一种基于阳光角度跟踪的百叶自动调光方法与流程

本发明属于百叶窗自控技术、具体涉及一种基于阳光角度跟踪的百叶自动调光方法。

背景技术：

如今，门、百叶窗、杆式遮光帘等都可以通过控制系统进行控制。例如，对于百叶窗而言，需要通过叶片角度的调整来调节对日光的遮挡效果，以在保证尽可能好的采光条件下阻挡阳光直射。

当前，经常通过人工调节窗帘叶片的角度，或者也可以通过传感器等部件感测叶片的角度，进而对叶片角度进行控制。但是人工调节叶片角度时，是使用者根据本人对阳光的感觉来调节叶片的角度，并不精确。此外，通过传感器感测叶片的角度进行叶片角度控制，考虑的参数也不够，因此精确度不高。

综上所述，百叶窗帘是一种遮阳系数可调节的产品，但众多手动百叶窗帘并没有发挥出真正的或足够的节能效应，其中一项关键的因素是用户未能时刻关注户外太阳的动态位置变化并作出响应进行叶片角度调节的操作。而现有技术的某些解决方案，虽然也能针对太阳运行方位进行自适应的叶片角度控制，但需要额外配置软硬件设备，如电机控制器，网关，安装了专用中控软件的服务器电脑，以及强弱电布线。在设计及预算，安装及调试，使用及维护等方面都相对复杂。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于阳光角度跟踪的百叶自动调光方法，能够自动计算太阳入射角度，进而对叶片的角度进行调整，使得控制更为精确。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于阳光角度跟踪的百叶自动调光方法，采用叶片控制系统，包括电机、与电机电连接的电机控制模块、与电机控制模块电连接的计算模块、与计算模块电连接的实时时钟；

所述方法包括以下步骤：

s1.通过实时时钟获取时间数据；

s2.通过计算模块根据时间数据计算太阳入射角度以确定叶片的旋转角度，并将叶片的旋转角度提供给电机控制模块，并由电机控制模块据此来控制叶片的转动。

在所述步骤s2中，通过计算模块根据叶片的地理位置、叶片的安装朝向以及时间数据，计算所述太阳入射角度。

所述时间数据包括当前日期和当前时间。

所述叶片控制系统还包括与计算模块电连接的重力传感器，在所述步骤s2中，将所述太阳入射角度和所述当前角度进行比较，当所述太阳入射角度和所述当前角度的差值大于预设角度阈值时，确定所述叶片的旋转角度。

所述叶片控制系统还包括依次电连接的太阳能电池单元、能量管理模块、能量储存模块，能量管理模块与电机控制模块电连接，能量储存模块与实时时钟电连接，在所述步骤s1中，通过能量管理模块监测能量储存模块的输出电压，当监测到所述输出电压超过第一电压阈值时，停止对所述电机控制模块进行供电；当监测到所述输出电压超过第二电压阈值时启动所述计算模块，并且在所述输出电压低于第三电压阈值时禁用所述计算模块，所述第二电压阈值高于所述第三电压阈值；当所述实时时钟在其输入电压低于第四电压阈值时停止工作，并且当所述实时时钟的输入电压提高到所述第四电压阈值之上时，所述实时时钟重新启动，并且获取和记录所述时间数据。

在所述步骤s1中，通过计算模块向所述实时时钟发送消息以询问时间数据。

在所述步骤s2中，所述电机控制模块根据从所述计算模块接收的所述叶片的旋转角度，并将所述叶片的角度控制在0至42度范围之间。

在所述步骤s2中，当所述重力传感器感测到所述当前角度在0至42度范围之外时，切换至手动模式调节所述叶片的旋转角度。

所述手动模式调节所述叶片的旋转角度范围为-15至60度。

在所述步骤s2中，通过计算模块根据所述时间数据确定所述太阳入射角度的变化方向，当所述变化方向表示所述太阳入射角度随时间增加时，通过电机控制模块控制叶片转动所述旋转角度加6度；当所述变化方向表示所述太阳入射角度随时间减小时，控制叶片转动所述旋转角度减6度。

采用本发明的一种基于阳光角度跟踪的百叶自动调光方法，通过实时时钟获取时间数据，并且据此计算太阳入射角度，进而对叶片的角度进行调整，使得控制更为精确。在用于百叶窗领域时，无需用户手动控制，百叶窗帘就能自动调节，不仅提高了室内用户的舒适度和满意度，更提高了室内用户的工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对发明进行详细说明：

图1是本发明的所采用的叶片控制系统的原理框图；

图2是本发明的调光方法的一实施例的流程框图；

图3是本发明的调光方法的另一实施例的流程框图；

图4是本发明的智能控制模式的原理框图。

具体实施方式

本发明的基于阳光角度跟踪的百叶自动调光方法采用如图1所示的叶片控制系统，其主要包括:

电机110，被配置用于驱动百叶的叶片100绕轴线转动；

电机控制模块120，耦合至所述电机110，被配置用于驱动所述电机110，并且控制所述电机110的运转速度和运转方向；

实时时钟130，被配置为提供时间数据；

计算模块140，耦合至所述实时时钟130和所述电机控制模块120，被配置为根据所述时间数据计算太阳入射角度。

采用该叶片控制系统的百叶自动调光方法，具体包括以下步骤：

s1.通过实时时钟130获取时间数据；

s2.通过计算模块140根据时间数据计算太阳入射角度以确定叶片100的旋转角度，并将叶片100的旋转角度提供给电机控制模块120，并由电机控制模块120据此来控制叶片100的转动。如此，通过实时时钟130获取的时间数据来自动计算太阳入射角度，进而对叶片100的角度进行自动调整，使得其遮挡调光控制更为精确。

请结合图2所示，作为一个实施例，在所述步骤s2中，可通过计算模块140根据所述叶片100的地理位置、所述叶片100的安装朝向、以及所述时间数据，计算所述太阳入射角度。所述时间数据可包括当前日期和当前时间。

作为一个实施例，本发明的百叶还包括重力传感器150，耦合至所述计算模块140，被配置用于感测所述叶片100的当前角度，而所述计算模块140则进一步被配置用于：根据所述时间数据和所述当前角度来确定所述叶片100的旋转角度。

作为一个实施例，通过所述计算模块140进一步用于：将所述太阳入射角度和所述当前角度进行比较，当所述太阳入射角度和所述当前角度的差值大于预设角度阈值时，将所述叶片100的旋转角度提供给所述电机控制模块120进行叶片控制。而当所述太阳入射角度和所述当前角度的差值不大于所述预设角度阈值时，可切换至下述的睡眠模式。

作为一个实施例，本发明的控制系统还包括能量管理模块160，被配置用于监测整个控制系统中的电压，并且根据监测得到的电压来控制上述各部件的工作状态。

作为一个实施例，本发明的控制系统还包括太阳能电池单元170，其耦合至所述能量管理模块160，被配置为采集光能，并将采集的光能转化为电能以传递给所述能量管理模块160。

作为一个实施例，本发明的控制系统还包括能量储存模块180，耦合至所述能量管理模块160，被配置用于储存所述太阳能电池单元170所转化的电能，并且对所述实时时钟130供电。作为一个实施例，所述能量储存模块180可采用超级电容或其它类似储能装置。

如图4所示，上述通过电压智能控制所述系统中的部件的工作状态，具体包括以下步骤：

将所述计算模块进一步被配置为包括唤醒模式或睡眠模式两种状态，其中，在所述唤醒模式下，所述计算模块执行所述计算太阳入射角度；在所述睡眠模式下，所述计算模块被禁用。

通过能量管理模块160监测能量储存模块180的输出电压，当监测到所述输出电压超过第一电压阈值时，停止对所述电机控制模块120进行供电；当监测到所述输出电压超过第二电压阈值时启动所述计算模块140，并且在所述输出电压低于第三电压阈值时禁用所述计算模块140，所述第二电压阈值高于所述第三电压阈值；当所述实时时钟110在其输入电压低于第四电压阈值时停止工作，并且当所述实时时钟110的输入电压提高到所述第四电压阈值之上时，所述实时时钟110重新启动，并且获取和记录所述时间数据。

请结合图3所示，作为一个实施例，在所述步骤s1中，还通过计算模块向所述实时时钟发送消息以询问时间数据，可以采用每间隔一个预设时间段询问一次，以获取时间数据，以便更新所述太阳入射角度，并且根据更新的太阳入射角度来重新确定所述叶片的旋转角度。

通过多次反复计算和实验，在所述电机控制模块120根据从所述计算模块140接收的所述叶片的旋转角度后，需将所述叶片的角度控制在0至42度范围之间。通常可将该范围划分为7个档位。而当所述重力传感器150感测到所述当前角度在0至42度范围之外时，可切换至手动模式调节所述叶片的旋转角度。作为一个实施例，所述手动模式调节所述叶片的旋转角度范围设计为-15至60度。

作为一个实施例，通过计算模块140根据所述时间数据确定所述太阳入射角度的变化方向，当所述变化方向表示所述太阳入射角度随时间增加时，通过电机控制模块120控制叶片转动所述旋转角度加6度；当所述变化方向表示所述太阳入射角度随时间减小时，则控制叶片转动所述旋转角度减6度。

综上所述，本发明的百叶自动调光方法，能够通过获取时间数据，并根据叶片100的地理位置、安装朝向、当前角度等数据，精确计算出叶片100所需的旋转角度，并以此对叶片100的角度进行调整，使得控制更为精确、智能，且具有不需额外软硬件设备，不需布线，不仅造价较低，系统更简单，应用更灵活等优点。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。