一种基于太阳能蓄电的智能窗帘。
背景技术
伴随着信息化技术的发展与人们生活水平的提高，改善生存、生活环境成为当今社会的热门话题。智能家居的普及在家居环境的改善过程中具有举足轻重的作用，并逐渐成为当代家居生活的发展新方向，其中具有自动开关功能的智能化窗帘已成为当前人们居家生活的一大追求[1]。
申请公布号为CN 106213968 A的中国实用新型专利申请公开了一种基于人体动作识别的窗帘，并具体公开了控制***包括室外传感器、控制模块、室内人体运动识别***和窗帘，控制模块与室外传感器、窗帘、室内人体动作识别***相连，室内有人时，控制模块通过室内人体动作识别***控制窗帘开合，当室内无人时，控制模块则通过室外传感器控制窗帘开合，调节室内光线。室内人体动作识别***与室外传感器处于“互锁”状态，即只能有一个处于工作状态。
上述的基于人体动作识别的窗帘在工作时，以市电为能源，监测是否有人存在和人体的运动状态来判断是否开合窗帘，获得外部照明。但是，在实际使用过程中，因该装置所有模块均需处于常开状态，所以能源耗费极大，经济成本高。且当室内无人时，仅依靠检测温度的室外传感器在室外温度高，但光照不强等场景下失效，难以保证通用场景下的优良适用，当室内有人时，也无法实施身份识别起到安防作用。此外，无法合理利用照射在窗帘上的太阳能进行相应的转化，客观上造成了能源的浪费，难以达到效益的最大化。
以下为检索的相关文献：
杨雅涵,于佐军.基于单片机的温控光控窗帘设计[J].控制工程，2016，23(10)：1542-1545。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于太阳能蓄电的智能窗帘，既实现了窗帘吸收光能并转化为电能，通过充电管理模块向蓄电池充电，合理利用太阳能；同时也通过蓄电池向室内照明等用电设备供电，节约能源，降低用户的经济成本；本实用新型整体结构简单、工作稳定可靠，能够满足智能家居需求。
本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：
一种基于太阳能蓄电的智能窗帘，包括：充电管理模块(1)、供电子***(2)、放电管理模块(3)、步进电机(8)、工控机子***(9)、视觉监测子***(11)、光电传感器(12)与光伏窗帘(13)；所述充电管理模块(1)与所述放电管理模块(3)连接；所述供电子***(2)分别与充电管理模块(1)和放电管理模块(3)连接；所述视觉监测子***(11)与所述工控机子***(9)相连；所述光伏窗帘(13)分别与光电传感器(12)、充电管理模块(1)及步进电机(8)相连。
与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：
通过所述光伏窗帘收集太阳能发电，并向所述室内设备供送电能的方式，既实现了新能源的合理利用，减少了不可再生能源的消耗，也极大的降低了人们的生活经济成本；
通过所述视觉监测子***对室内环境实时监测，既实现了在智慧发电的同时达到智能安防的作用，也保证了所述光伏窗帘开闭的智能化、人性化控制；
通过所述充/放电管理模块，维持了电压稳定，在过充电/放电情况下所述供电子***会自动切断线路保护蓄电池；
本***既可以实现自动控制，又可使人们通过所述交互和通信模块进行远程定向控制实现相应的功能；
本实用新型专利实现了窗帘的智能化应用，为智能家居、新能源以及传感等领域提供了新的技术方向。
附图说明
图1是基于太阳能蓄电的智能窗帘的实施例方框结构图；
图2是基于太阳能蓄电的智能窗帘的工作流程示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本实用新型实施方式作进一步详细的描述。
如图1所示，为基于太阳能蓄电的智能窗帘的实施例方框图，包括充电管理模块1、供电子***2、放电管理模块3、步进电机8、工控机子***9、视觉监测子***11、光电传感器12与光伏窗帘13；所述充电管理模块1与所述放电管理模块3连接；所述供电子***2分别与充电管理模块1和放电管理模块3连接；所述视觉监测子***11与所述工控机子***9相连；所述光伏窗帘13分别与光电传感器12、充电管理模块1及步进电机8相连。
上述智能窗帘还包括室内用电设备4、交互模块6、通信模块5、显示面板7和报警装置10；所述室内用电设备4与所述放电管理模块3相连；所述通信模块5分别与工控机子***9及交互模块6相连；所述报警装置10分别与所述工控机子***9及显示面板7相连。
光电传感器12实时监测外部环境，获取数据传输到所述工控机子***9进行判断和决策，当外部光照充足时则通过所述工控机子***9中的自适应控制子***92发送相应信号到所述步进电机8，闭合所述光伏窗帘13进行太阳能发电，并通过所述充电管理模块1向蓄电池22输送电能，反之，外部环境光线较弱则收合所述光伏窗帘13，此外所述视觉监测子***11实时采集室内图像传输到所述工控机子***9对室内的感兴趣目标进行身份识别，若存在异常则立即发送信号到所述报警装置10发出报警且在所述显示面板7显示报警信息，起到智能安防作用，并还可对人体行为特征和手势动作进行分析和理解，当人体处于休息状态时，则无论外部光线强弱，立即发送控制信号到所述步进电机8闭合所述光伏窗帘13，同理当人体处于活动状态时则始终保持所述光伏窗帘13收合，实现智能光控。
所述光电传感器12将所述光伏窗帘13采集的光线传输到所述工控机子***9进行光照强度处理，依据设定值判断外部环境的光照是否强弱，进而发送相应的信号到所述步进电机8对所述光伏窗帘13进行开闭操作，当外部光线强时，所述光伏窗帘13收合采集太阳能发电，并通过所述充电管理模块1维持电压稳定后向所述所述蓄电池22进行充电，所充电管理模块1实时监测所述蓄电池22的剩余容量，当电量饱和时，发送信号到所述工控机子***9，进而所述工控机子***9立即发送指令到供电子***2动作切断电路，防止所述蓄电池22过充电，从而延长使用寿命。同理若外部光线较弱时则闭合所述光伏窗帘13，保持室内亮洁。
上述工控机子***9包括信息处理子***91和自适应控制子***92；并分别与光电传感器12、视觉监测子***11、步进电机8、充电管理模块1、供电子***2、放电管理模块3、通信模块5、报警装置10、显示面板7相连接。信息处理子***91可依据光电传感器12数据，实时计算外部环境的光照强度，并基于此值来决策是否需要闭合所述光伏窗帘13进行发电，所发电能通过所述充电管理模块1维持电压稳定后传输到所述供电子***2中的蓄电池22储存，线路的电压值可通过所述工控机子***9传输到所述显示面板7显示，此外，若***检测出现故障，所述工控机子***9会立即发送信号到所述报警装置10和所述显示面板7发出报警。
上述供电子***2包括蓄电池22和市电21两种方式；所述充电管理模块1实时监测所述蓄电池22的剩余电量，当电量饱和时，迅速向所述工控机子***9反馈信息，所述工控机子***9发送控制信号到所述供电子***2切断充电电路，所述放电管理模块3实时监测所述蓄电池22的剩余电量，当剩余电量到达下限时，及时向所述工控机子***9发送信号，所述工控机子***9发送信号到所述供电子***2立即切换供电方式为市电21供送，同时所述供电子***2通过放电管理模块3维持电压稳定后向所述室内照明设备4供电，在上述过程中如出现故障，则所述报警装置10立即发出报警信号，并传输到所述显示面板7实时显示。
上述视觉监测子***11将室内环境实时成像传输到所述工控机子***9对兴趣目标进行身份识别，若存在异常则立即发送信号到所述报警装置10发出报警且在所述显示面板7显示报警信息，实现智能安防。并同时对人体行为理解与决策，当判定人体处于休息状态时，无论外部光线强弱，均由所述工控机子***9发送相应信号到所述步进电机8闭合所述光伏窗帘13，保证人们的休息质量。当认定人体处于活动状态时，则无论外部光线强弱，均由所述工控机子***9发送相应信号到所述步进电机8收合所述光伏窗帘13，保证室内光线充足，便于人们办公学习。此外还可对人们的手部动作识别和理解，进而控制所述光伏窗帘13的开合，实现智能光控。所述视觉监测子***11的操控优先级高于所述光电传感器12。
上述交互模块6包括按键模块61与语音模块62，通信模块5与交互模块6、工控机子***9连接，人们可通过所述交互模块6输入指令，由所述通信模块5传输到所述工控机子***9进行处理和分析，并发送相应的控制信号到所述步进电机8、供电子***2、报警装置10与显示面板7实行相应操作，实现人为定向与自动化的协同控制，且定向操控的控制优先级最高。
上述环节中，传输线路的电压值和所述蓄电池22的剩余电量实时显示在所述显示面板7，且任意环节出现故障，则所述工控机子***9立即发送相应信号到所述报警装置10产生报警，并在所述显示面板7显示以提醒使用者。
如图2所示，本实施例的工作流程如下：
(1)光电传感器12实时监测外部环境的光照强度，采集数据传输到所述工控机子***9计算处理，依据设定值判断是否开闭所述光伏窗帘13，并发送相应的信号到所述步进电机8控制所述光伏窗帘13开闭。
(2)当外部光线强时，依据步骤一所述闭合所述光伏窗帘13进行太阳能发电，所发电量通过所述充电管理模1块维持电压稳定向供电子***2中的蓄电池22输送，所述充电管理模块1实时监测蓄电池22的剩余容量，当电量饱和时，发送信号到所述工控机子***9，所述工控机子***9立即动作切断电路，防止所述蓄电池22过充电，从而延长使用寿命。反之，外部环境光线较弱则收合所述光伏窗帘13，保证室内亮度。
(3)供电子***2通过所述放电管理模块3维持电压稳定后向所述室内用电设备4供送电能，所述放电管理模块3实时监测所述蓄电池22的剩余电量，当剩余电量处于保护值下限时，迅速向所述工控机子***9发送信息，所述工控机子***9立即发送相应控制信号到所述供电子***2切换供电方式为市电21，保护所述蓄电池22，防止出现过放电现象。
(4)视觉监测子***11采集室内环境图像传输到所述工控机子***9进行人体行为理解与决策，对室内的感兴趣目标进行身份识别，若存在异常则立即发送信号到所述报警装置10发出报警且在所述显示面板7显示报警信息，实现智能安防，当人体处于休息状态时，无论外部光线强弱，均由所述工控机子***9发送相应信号到所述步进电机8闭合所述光伏窗帘13，保证人们的休息质量，当人体处于活动状态时，则无论外部光线强弱，均由所述工控机子***9发送相应信号到所述步进电机8收合所述光伏窗帘13，保证室内光线充足，实现智能光控，同时依据对人们手势动作的识别和理解来控制所述光伏窗帘13开合，便于人们办公学习，所述视觉监测子***11的操控优先级高于所述光电传感器12。
(5)通过所述交互模块6中的按键模块61与语音模块62输入指令，由所述通信模块5传输到所述工控机子***9进行处理和分析，并发送相应的控制信号到所述步进电机8实行相应定向操作，定向操控的控制优先级最高。
(6)传输线路的电压值和所述蓄电池22的剩余电量实时显示在所述显示面板7，且任意环节出现故障，则所述工控机子***9立即发送相应信号到所述报警装置10产生报警，并在所述显示面板7显示。
(7)重复的(1)-(6)，实现自动控制***的连续工作。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种基于太阳能蓄电的智能窗帘，其特征在于，所述智能窗帘包括：充电管理模块(1)、供电子***(2)、放电管理模块(3)、步进电机(8)、工控机子***(9)、视觉监测子***(11)、光电传感器(12)与光伏窗帘(13)；所述充电管理模块(1)与所述放电管理模块(3)连接；所述供电子***(2)分别与充电管理模块(1)和放电管理模块(3)连接；所述视觉监测子***(11)与所述工控机子***(9)相连；所述光伏窗帘(13)分别与光电传感器(12)、充电管理模块(1)及步进电机(8)相连。
2.如权利要求1所述的基于太阳能蓄电的智能窗帘，其特征在于，所述智能窗帘还包括室内用电设备(4)、交互模块(6)、通信模块(5)、显示面板(7)和报警装置(10)；所述室内用电设备(4)与所述放电管理模块(3)相连；所述通信模块(5)分别与工控机子***(9)及交互模块(6)相连；所述报警装置(10)分别与所述工控机子***(9)及显示面板(7)相连。
3.如权利要求1所述的基于太阳能蓄电的智能窗帘，其特征在于，所述工控机子***(9)包括信息处理子***(91)和自适应控制子***(92)；并分别与光电传感器(12)、视觉监测子***(11)、步进电机(8)、充电管理模块(1)、供电子***(2)、放电管理模块(3)、通信模块(5)、报警装置(10)、显示面板(7)相连接。
4.如权利要求1所述的基于太阳能蓄电的智能窗帘，其特征在于，所述供电子***(2)包括蓄电池(22)和市电(21)两种方式。
5.如权利要求2所述的基于太阳能蓄电的智能窗帘，其特征在于，所述交互模块(6)包括按键模块(61)与语音模块(62)。
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