一种智能窗的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能系统，特别是涉及一种智能窗控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，在2001年，邓学欣等提出了关于智能窗的概念性设计。在以“需求分析-目标确立-功能结构分析-多方案产生-方案评估”这一设计理念的指导下制定了早期智能窗方案，为智能窗的设计提供了合理的参考依据。高素萍等在2009年提出了基于PLC控制技术和无线通信技术的智能窗控制系统，其着重于楼宇自动控制；但该方案没有给出窗子的具体结构，对窗子控制研宄不够深入。谢作敏等基于普通推拉窗结构的研宄，采用皮带传送结构带动窗户运动，基本实现了窗户的智能控制，但是该技术存在使用寿命短、响应慢、灵敏性差、控制精度低等问题，且方案实施仍有较大困难。2011年，哈尔滨工业大学的李硕等讨论了智能窗软硬件系统设计方案，其以百叶窗为研宄对象、步进电机作为驱动，实现了预期的功能，但其实用价值不高，如，寿命低、响应慢、控制精度差等。
[0003]由此可见，在现有技术中，关于智能窗的研宄存在或者倾向于局部的片面性研宄、或者整体研宄存在实用性差等问题，不能实现全开或定角度的精确控制、寿命低、响应慢、控制精度差。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的主要目的在实现全开或定角度的精确控制、使用寿命长、响应迅速、控制精度高的一种智能窗。
[0005]为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为:
[0006]一种智能窗，包括:遥控器、传感器组、控制器、隔离放大器、同步工作的第一舵机与第二舵机、被控窗、连接结构；其中，第一舵机、第二舵机安装于被控窗固定边内侧上端、下端的墙体上；第一舵机、第二舵机与被控窗之间通过连接机构固定连接；
[0007]遥控器，用于采用红外线方式向控制器发送工作指令或停止指令。
[0008]传感器组，用于将采集到的室内实时温度T、室内实时湿度H、临界实时风速V、室外实时风向、实时降水量、PM2.5实时值、被控窗实时开度发送至控制器。
[0009]控制器，用于预先存储人体舒适度设定上限、人体舒适度设定下限、PM2.5设定值、设定风速、设定降水量、被控窗设定朝向；根据遥控器发送的工作指令工作:当收到当来自传感器组的PM2.5实时值超过PM2.5设定值时，向隔离放大器发送关闭被控窗指令；当传感器组发送的室外实时风向与被控窗设定朝向相反且传感器组发送的临界实时风速大于设定风速或者传感器组发送的实时降水量超过设定降水量时，则向隔离放大器发送关闭被控窗指令；当收到当来自传感器组的PM2.5实时值小于PM2.5设定值且临界实时风速不超过设定风速或者室外实时风向与被控窗设定朝向相同时，由传感器组发送的室内实时温度T、室内实时湿度H、临界实时风速V确定人体实时舒适度S = (1.818T+18.18)(0.88+0.002H) + (T-32)/(45-T)-3.2V+18.2 ;当人体实时舒适度大于人体舒适度设定上限或人体实时舒适度小于人体舒适度设定下限时，向隔离放大器发送关闭被控窗指令、向外部空调发送空调开启指令；当人体实时舒适度介于人体舒适度设定上限与人体舒适度设定下限之间时，根据由(S-39)X22.5°确定的被控窗应有开度、传感器组发送的被控窗实时开度时，向隔离放大器发送增加开度指令或减小开度指令。
[0010]隔离放大器，用于采用光耦方式消除影响控制器发送的关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令的干扰信号后，对关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令进行信号放大，并将得到的关闭被控窗放大指令、减小开度放大指令、增加开度放大指令发送至第一舵机、第二舵机。
[0011]第一舵机、第二舵机，用于将隔离放大器发送的关闭被控窗放大指令、减小开度放大指令、增加开度放大指令通过连接机构传递至被控窗；
[0012]被控窗，用于在连接机构的作用下增加开度、减小开度或直接关闭。
[0013]综上所述，本发明所述智能窗由传感器组采集室外环境状态、室内环境状态、被控窗实时状态等信息，当室外环境比较差时，比如，室外有雾霾污染、室外风力较大且风向超向室内时，直接控制关闭被控窗；当室外环境比较好时，根据室内实时温度、实时湿度以及室外风力对室内环境影响的临界实时风速，确定室内实时舒适度，如果室内实时舒适度不在标准或设定舒适度范围内时，则通过舵机、连接机构实时调整被控窗户的开度，以使得室内舒适度保持在标准或设定舒适度范围内。由于本发明采用了融合方法、传动机构相结合的方式，能实现被控窗定角度打开或全开的精确控制，且响应速度比较快；另外，本发明智能窗的组成结构比较简单，也无须皮带传送等方式，避免了被控窗频繁的大开大合，故其使用寿命也比较长。
【附图说明】
[0014]图1为本发明所述智能窗的总体组成结构示意图。
[0015]图2为本发明所述传感器组的组成结构示意图。
[0016]图3为本发明所述控制器的组成结构示意图。
[0017]图4为本发明所述连接机构的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0019]图1为本发明所述智能窗的总体组成结构示意图。如图1所示，本发明所述智能窗包括:遥控器1、传感器组2、控制器3、隔离放大器4、同步工作的第一舵机7与第二舵机8、被控窗6、连接结构5 ;其中，第一舵机7、第二舵机8安装于被控窗6固定边内侧上端、下端的墙体上；第一舵机7、第二舵机8与被控窗6之间通过连接机构5固定连接；
[0020]遥控器1，用于采用红外线方式向控制器3发送工作指令或停止指令。
[0021]这里，遥控器I是一种红外线设备，能够实现1m的远距离传输，在无干扰状态下能实现30m远距离传输。
[0022]传感器组2，用于将采集到的室内实时温度T、室内实时湿度H、临界实时风速V、室外实时风向、实时降水量、PM2.5实时值、被控窗实时开度发送至控制器3。
[0023]这里，室外实时风向为东北风、西北风、东南风等。
[0024]本发明中，所述临界风速为被控窗处室内与室外临界处的风速。
[0025]控制器3，用于预先存储人体舒适度设定上限、人体舒适度设定下限、PM2.5设定值、设定风速、设定降水量、被控窗设定朝向；根据遥控器I发送的工作指令工作:当收到当来自传感器组2的PM2.5实时值超过PM2.5设定值时，向隔离放大器4发送关闭被控窗指令；当传感器组2发送的室外实时风向与被控窗设定朝向相反且传感器组2发送的临界实时风速大于设定风速或者传感器组2发送的实时降水量超过设定降水量时，则向隔离放大器4发送关闭被控窗指令；当收到当来自传感器组2的PM2.5实时值小于PM2.5设定值且临界实时风速不超过设定风速或者室外实时风向与被控窗设定朝向相同时，由传感器组2发送的室内实时温度T、室内实时湿度H、临界实时风速V确定的人体实时舒适度S =(1.818T+18.18) (0.88+0.002H) + (T—32) / (45—T)-3.2V+18.2 ;当人体实时舒适度大于人体舒适度设定上限或人体实时舒适度小于人体舒适度设定下限时，向隔离放大器4发送关闭被控窗指令、向外部空调发送空调开启指令；当人体实时舒适度介于人体舒适度设定上限与人体舒适度设定下限之间时，根据由(S-39)X22.5°确定的被控窗应有开度、传感器组2发送的被控窗实时开度时，向隔离放大器4发送增加开度指令或减小开度指令。
[0026]这里，控窗设定朝向是根据被控窗的实际方向决定的，比如，被控窗的朝向为向北、向南或向东等。
[0027]本发明中，控制器3向隔离放大器发送的关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令等信号均为PWM信号。当要求被控窗6增加较大开度时，控制器3输出的PWM信号为正向较宽的脉冲信号，当要求被控窗6增加较小开度时，控制器3输出的PWM信号为正向较窄的脉冲信号；当要求被控窗6减小较大开度时，控制器3输出的PWM信号为反向较宽的脉冲信号，当要求被控窗6减小较小开度时，控制器3输出的PWM信号为反向较窄的脉冲信号。
[0028]本发明中，人体舒适度设定上限为79，人体舒适度设定下限为39，PM2.5设定值为100，设定降水量为5毫米/12小时，设定风速为6米/秒，被控窗设定朝向为被控窗实际朝向；被控窗开度最小值为0°，被控窗开度最大值为90°。
[0029]隔离放大器4，用于采用光耦方式消除影响控制器3发送的关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令的干扰信号后，对关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令进行信号放大，并将得到的关闭被控窗放大指令、减小开度放大指令、增加开度放大指令发送至第一舵机7、第二舵