自供電遮陽智能控制裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種遮陽智能控制裝置。包括室外的環境參量采集單元、室內的主控單元、執行單元、遙控單元以及位置反饋單元，其特征在于所述環境參量采集單元包括一個內含儲能超值電容的自供電系統；所述位置反饋單元含有一個用于監測遮陽簾位置信息的重力加速度傳感器；所述遙控單元與主控單元之間通過紅外信號聯接，環境參量采集單元與主控單元、主控單元和執行單元之間通過433MHz特高頻信號聯接，主控單元與外部電腦、位置反饋單元和執行單元之間通過RS485接口有線傳遞信號。其中超值電容儲能、遮簾三維定位、實時參量顯示、一機群控保證體制、通過電腦實現個性化智控以及光伏發電用于遮陽裝置等皆為本發明之優點。
【專利說明】爾“遮陽智能控制裝置”，提供了一種遮陽智；為智能控制依據的主控綜合環境參量，并；熱舒適和視覺舒適性能的影響及其檢測方丨決策的制定。
I ；
5次檢修麻煩，對于一些高空窗戶來說更增
電或只通過無線相連，只通過實線相連的方過無線信號相連的方案存在信號之間的干
卜執行單元，不能實現一臺主機控制多個執
專遞窗簾的一維位置信息，不能滿足百葉翻境參量采集單元與主控單元、主控單元和執行單元之間通過433MHz特高頻信號聯接，主控單元與外部電腦、位置反饋單元和執行單元之間通過RS485接口有線傳遞信號。
[0008]所述主控單元內含復位和清零模塊。
[0009]所述執行單元和位置反饋單元含有用于應答相應操作、折算和比對指令的微控制器。
[0010]所述自供電系統包含直流升壓和穩壓部件。
[0011]所述主控單元由穩壓電路、按鍵輸入組件、紅外接收組件、RS485通信組件、無線通信組件、數據存儲組件、LCD顯示組件和主控制器組件組成。
[0012]自供電遮陽智能控制方法，其特征在于該控制方法包括以下步驟:
主控單元與執行單元間首次通信時，主控單元使用默認頻點通道，并向周圍有效區域內發送尋找執行單元指令，其內容至少包含此裝置的主機名、默認頻點通道與功率、要求設備注冊指令、要求測量窗簾長度的窗簾編號以及有效窗簾號的窗簾長度信息，并進入I秒循環等待；
當執行單元接收主控單元指令后，進行登記和相關指令的數據處理，并使用黙認頻點按物理地址來分隔各執行單元間傳遞的信息引起的相互干擾，保證主控單元的指令有效并正確執行；
主控單元每隔0.3s發送輪詢標志位來尋找環境參量采集單元，得到正確應答后，主控單元再有效接收所采集參量。
[0013]本裝置由五個單元組成:主控單元(I臺)、自供電室外環境參量采集單元(I臺)、執行單元(X臺)、遮陽簾位置信息采集單元(η臺)、紅外遙控器等，能實現單簾手動遙控(開、關、隨意停)、群簾手動遙控、在智能模式下，根據外界采集的環境參量和主控制器存儲的控制決策，實施遮陽簾智能群控。
[0014]本裝置的主要發明亮點:
1、采用太陽能自供電的環境信息采集單元。環境信息指光照度、溫度、濕度、紫外光強度以及雨量和風速等參量，這些量需全天候測量，利用太陽能自供電系統既減少公用電源接入帶來的很多安裝麻煩和缺乏安全性，又有利于在停電情況下環境參量測試能正常進行。光伏供電裝置的儲能設備通常用蓄電池，在小電量供電中也可采用鋰電池等充電電池，但本裝置采用超值電容作儲能單元，目前超值電容的容量可達500F以上，但耐壓僅在3V左右，則電容儲能值約可達到1/2CU2?2000J。一般蓄電池或充電的干電池隨著使用時間增長，容量大幅度下降，而電容可保持很長時間，而不降低容量，為此在低電流供電時采用超值電容以利長期在戶外應用而無需更換。目前本機室外的光伏供電裝置除供應傳感組件夕卜，還要供應無線通信收發組件的工作。為了保證實時有效測試，并有利于省電，采用以下策略:白天在光照度大于1500 Ix時，每隔5s測試環境參量一次，當亮度下降直至天黑時測試時間分檔加大，每隔10s、20s、30s測試環境參量一次，由于米用光伏電源有效管理體制，從而保證全天候正常供電、測試和環境參量的傳輸。
[0015]2、主控單元上安裝有功能顯示裝置，能使用戶及時查看環境參量如光照度、溫度和濕度等變化，以及各遮陽簾目前的位置，體現了各執行單元運行情況。顯示屏尺寸為240 X 320mm,也可傳送到電腦進行顯示或送入網絡。
[0016]3、本機為了正確反饋遮陽簾的實際狀態和實施正確控制，引入遮陽簾位置反饋單[用83485半雙通信方式，以便與電腦及外寬帶網，同時有利于通過上位機接口，按不有的用戶希望晚上拉起遮陽簾等等不同需
聖能控制裝置，雖然目前該裝置的光伏發電3伏電池板的供電量，同樣可提供給整個遮目壽命可達10-20年，而常用的儲能單元是量下降，使用壽命僅2-4年，顯然與光伏電元有一定麻煩，為此，選擇電容量達百法拉3其容量，為此本裝置的自供電系統把光伏:問題，又有利于長期使用，顯然是本發明的的蓄電池、鋰電池優越，但目前該產品耐壓七目前本發明的自供電系統僅用于采集單
I參量采集單元、遮陽智能控制裝置的主控空的紅外遙控器、測試遮陽簾三維空間位置反饋單元由遮陽簾的類型決定其配置。顯然，本裝置使人工遙控和綜合環境參量的智能控制相結合、這是本發明的第三亮點。
[0023]本發明采用三類通信系統:
1，在人工遙控時采用紅外波朿作為載體，由紅外遙控器發送指令到主控單元，而主控單元根據人工優先的決策，發布指令通過433MHz無線頻率傳到執行單元，控制伺服電機帶動遮簾運轉。
[0024]2，室外環境參量采集單元用433MHz特高頻信號作為載體，把環境參量傳送到主控單元，無線傳送有利于穿透障礙物如墻壁進行信號傳遞，再由主控單元作出決策后發布指令通過無線載體433MHz再傳送給執行單元，由它操控遮簾運行。
[0025]3，主控單元和外部電腦以及位置反饋單元和執行單元間分別用RS485接口有線傳遞信息，前者傳遞主控單元收發信號給電腦，以利于與外部網絡聯系或通過電腦編置控制決策，實現智能個性化。而后者把遮陽簾的位置信息反饋給執行單元，用以修正遮簾位的執行誤差。
[0026]三類通信各有特色，相互不產生干擾，有利于整個裝置可靠而穩定工作，這也是本裝置創新發明的第四亮點。
[0027]本裝置的第五個發明亮點體現在與外部上位機電腦相連，從而也可與外部寬帶網及3G無線通信網相連，外部指令通過RS485接口直接傳送到主控單元，目前采用問答查詢方式，逐個查詢裝置在線狀態，也可發布指令和更改原來設計決策，使其更符合用戶需求。例如原存儲決策中在晚上放下窗簾，但有的用戶雖希望放下窗簾，但又要求百葉窗片轉角90度，這樣既使外部看不清室內狀況，又可使外部環境信息如微風能進入室內，改善室內環境，這種決策個性化設計更換必須使主控單元與外部電腦等相連。當然也可通過電腦甚至手機可直觀查看到居室外的實時環境參量，也可動態顯示各窗簾的運行狀態及相關信息，如出現故障。顯而易見，本機的發明亮點使決策智能控制和個性化智能控制相結合，充分發揮遮陽控制全能水平。
[0028]如果本裝置所控制的遮陽簾采用不同類型，往往會產生控制誤差，而主控單元或某一部執行單元會引起累計誤差，而使操作不到位，甚至死機。本裝置能自動采用及時復位和清零功能，使得整機一直保持穩定可靠的運行，這就是本裝置發明亮度之六。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發明自供電遮陽智能控制裝置的組成框圖。
[0030]圖2為本發明自供電遮陽智能控制裝置的室內主控單元的組成框圖。
[0031]圖3為本發明光伏供電、超值電容儲能的環境參量采集單元的組成框圖。
[0032]圖4為本發明智能控制裝置的執行單元的組成框圖。
[0033]圖5為本發明遮陽簾位置采集反饋單元的組成框圖。
【具體實施方式】
[0034]自供電遮陽智能控制裝置，主要由主控單元、控制遮陽簾運行的執行單元、光伏供電的室外環境參量的采集單元、遮陽簾空間位置測定的反饋單元以及人工操作用的紅外遙控器組成。主控單元是整個裝置的核心，它通過無線信號獲取采集單元的環境參量信息，再通過其內存的決策軟件判斷，發送指令到執行單元，通過該單元操控伺服電機帶動遮陽簾運行。遮陽簾實際操作位由位置反饋單元測定后反饋到執行單元，由該單元的微控制器判斷后修正遮陽簾運行操作。人工操作由紅外遙控器發送紅外波朿指令到主控單元，再由主控單元優先判斷執行。主控單元還通過RS485接口與外部電腦進行信息聯系。
[0035]所述的主控單元的特征是由主控制器組件、存儲組件、無線通信組件、紅外接收組件、顯示組件、有線RS485組件合成。特高頻無線載體用以向執行單元發布操作指令，并接收采集單元的環境參量；而通過RS485接口用有線通信與外部電腦相連，進而可與寬帶網及3G通信網相接；本裝置還接收遙控器的紅外信息用以實施人工遙控。顯然，本裝置采用不同載體傳送信息，有利防止相互干擾，而使整個裝置各項操作順利完成。
[0036]所述的主控單元的顯示組件，既可及時顯示室外實時環境參量，又可及時顯示各遮陽簾的操作位，主控單元還可通過RS485傳送到電腦顯示。
[0037]所述的位置反饋單元，它是由重力加速度傳感器、微控制器、有線傳輸接口等組成，該傳感器能正確測得遮陽簾的三維空間坐標，經該單元存儲的位置判斷軟件核算后，通過有線傳輸反饋給執行單元，再由執行單元根據主控單元的指令和實測遮陽簾位置比較后，進行位置修正操作，從而完善智能控制的效果。
[0038]所述的室外環境參量采集單元，它采用太陽能光伏電池供電，儲能組件使用超值電容，從而保證采集單元的工作不受外部電網的影響，消除室外供電欠安全性隱患。而超級電容長期使用，其容量變化少，使用壽命長，無需更換。
[0039]所述的環境參量采集單元，光伏電池僅能在光亮白天供電，到黑暗夜晚時，供電電路輸入端電壓低于輸出端需提供的電壓，為了保證采集單元的四組傳感器:光照度、溫度、濕度、紫外光能正常完成全天候測試和傳送，本機提供了相應供電管理電路和相應的測試管理軟件，保證白天光照在15001x以上時，每隔5秒測試和傳送環境參量一次，隨著室外亮度下降，測試和傳送時間從10秒一次遞減到30秒一次，從而確保在任何天氣下采集工作和用無線傳遞環境參量工作都不會發生停頓。由此可見，環境參量采集單元由四組傳感器、微控制器、電源管理電路、無線收發器、存儲器以及光伏電池供電組件組成。
[0040]所述的執行單元，主要用以控制遮陽簾操作的伺服電機的運行，不同類型和尺寸的遮陽簾所用的伺服電機也不一樣，有的驅動組件的元件是繼電器，有的用雙向可控硅，直流電機有的還可用功率場效應管。鑒于有的居室備有多個遮陽簾，則執行單元也需有相同個數，如果遮陽簾類型也不同，則操作也不一致，當這些信息反饋到主控單元，易于引起混舌L導致操作失誤，甚至出現死機，考慮這些因素，本裝置在編置軟件時，采用及時復位和消零措施，防止整個裝置不穩定工作出現。
[0041 ] 所述的主控單元，它通過RS485接口與外部電腦相連，也就是連接上位機系統，進而可與寬帶網及3G通信網掛靠。作為第一步可把主控單元的信息傳到電腦上顯示，如環境參量和遮陽簾操作位置，同樣也可通過電腦來修改主控單元的軟件，如遮陽簾的操作軟件，使其更適應個性化需要。
[0042]所述的本裝置的組成及其相配套的軟件，可確保控制室內和室外各種遮陽簾完成人工單控、人工群控，并根據室外環境參量測試數據實施智能群控。
[0043]本裝置控制對象是遮陽簾電機，由于遮陽簾的類型、尺寸和生產廠家不同，遮陽裝置所用的電機也有較大差異，為此，本裝置執行單元用以控制伺服電機的主要元件也有差[成框圖和遮陽簾位置信息反饋單元的組成
6是室外的環境參量，如緊靠居室的室外光，風速和雨量也是智能控制操作的依據，例)、室外濕度大于46%，就需控制遮陽簾做長裝置設計的重點之一，在本裝置的采集單傳感器、11？102溫度傳感器以及口爾-30紫1|試精度和很快的測試速度，能及時把室外我室內環境參量也要采集，但主要用于室內&性以及整個裝置節能需要，采集單元用太塊電裝置必須采用儲能單元，常用的鉛酸蓄5不能使用，為此本裝置采用超值電容作為1常規電容量105—106倍，但目前產品耐壓1和穩壓裝置，由于在夜晚光伏電池難以得:子電源，以便全天候獲取環境參量信息而不[0050]主控單元與執行單元間首次通信時，主控單元使用默認頻點通道，并向周圍有效區域內發送“尋找執行單元”的指令，其內容包含此裝置的主機名、黙認頻點通道與功率、要求設備注冊指令、要求測量窗簾長度的窗簾編號以及有效窗簾號的窗簾長度信息等等，并進入I秒循環等待，目的是使執行單元發送返回的應答信號。當執行單元接收主控單元指令后，進行登記和相關指令的數據處理，并使用黙認頻點按物理地址來分隔各執行單元間傳遞的信息引起的相互干擾，保證主控單元的指令有效并正確執行。同樣主控單元和環境參量采集單元間也用無線通信聯系，主控單元每隔0.3s發送輪詢標志位來尋找環境參量采集單元，得到正確應答后，主控單元再有效接收所采集參量。
[0051]在人工遙控操作時，主控單元接受來自紅外遙控器發來的指令，然后以人工遙控優先決策，再經微控制器處理后，發送相關指令給執行單元，完成遙控操作。為了使用戶能實時了解遮陽系統全面運行狀態，在主控單元上還安裝有顯示裝置，顯示彩屏尺寸為240 X 320mm，彩屏上實時顯示室外環境參量的數據以及遮陽簾操作位，為此，顯示裝置也設有獨立的快閃存儲器。
【權利要求】
1.自供電遮陽智能控制裝置，包括室外的環境參量采集單元、室內的主控單元、控制遮陽簾運行的執行單元、用于人工遙控的遙控單元以及監測遮陽簾位置信息的位置反饋單元，主控單元獲取環境參量采集單元的環境參量信息，再通過其內存的決策軟件判斷，發送指令到執行單元，通過執行單元操控伺服電機帶動遮陽簾運行，其特征在于所述環境參量采集單元包括一個內含儲能超值電容的自供電系統；所述位置反饋單元含有一個用于監測遮陽簾位置信息的重力加速度傳感器；所述遙控單元與主控單元之間通過紅外信號聯接，環境參量采集單元與主控單元、主控單元和執行單元之間通過433MHZ特高頻信號聯接，主控單元與外部電腦、位置反饋單元和執行單元之間通過RS485接口有線傳遞信號。
2.根據權利要求1所述的自供電遮陽智能控制裝置，其特征在于所述主控單元內含復位和清零模塊。
3.根據權利要求1所述的自供電遮陽智能控制裝置，其特征在于所述執行單元和位置反饋單元含有用于應答相應操作、折算和比對指令的微控制器。
4.根據權利要求1所述的自供電遮陽智能控制裝置，其特征在于所述自供電系統包含直流升壓和穩壓部件。
5.根據權利要求1所述的自供電遮陽智能控制裝置，其特征在于所述主控單元由穩壓電路、按鍵輸入組件、紅外接收組件、RS485通信組件、無線通信組件、數據存儲組件、LCD顯示組件和主控制器組件組成。
6.自供電遮陽智能控制方法，其特征在于該控制方法包括以下步驟： 主控單元與執行單元間首次通信時，主控單元使用默認頻點通道，并向周圍有效區域內發送尋找執行單元指令，其內容至少包含此裝置的主機名、默認頻點通道與功率、要求設備注冊指令、要求測量窗簾長度的窗簾編號以及有效窗簾號的窗簾長度信息，并進入I秒循環等待； 當執行單元接收主控單元指令后，進行登記和相關指令的數據處理，并使用黙認頻點按物理地址來分隔各執行單元間傳遞的信息引起的相互干擾，保證主控單元的指令有效并正確執行； 主控單元每隔0. 3s發送輪詢標志位來尋找環境參量采集單元，得到正確應答后，主控單元再有效接收所采集參量。
【文檔編號】E06B9/32GK104033093SQ201310069337
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月5日 優先權日:2013年3月5日
【發明者】楊庭貴, 賈晶, 汪閩, 陳燕午 申請人:浙江加蘭節能科技股份有限公司