一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂的制作方法

本实用新型涉及传感检测技术与物联技术领域，具体涉及一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂。

背景技术：

遮阳篷是一种常用的遮阳设备，广泛用于楼宇以及户外的遮阳当中。由于遮阳篷往往安装在墙外或者户外，相对于窗帘而言，其开合控制不方便，且由于迎风面大，容易在强风中受到损坏，并影响人身安全。目前，为了实现强风保护，通常采用外置的扇叶式风速测量仪与遮阳篷的电机相连接，一旦风速过高，遮阳篷电机将会将布帘收起，防止遮阳篷在强风中损坏。然而，这种方法增加了外置设备，其安装步骤更加复杂。此外，扇叶式风速仪仅能够判断风速，而实际上布帘是否迎风，气流是否变化剧烈等等对遮阳篷手臂的影响都是不一样的，因此其测量存在很大的误差。更重要的是，目前该类产品智能化程度不高，仅仅以风速作为判断依据，也无法记录强风状态相关信息以及对客户进行警报信息发送。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服目前遮阳篷强风防护常用方法的缺点，提供一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂，使遮阳篷的控制更为方便快捷，并能够使遮阳篷在无人控制的时候进行有效的自我管理。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂，所述的智能遮阳篷手臂包括手臂支杆2以及内嵌的智能模块3、布帘1、遥控电机4，其中，所述的手臂支杆2的两端分别固定连接在布帘1和墙体上，当布帘遇到强风时，智能遮阳篷手臂将承受相应的压力并产生抖动；

所述的遥控电机4与所述的布帘1连接，控制布帘1的打开和收起，同时接收和发送射频信号；

所述的手臂支杆2上开设有插孔202，该插孔202通过与螺钉203配合，用于固定内嵌的智能模块3；

所述的智能模块3通过学习遥控电机4的射频信号，并具有射频信号产生以及发射功能，发射信号对遥控电机进行控制，从而对智能遮阳篷手臂进行控制。

进一步地，所述的智能模块3包括主控芯片301以及分别与其电连接的时钟模块302、内存模块303、射频模块304、蓝牙模块305、六轴传感模块306以及电源模块307；

所述的蓝牙模块305用于接收和发射蓝牙信号，与移动终端进行无线连接；

所述的主控芯片301通过将蓝牙模块305接收的蓝牙信号，将遮阳篷开合的控制信息进行信息编码转换为射频信号；

所述的射频模块304用于与遥控电机4之间发送和接收射频信号；

所述的时钟模块302用于计时；

所述的六轴传感模块306用于采集手臂支杆2在受风时摆动角度、摆动速度、摆动频率并发送至相连的内存模块303，并由主控芯片301对数据进行分析判断，如果摆动角度、摆动速度以及摆动频率均超过设定好的阈值，主控芯片301将控制射频模块304发送遮阳篷收起信号，驱动遥控电机4收起遮阳篷，并发送蓝牙信息到移动设备通知用户遮阳篷已经进入强风保护状态。

进一步地，所述的六轴传感模块306具有定时监控强风功能，在启动强风保护后，所述的时钟模块302进行计时，每隔指定间隔时间，所述的主控芯片301控制射频模块304发送遮阳篷展开信号，并通过六轴传感模块306重新对手臂支杆2的摆动情况进行评估，如果依然处于强风状态，主控芯片301将再次控制射频模块304发送遮阳篷收起信号，如果不在强风状态，遮阳篷将保持展开状态。

进一步地，所述的智能模块3的外部具有一层隔热外壳204，通过插孔202与螺钉203固定在手臂支杆上。

进一步地，所述的手臂支杆2为空心结构201，采用不锈钢、铝合金、碳纤维材料。

进一步地，所述的主控芯片301采用MT7688模块。

进一步地，所述的蓝牙模块305采用NRF51822芯片。

进一步地，所述的六轴传感器件306采用MPU6050模块。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、相对于传统的遮阳篷和相应的强风防护方法，本实用新型公开的智能遮阳篷手臂具有更准确的检测能力。本实用新型可以直接监控风对遮阳篷手臂做成的影响进而进行评估，充分考虑强风对手臂造成的摆动对应的摆动角度、摆动加速度和摆动频率，进而对强风进行全面评估。

2、本实用新型公开的智能遮阳篷手臂对于传统强风防护方法具有更高的智能化。除了进行多参量监控外，本实用新型还引入自适应算法对参量对应的权重系数进行设定，保证其设定的准确性。

附图说明

图1为本实用新型所述的智能手臂与遮阳篷整体示意图；

图2为本实用新型所述的手臂支杆及智能模块装配图；

图3为本实用新型所述的内嵌智能模块功能图；

图4为本实用新型所述的强风引起的手臂摆动示意图；

图5为本实用新型实施例中移动终端控制界面图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

本实施例公开了一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂，该智能遮阳篷手臂由手臂支杆2以及内嵌的智能模块3构成。该智能手臂可与布帘1、遥控电机4结合，构成遮阳篷。该智能遮阳篷手臂适用于安装在开设有窗面6的墙壁7上的各种遮阳篷。

该智能遮阳篷手臂能够通过学习遥控电机4的射频信号，并具有射频信号产生以及发射功能，可发射信号对遥控电机进行控制，从而对遮阳篷进行控制。

手臂支杆2为空心结构201，材料可以但不限于不锈钢、铝合金、碳纤维等高强度材料。

手臂支杆2的两端分别固定连接在布帘1和墙体上，当布帘遇到强风时，手臂将承受相应的压力并产生抖动。

手臂支杆2上开设有插孔202，该插孔202通过与螺钉203配合，用于固定内嵌的智能模块3。该智能模块3具有一层隔热外壳204，防止整个智能模块在户外被猛烈阳光照射下其内部芯片及模块无法正常工作。

智能模块3包含主控芯片301、时钟模块302、内存模块303、射频模块304、蓝牙模块305、六轴传感模块306以及电源模块307等部分。

该智能遮阳篷手臂能够通过蓝牙模块305接收和发射蓝牙信号，与移动终端进行无线连接。

移动终端通过蓝牙信号将遮阳篷开合的控制信息发送至智能模块3，智能模块3在接收到信号后将信息编码为射频信号，再发送至遥控电机4，进而实现移动设备对遮阳篷开合的无线控制。

六轴传感模块306将支杆在受风时摆动角度、摆动速度、摆动频率等信息进行收集并发送至内存模块303并由主控芯片301对数据进行分析判断，如果摆动角度、摆动速度以及摆动频率均超过设定好的阈值，主控芯片301将控制射频模块304发送遮阳篷收起信号，驱动遥控电机4收起遮阳篷，并发送信息到移动设备通知用户遮阳篷已经进入强风保护状态。

六轴传感模块306具有定时监控强风功能。在启动强风保护后，时钟模块302会进行计时，每隔指定间隔时间，主控芯片301控制射频模块304发送遮阳篷展开信号，并通过六轴传感模块306重新对支杆的摆动情况进行评估，如果依然处于强风状态，主控芯片301将再次控制射频模块304发送遮阳篷收起信号，如果不在强风状态，遮阳篷将保持展开状态。

主控芯片301将通过以下公式对是否处于强风状态进行分析：

T＝X*θ+Y*a+Z*f

式子中T为强风值，X，Y，Z是权重系数，不同的材质的支杆对强风承受能力不一样，其对应的权重系数不一样，可以根据具体情况设定。θ为手臂摆动的角度(如图4所示)，a为手臂摆动的加速度，f为手臂摆动的频率。当目前的计算值T大于设定阈值Tth时，智能手臂将控制遮阳篷收起，当计算值T小于设定阈值Tth时，遮阳篷将持续保持展开状态。

上述权重系数以及对应的阈值Tth将通过实际监测手臂损伤阈值附近的强风情况结合自适应算法获得。其中，自适应算法可以但不限于BP神经网络算法、LIBSVM算法等遗传算法。

其中，主控芯片301具有睡眠和唤醒功能。在没有强风或者移动终端等设备与智能模块3进行连接的情况下，主控芯片301将处于低功耗的睡眠状态，只有在强风状态之下或者有移动设备连接至智能模块3时，中控芯片301才会被唤醒，并保持实时通信和监控能力，直至强风状态结束或者移动设备断开连接，主控芯片301才会转为睡眠状态。

主控芯片301在遇到强风状态时将通过蓝牙模块305将强风警报信息以蓝牙信号方式发送至连接的移动终端。如果当前没有与之连接的移动终端，主控芯片301将通过内存模块303将当前强风状态的产生时间，结束时间，遮阳篷收起情况，强风值T等进行存储，并在移动终端连接上智能模块的时候，将这些信息发送至移动终端。

实施例二

如图1所示，一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂由手臂支杆2以及内嵌的智能模块3构成。该智能手臂可与布帘1、遥控电机4结合，构成遮阳篷。该智能遮阳篷手臂适用于安装在开设有窗面6的墙壁7上的各种遮阳篷。

如图2所示，手臂支杆2上开设有插孔202，该插孔202通过与螺钉203配合，用于固定内嵌的智能模块3。该智能模块3具有一层隔热外壳204，防止整个智能模块在户外被猛烈阳光照射下其内部芯片及模块无法正常工作，该隔热外壳204也是通过插孔202与螺钉203固定在手臂支杆2上。

如图3所示，本实施例中采用MT7688模块作为主控芯片301，采用NRF51822芯片作为蓝牙模块305，采用型号为MPU6050模块作为六轴传感器件306。

如图4所示，本实施例中，当风吹袭遮阳篷，会引起手臂上下摆动，其摆动的角度大小和摆动的频率大小会随着风强度的变化而变化，通过模块收集到的数据对风的强度进行判断，如果风力过强则控制遮阳篷收起。在遭遇强风收起后，振动传感及通信控制模块开始计时，每隔1小时展开一次遮阳篷从新测试风力，如果风力减弱则保持展开状态，如果风力依然很强则再次收起并重新计时。

本实施例中，采用LIBSVM并根据以下公式对X，Y，Z进行设定，并据此设定强风阈值：

T＝X*θ+Y*a+Z*f。

如图5所示，本实施案例中，设计了在手机中应用的小程序，手机等移动设备通过蓝牙信号将遮阳篷开合的控制信息发送至智能模块，智能模块在接收到信号后将信息编码为射频信号，再发送至遥控电机，进而实现移动设备对遮阳篷开合的无线控制。在手机上可以实现对遮阳篷倾斜角度值的读取，并随时对遮阳篷的开合进行控制。

综上所述，本实用新型公开了一种具有强风自动防护功能的智能遮阳篷手臂，该智能遮阳篷手臂采用内置遮阳篷的智能模块对强风进行精确监测，并采用蓝牙方式实现与移动终端的信息互连。相对于传统的强风防护外置设备，具有集成度更高，智能化程度更高，联网能力更强，检测更精准的特点。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。