自供电遮阳智能控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种遮阳智能控制装置。包括室外的环境参量采集单元、室内的主控单元、执行单元、遥控单元以及位置反馈单元，其特征在于所述环境参量采集单元包括一个内含储能超值电容的自供电系统；所述位置反馈单元含有一个用于监测遮阳帘位置信息的重力加速度传感器；所述遥控单元与主控单元之间通过红外信号联接，环境参量采集单元与主控单元、主控单元和执行单元之间通过433MHz特高频信号联接，主控单元与外部电脑、位置反馈单元和执行单元之间通过RS485接口有线传递信号。其中超值电容储能、遮帘三维定位、实时参量显示、一机群控保证体制、通过电脑实现个性化智控以及光伏发电用于遮阳装置等皆为本发明之优点。
【专利说明】尔“遮阳智能控制装置”，提供了一种遮阳智；为智能控制依据的主控综合环境参量，并；热舒适和视觉舒适性能的影响及其检测方丨决策的制定。
I ；
5次检修麻烦，对于一些高空窗户来说更增
电或只通过无线相连，只通过实线相连的方过无线信号相连的方案存在信号之间的干
卜执行单元，不能实现一台主机控制多个执
专递窗帘的一维位置信息，不能满足百叶翻境参量采集单元与主控单元、主控单元和执行单元之间通过433MHz特高频信号联接，主控单元与外部电脑、位置反馈单元和执行单元之间通过RS485接口有线传递信号。
[0008]所述主控单元内含复位和清零模块。
[0009]所述执行单元和位置反馈单元含有用于应答相应操作、折算和比对指令的微控制器。
[0010]所述自供电系统包含直流升压和稳压部件。
[0011]所述主控单元由稳压电路、按键输入组件、红外接收组件、RS485通信组件、无线通信组件、数据存储组件、LCD显示组件和主控制器组件组成。
[0012]自供电遮阳智能控制方法，其特征在于该控制方法包括以下步骤:
主控单元与执行单元间首次通信时，主控单元使用默认频点通道，并向周围有效区域内发送寻找执行单元指令，其内容至少包含此装置的主机名、默认频点通道与功率、要求设备注册指令、要求测量窗帘长度的窗帘编号以及有效窗帘号的窗帘长度信息，并进入I秒循环等待；
当执行单元接收主控单元指令后，进行登记和相关指令的数据处理，并使用黙认频点按物理地址来分隔各执行单元间传递的信息引起的相互干扰，保证主控单元的指令有效并正确执行；
主控单元每隔0.3s发送轮询标志位来寻找环境参量采集单元，得到正确应答后，主控单元再有效接收所采集参量。
[0013]本装置由五个单元组成:主控单元(I台)、自供电室外环境参量采集单元(I台)、执行单元(X台)、遮阳帘位置信息采集单元(η台)、红外遥控器等，能实现单帘手动遥控(开、关、随意停)、群帘手动遥控、在智能模式下，根据外界采集的环境参量和主控制器存储的控制决策，实施遮阳帘智能群控。
[0014]本装置的主要发明亮点:
1、采用太阳能自供电的环境信息采集单元。环境信息指光照度、温度、湿度、紫外光强度以及雨量和风速等参量，这些量需全天候测量，利用太阳能自供电系统既减少公用电源接入带来的很多安装麻烦和缺乏安全性，又有利于在停电情况下环境参量测试能正常进行。光伏供电装置的储能设备通常用蓄电池，在小电量供电中也可采用锂电池等充电电池，但本装置采用超值电容作储能单元，目前超值电容的容量可达500F以上，但耐压仅在3V左右，则电容储能值约可达到1/2CU2?2000J。一般蓄电池或充电的干电池随着使用时间增长，容量大幅度下降，而电容可保持很长时间，而不降低容量，为此在低电流供电时采用超值电容以利长期在户外应用而无需更换。目前本机室外的光伏供电装置除供应传感组件夕卜，还要供应无线通信收发组件的工作。为了保证实时有效测试，并有利于省电，采用以下策略:白天在光照度大于1500 Ix时，每隔5s测试环境参量一次，当亮度下降直至天黑时测试时间分档加大，每隔10s、20s、30s测试环境参量一次，由于米用光伏电源有效管理体制，从而保证全天候正常供电、测试和环境参量的传输。
[0015]2、主控单元上安装有功能显示装置，能使用户及时查看环境参量如光照度、温度和湿度等变化，以及各遮阳帘目前的位置，体现了各执行单元运行情况。显示屏尺寸为240 X 320mm,也可传送到电脑进行显示或送入网络。
[0016]3、本机为了正确反馈遮阳帘的实际状态和实施正确控制，引入遮阳帘位置反馈单[用83485半双通信方式，以便与电脑及外宽带网，同时有利于通过上位机接口，按不有的用户希望晚上拉起遮阳帘等等不同需
聖能控制装置，虽然目前该装置的光伏发电3伏电池板的供电量，同样可提供给整个遮目寿命可达10-20年，而常用的储能单元是量下降，使用寿命仅2-4年，显然与光伏电元有一定麻烦，为此，选择电容量达百法拉3其容量，为此本装置的自供电系统把光伏:问题，又有利于长期使用，显然是本发明的的蓄电池、锂电池优越，但目前该产品耐压七目前本发明的自供电系统仅用于采集单
I参量采集单元、遮阳智能控制装置的主控空的红外遥控器、测试遮阳帘三维空间位置反馈单元由遮阳帘的类型决定其配置。显然，本装置使人工遥控和综合环境参量的智能控制相结合、这是本发明的第三亮点。
[0023]本发明采用三类通信系统:
1，在人工遥控时采用红外波朿作为载体，由红外遥控器发送指令到主控单元，而主控单元根据人工优先的决策，发布指令通过433MHz无线频率传到执行单元，控制伺服电机带动遮帘运转。
[0024]2，室外环境参量采集单元用433MHz特高频信号作为载体，把环境参量传送到主控单元，无线传送有利于穿透障碍物如墙壁进行信号传递，再由主控单元作出决策后发布指令通过无线载体433MHz再传送给执行单元，由它操控遮帘运行。
[0025]3，主控单元和外部电脑以及位置反馈单元和执行单元间分别用RS485接口有线传递信息，前者传递主控单元收发信号给电脑，以利于与外部网络联系或通过电脑编置控制决策，实现智能个性化。而后者把遮阳帘的位置信息反馈给执行单元，用以修正遮帘位的执行误差。
[0026]三类通信各有特色，相互不产生干扰，有利于整个装置可靠而稳定工作，这也是本装置创新发明的第四亮点。
[0027]本装置的第五个发明亮点体现在与外部上位机电脑相连，从而也可与外部宽带网及3G无线通信网相连，外部指令通过RS485接口直接传送到主控单元，目前采用问答查询方式，逐个查询装置在线状态，也可发布指令和更改原来设计决策，使其更符合用户需求。例如原存储决策中在晚上放下窗帘，但有的用户虽希望放下窗帘，但又要求百叶窗片转角90度，这样既使外部看不清室内状况，又可使外部环境信息如微风能进入室内，改善室内环境，这种决策个性化设计更换必须使主控单元与外部电脑等相连。当然也可通过电脑甚至手机可直观查看到居室外的实时环境参量，也可动态显示各窗帘的运行状态及相关信息，如出现故障。显而易见，本机的发明亮点使决策智能控制和个性化智能控制相结合，充分发挥遮阳控制全能水平。
[0028]如果本装置所控制的遮阳帘采用不同类型，往往会产生控制误差，而主控单元或某一部执行单元会引起累计误差，而使操作不到位，甚至死机。本装置能自动采用及时复位和清零功能，使得整机一直保持稳定可靠的运行，这就是本装置发明亮度之六。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明自供电遮阳智能控制装置的组成框图。
[0030]图2为本发明自供电遮阳智能控制装置的室内主控单元的组成框图。
[0031]图3为本发明光伏供电、超值电容储能的环境参量采集单元的组成框图。
[0032]图4为本发明智能控制装置的执行单元的组成框图。
[0033]图5为本发明遮阳帘位置采集反馈单元的组成框图。
【具体实施方式】
[0034]自供电遮阳智能控制装置，主要由主控单元、控制遮阳帘运行的执行单元、光伏供电的室外环境参量的采集单元、遮阳帘空间位置测定的反馈单元以及人工操作用的红外遥控器组成。主控单元是整个装置的核心，它通过无线信号获取采集单元的环境参量信息，再通过其内存的决策软件判断，发送指令到执行单元，通过该单元操控伺服电机带动遮阳帘运行。遮阳帘实际操作位由位置反馈单元测定后反馈到执行单元，由该单元的微控制器判断后修正遮阳帘运行操作。人工操作由红外遥控器发送红外波朿指令到主控单元，再由主控单元优先判断执行。主控单元还通过RS485接口与外部电脑进行信息联系。
[0035]所述的主控单元的特征是由主控制器组件、存储组件、无线通信组件、红外接收组件、显示组件、有线RS485组件合成。特高频无线载体用以向执行单元发布操作指令，并接收采集单元的环境参量；而通过RS485接口用有线通信与外部电脑相连，进而可与宽带网及3G通信网相接；本装置还接收遥控器的红外信息用以实施人工遥控。显然，本装置采用不同载体传送信息，有利防止相互干扰，而使整个装置各项操作顺利完成。
[0036]所述的主控单元的显示组件，既可及时显示室外实时环境参量，又可及时显示各遮阳帘的操作位，主控单元还可通过RS485传送到电脑显示。
[0037]所述的位置反馈单元，它是由重力加速度传感器、微控制器、有线传输接口等组成，该传感器能正确测得遮阳帘的三维空间坐标，经该单元存储的位置判断软件核算后，通过有线传输反馈给执行单元，再由执行单元根据主控单元的指令和实测遮阳帘位置比较后，进行位置修正操作，从而完善智能控制的效果。
[0038]所述的室外环境参量采集单元，它采用太阳能光伏电池供电，储能组件使用超值电容，从而保证采集单元的工作不受外部电网的影响，消除室外供电欠安全性隐患。而超级电容长期使用，其容量变化少，使用寿命长，无需更换。
[0039]所述的环境参量采集单元，光伏电池仅能在光亮白天供电，到黑暗夜晚时，供电电路输入端电压低于输出端需提供的电压，为了保证采集单元的四组传感器:光照度、温度、湿度、紫外光能正常完成全天候测试和传送，本机提供了相应供电管理电路和相应的测试管理软件，保证白天光照在15001x以上时，每隔5秒测试和传送环境参量一次，随着室外亮度下降，测试和传送时间从10秒一次递减到30秒一次，从而确保在任何天气下采集工作和用无线传递环境参量工作都不会发生停顿。由此可见，环境参量采集单元由四组传感器、微控制器、电源管理电路、无线收发器、存储器以及光伏电池供电组件组成。
[0040]所述的执行单元，主要用以控制遮阳帘操作的伺服电机的运行，不同类型和尺寸的遮阳帘所用的伺服电机也不一样，有的驱动组件的元件是继电器，有的用双向可控硅，直流电机有的还可用功率场效应管。鉴于有的居室备有多个遮阳帘，则执行单元也需有相同个数，如果遮阳帘类型也不同，则操作也不一致，当这些信息反馈到主控单元，易于引起混舌L导致操作失误，甚至出现死机，考虑这些因素，本装置在编置软件时，采用及时复位和消零措施，防止整个装置不稳定工作出现。
[0041 ] 所述的主控单元，它通过RS485接口与外部电脑相连，也就是连接上位机系统，进而可与宽带网及3G通信网挂靠。作为第一步可把主控单元的信息传到电脑上显示，如环境参量和遮阳帘操作位置，同样也可通过电脑来修改主控单元的软件，如遮阳帘的操作软件，使其更适应个性化需要。
[0042]所述的本装置的组成及其相配套的软件，可确保控制室内和室外各种遮阳帘完成人工单控、人工群控，并根据室外环境参量测试数据实施智能群控。
[0043]本装置控制对象是遮阳帘电机，由于遮阳帘的类型、尺寸和生产厂家不同，遮阳装置所用的电机也有较大差异，为此，本装置执行单元用以控制伺服电机的主要元件也有差[成框图和遮阳帘位置信息反馈单元的组成
6是室外的环境参量，如紧靠居室的室外光，风速和雨量也是智能控制操作的依据，例)、室外湿度大于46%，就需控制遮阳帘做长装置设计的重点之一，在本装置的采集单传感器、11？102温度传感器以及口爾-30紫1|试精度和很快的测试速度，能及时把室外我室内环境参量也要采集，但主要用于室内&性以及整个装置节能需要，采集单元用太块电装置必须采用储能单元，常用的铅酸蓄5不能使用，为此本装置采用超值电容作为1常规电容量105—106倍，但目前产品耐压1和稳压装置，由于在夜晚光伏电池难以得:子电源，以便全天候获取环境参量信息而不[0050]主控单元与执行单元间首次通信时，主控单元使用默认频点通道，并向周围有效区域内发送“寻找执行单元”的指令，其内容包含此装置的主机名、黙认频点通道与功率、要求设备注册指令、要求测量窗帘长度的窗帘编号以及有效窗帘号的窗帘长度信息等等，并进入I秒循环等待，目的是使执行单元发送返回的应答信号。当执行单元接收主控单元指令后，进行登记和相关指令的数据处理，并使用黙认频点按物理地址来分隔各执行单元间传递的信息引起的相互干扰，保证主控单元的指令有效并正确执行。同样主控单元和环境参量采集单元间也用无线通信联系，主控单元每隔0.3s发送轮询标志位来寻找环境参量采集单元，得到正确应答后，主控单元再有效接收所采集参量。
[0051]在人工遥控操作时，主控单元接受来自红外遥控器发来的指令，然后以人工遥控优先决策，再经微控制器处理后，发送相关指令给执行单元，完成遥控操作。为了使用户能实时了解遮阳系统全面运行状态，在主控单元上还安装有显示装置，显示彩屏尺寸为240 X 320mm，彩屏上实时显示室外环境参量的数据以及遮阳帘操作位，为此，显示装置也设有独立的快闪存储器。
【权利要求】
1.自供电遮阳智能控制装置，包括室外的环境参量采集单元、室内的主控单元、控制遮阳帘运行的执行单元、用于人工遥控的遥控单元以及监测遮阳帘位置信息的位置反馈单元，主控单元获取环境参量采集单元的环境参量信息，再通过其内存的决策软件判断，发送指令到执行单元，通过执行单元操控伺服电机带动遮阳帘运行，其特征在于所述环境参量采集单元包括一个内含储能超值电容的自供电系统；所述位置反馈单元含有一个用于监测遮阳帘位置信息的重力加速度传感器；所述遥控单元与主控单元之间通过红外信号联接，环境参量采集单元与主控单元、主控单元和执行单元之间通过433MHZ特高频信号联接，主控单元与外部电脑、位置反馈单元和执行单元之间通过RS485接口有线传递信号。
2.根据权利要求1所述的自供电遮阳智能控制装置，其特征在于所述主控单元内含复位和清零模块。
3.根据权利要求1所述的自供电遮阳智能控制装置，其特征在于所述执行单元和位置反馈单元含有用于应答相应操作、折算和比对指令的微控制器。
4.根据权利要求1所述的自供电遮阳智能控制装置，其特征在于所述自供电系统包含直流升压和稳压部件。
5.根据权利要求1所述的自供电遮阳智能控制装置，其特征在于所述主控单元由稳压电路、按键输入组件、红外接收组件、RS485通信组件、无线通信组件、数据存储组件、LCD显示组件和主控制器组件组成。
6.自供电遮阳智能控制方法，其特征在于该控制方法包括以下步骤： 主控单元与执行单元间首次通信时，主控单元使用默认频点通道，并向周围有效区域内发送寻找执行单元指令，其内容至少包含此装置的主机名、默认频点通道与功率、要求设备注册指令、要求测量窗帘长度的窗帘编号以及有效窗帘号的窗帘长度信息，并进入I秒循环等待； 当执行单元接收主控单元指令后，进行登记和相关指令的数据处理，并使用黙认频点按物理地址来分隔各执行单元间传递的信息引起的相互干扰，保证主控单元的指令有效并正确执行； 主控单元每隔0. 3s发送轮询标志位来寻找环境参量采集单元，得到正确应答后，主控单元再有效接收所采集参量。
【文档编号】E06B9/32GK104033093SQ201310069337
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】杨庭贵, 贾晶, 汪闽, 陈燕午 申请人:浙江加兰节能科技股份有限公司