CN106199624A - 一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法 - Google Patents

一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法，包括发送测算命令和处理传输信号的处理器、发出激光信号并分析激光信号相位差，将其转化为距离信息的激光测距模块、记录时间的实时时钟模块、储存测量结果及对应时间的存储模块、显示测量结果、对应时间以及门窗类型的显示模块、设置门窗类型及门窗安装位置信息的按钮模块和与所述激光测距模块相适配的激光反射端，还包括其应用方法，使用时通过按钮模块改变装置的测量模式，使得装置能够对不同的门窗进行开度记录。本发明的门窗开度记录装置适用于多种结构类型的门窗，可实时记录门窗的具体开度值，为建筑节能、自然通风等研究领域提供了更完善的数据支持。

Description

一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种开度记录装置，具体涉及一种门窗开度记录装置及其应用方法。
背景技术
室内空气品质和建筑节能是暖通行业近年来关注的热点和重点，开关门窗的行为作为重要的新风引入手段，不仅可以方便自主地调节室内热湿环境，也是稀释室内人员在新陈代谢过程中通过呼吸或皮肤散发出的污染气体的重要途径，但不同的门窗开度对室内通风量、气流组织、空气品质及空调能耗等都有显著影响，分析门窗的开关行为和开启概率，能够应用于建筑能耗的分析，指导通风设计，为建筑节能提供新的研究思路，现有的开关窗行为记录装置仅仅记录门窗的开、关信息，设计思路认为门窗开关行为服从二项分布，或将门窗行为简单地划分为全开、半开、关三种情况，而实际生活中，室内人员会根据生理或心理需要调整门窗开度，实际门窗开度不仅仅是简单的服从二项分布，或是全开、半开、关三种情况，实时记录门窗开启距离是门窗开关行为研究的关键，同时其研究结果也是自然通风设计与评估的重要参数，因此合理地记录门窗开度信息，对自然通风的设计与评估、建筑能耗分析的准确性都有至关重要的意义，激光测距技术成本低廉，发展成熟，现有的激光测距仪只能手动点击触发按钮发出测距信号，而不能在不影响室内人员正常生活习惯的基础上进行自动对门窗开关行为进行测距记录。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法，在设定时间间隔内自动测量门窗开合度，并将测量数据保存。
技术方案：本发明所述的一种基于激光测距的门窗开度记录系统，包括用于发送测算命令和处理传输信号的处理器、用于发出激光信号并分析激光信号相位差并将其转化为距离信息的激光测距模块、用于记录时间的实时时钟模块、用于储存测量结果及对应时间的存储模块、用于显示测量结果和对应时间以及门窗类型的显示模块、用于设置门窗类型的按钮模块和与所述激光测距模块相适配用于反射激光信号的激光反射端，所述激光测距模块、实时时钟模块、存储模块、显示模块和按钮模块均与处理器连接。
一种基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，包括装置机体、设置在该装置机体一端侧壁内部的激光测距模块，设置在装置机体前表面的显示模块和按钮模块，以及设置在装置机体内部的实时时钟模块、存储模块与处理器。
优选的，所述激光测距模块包括激光发射窗口及激光信号分析元件，所述显示模块为液晶显示器。
优选的，所述按钮模块包括用于更改门窗类型和安装位置信息的设置键、用于调节数值的上移操作键和下移操作键。
优选的，所述激光反射端安装有漫反射板。
优选的，所述存储模块记录序号、时间、推拉式门窗开度或平开式门窗开度。
一种基于激光测距的门窗开度记录装置的应用方法，应用于推拉式门窗的方法包括以下步骤：
步骤1，将装置机体安装于被测推拉式门窗的固定安装面，激光反射端安装于在门窗的移动端安装面，安装完成并上电；
步骤2，通过按钮模块对装置进行时间校准；
步骤3，通过按钮模块将装置的门窗类型设置为推拉式门窗；
步骤4，通过按钮模块将推拉式门窗完全关闭时激光测距模块测得的激光发射窗口到激光反射端的实测值X0定义为位移零点；
步骤5，激光测距模块将激光发射窗口到激光反射端的实测值X1发送至处理器，处理器通过实测值X1和位移零点值X0计算出门窗开度为X1-X0，并记录下当前开度；
步骤6，处理器经过时间间隔t后接收到激光测距模块发出的实测值X2，当|X1-X2|>D时，记录门窗开度X2-X0，并将新的实测值标记为X1作为实测基准值，当|X1-X2|≤D时不记录。
一种基于激光测距的门窗开度记录装置的应用方法，应用于平开式门窗的方法包括以下步骤：
步骤1，装置机体安装于被测平开式门窗的固定安装面，激光反射端与装置的激光发射窗口保持同一水平高度，安装完成并上电；
步骤2，通过按钮模块对装置进行时间校准；
步骤3，通过按钮模块将装置的门窗类型设置为平开式门窗；
步骤4，通过按钮模块设置装置与平开式门窗所在平面的垂直距离m和装置与门窗固定端的水平距离B；
步骤5，激光测距模块将激光发射窗口到激光反射端的实测值X3发送至处理器(1)，处理器通过实测值X3及预设的安装位置信息进行计算，当X3>B时，平开式门窗开度为0°，当X3＝B时，平开式门窗开度为90°，当0<X3<B时，平开式门窗开度为存储模块记录此状态下平开式门窗开度；
步骤6，经过设定的时间间隔t，处理器接收到激光测距模块的测量值X4，当|X3-X4|>D时返回步骤5计算并记录下此时的门窗开度，并将新的实测值标记为X3作为实测基准值，当|X3-X4|≤D时不记录，其中D为精度值。
有益效果：本发明的一种基于激光测距的门窗记录装置及其应用方法克服了现有的激光测距仪无法直接应用于门窗开度测量的弊端，通过集成激光测距模块、实时时钟模块、存储模块、显示模块、按钮模块均和处理器，实现自动对不同门窗的开合度进行测量记录并存储，可以在不干扰室内人员正常生活习惯的基础上得到直观、准确的测量结果，由于处理器可以进行多种算法，本发明适用于多种结构类型的门窗开合度的测量，对推拉式门窗设有数据归零操作，使得装置安装位置不受限制，对平开式门窗通过设置具体的门窗参数算法及装置安装位置信息计算门窗开合角度。
附图说明
图1为本发明装置的系统示意图；
图2为本发明装置的结构示意图；
图3为本发明装置的应用方法流程图；
图4为本发明装置在推拉式门窗的安装示意图；
图5为本发明装置在平开式门窗的安装示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1所示，一种基于激光测距的门窗开度记录系统，包括用于发送测算命令和处理传输信号的处理器1、用于发出激光信号并分析激光信号相位差，将其转化为距离信息的激光测距模块2、用于记录时间的实时时钟模块3、用于储存测量结果及对应时间的存储模块4、用于显示测量结果、对应时间以及门窗类型的显示模块5、用于设置门窗类型的按钮模块6和与激光测距模块2相适配用于反射激光信号的激光反射端7，其中，处理器1是本基于激光测距的门窗开度记录系统的运算核心，处理器1在设定的时间间隔t内向激光测距模块2发送测量命令，其中t可设为30s，读取并校准实时时钟模块3所记录的当前时间数据，激光测距模块2是基于激光测距原理的测量电路，在接受到处理器1发送的测量命令后发射激光信号，经激光反射端7反射后，分析激光信号的相位差，将其转化为距离信息，将该距离信息传输至处理器1，再将激光测距模块2的测量结果存储至存储模块4，在显示模块5可显示当前时间及激光测距模块2的测量结果，通过按钮模块6设置门窗类型、装置安装位置及在推拉式门窗类型下，对激光测距模块2的测量结果X0进行归零处理，存储模块4可存储1年以上的测量数据，存储模块4可记录序号、时间、推拉式门窗推拉式门窗开度X1-X0和平开式门窗开启角度，其存储数据包具体格式如表格1：
标志位 序号 月 日 时 分 开度 停止位
表格1
如图2所示，该门窗开合度记录装置采用5V直流电，装置通电即开始工作，断电后存储模块4也可保留前期的设置信息，待再次供电装置重启后继续工作，其中激光测距模块2为激光发射窗口9，显示模块5为液晶显示器10，工作状态下液晶显示器10显示当前时间和距离的测量值，激光反射端7必要时安装有漫反射板14，特别是装置用于用于玻璃门窗等透明材质时，漫反射板14用来反射激光，激光反射端7为长条状，激光测距模块2要求反射端的反射性不能太强，否则会引起测量误差，漫反射板14也应与激光发射窗口9位于同一高度水平，按钮模块6包括用于更改门窗类型的设置键11、用于调节数值的上移操作键12和下移操作键13，通过设置键11可以进入时间设置界面，初次安装或改变安装位置，需对测量信息做初次设置，设置键11的功能为点击一次进入时间设置界面，再按一次，进入门窗类型设置界面，0代表推拉式门窗，1代表以角度记录开度的门窗类型，液晶显示器10上可显示出门窗类型信息，其中典型类型的是平开式门窗，通过设置键11、上移操作键12和下移操作键13配合进入推拉式门窗位移归零设置，或进入平开式门窗固定端到装置安装面的距离B设置及激光发射窗口9到门窗边框的距离m设置界面，基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，包括装置机体8、激光测距模块2设置在该装置机体8一侧壁内部，液晶显示器10、设置键11、上移操作键12和下移操作键13设置在装置机体8前表面，实时时钟模块3、存储模块4与处理器1设置在装置机体8内部；
如图3、图4和图5所示，一种基于激光测距的门窗开度记录装置的应用方法，应用于推拉式门窗的方法包括以下步骤：
步骤1，将装置机体8安装于被测推拉式门窗的固定安装面15，激光反射端7安装于在门窗的移动端安装面16，安装完成并上电；
步骤2，通过按钮模块6对装置进行时间校准；
步骤3，通过按钮模块6将装置的门窗类型设置为推拉式门窗；
步骤4，通过按钮模块6将推拉式门窗完全关闭时激光测距模块2测得的激光发射窗口9到激光反射端7的实测值X0定义为位移零点；
步骤5，激光测距模块2将激光发射窗口9到激光反射端7的实测值X1发送至处理器1，处理器1通过实测值X1和位移零点值X0计算出门窗开度为X1-X0，并记录下当前开度；
步骤6，处理器1经过时间间隔t后接收到激光测距模块2发出的实测值X2，当|X1-X2|>D时，记录门窗开度X2-X0，并将新的实测值标记为X1作为实测基准值，当|X1-X2|≤D时不记录，其中D取2mm。
一种基于激光测距的门窗开度记录装置的应用方法，应用于平开式门窗的方法包括以下步骤：
步骤1，装置机体8安装于被测平开式门窗的固定安装面17，激光反射端7与装置的激光发射窗口9保持同一水平高度，安装完成并上电；
步骤2，通过按钮模块6对装置进行时间校准；
步骤3，通过按钮模块6将装置的门窗类型设置为平开式门窗；
步骤4，通过按钮模块6设置装置与平开式门窗所在平面的垂直距离m和装置与门窗固定端的水平距离B；
步骤5，激光测距模块2将激光发射窗口9到激光反射端7的实测值X3发送至处理器1，处理器1通过实测值X3及预设的安装位置信息进行计算，当X3>B时，平开式门窗开度为0°，当X3＝B时，平开式门窗开度为90°，当0<X3<B时，平开式门窗开度为存储模块4记录此状态下平开式门窗开度；
步骤6，经过设定的时间间隔t，处理器1接收到激光测距模块2的测量值X4，当|X3-X4|>D时返回步骤5计算并记录下此时的门窗开度，并将新的实测值标记为X3作为实测基准值，当|X3-X4|≤D时不记录，其中D为精度值，D取2mm。

Claims (8)

1.一种基于激光测距的门窗开度记录系统，其特征在于：包括用于发送测算命令和处理传输信号的处理器(1)、用于发出激光信号并分析激光信号相位差并将其转化为距离信息的激光测距模块(2)、用于记录时间的实时时钟模块(3)、用于储存测量结果及对应时间的存储模块(4)、用于显示测量结果和对应时间以及门窗类型的显示模块(5)、用于设置门窗类型的按钮模块(6)和与所述激光测距模块相适配用于反射激光信号的激光反射端(7)，所述激光测距模块(2)、实时时钟模块(3)、存储模块(4)、显示模块(5)和按钮模块(6)均与处理器(1)连接。
2.一种基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，其特征在于：包括装置机体(8)、设置在该装置机体(8)一端侧壁内部的激光测距模块(2)，设置在装置机体(8)前表面的显示模块(5)和按钮模块(6)，以及设置在装置机体(8)内部的实时时钟模块(3)、存储模块(4)与处理器(1)。
3.根据权利要求2所述的基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，其特征在于：所述激光测距模块(2)包括激光发射窗口(9)及激光信号分析元件，所述显示模块(5)为液晶显示器(10)。
4.根据权利要求2所述的基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，其特征在于：所述按钮模块(6)包括用于更改门窗类型和安装位置信息的设置键(11)、用于调节数值的上移操作键(12)和下移操作键(13)。
5.根据权利要求2所述的基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，其特征在于：所述激光反射端(7)安装有漫反射板(14)。
6.根据权利要求2所述的基于激光测距的门窗开度记录系统的装置，其特征在于：所述存储模块(4)记录序号、时间、推拉式门窗开度或平开式门窗开度。
7.一种基于激光测距的门窗开度记录装置的应用方法，其特征在于：应用于推拉式门窗的方法包括以下步骤：
步骤1，将装置机体(8)安装于被测推拉式门窗的固定安装面(15)，激光反射端(7)安装于在门窗的移动端安装面(16)，安装完成并上电；
步骤2，通过按钮模块(6)对装置进行时间校准；
步骤3，通过按钮模块(6)将装置的门窗类型设置为推拉式门窗；
步骤4，通过按钮模块(6)将推拉式门窗完全关闭时激光测距模块(2)测得的激光发射窗口(9)到激光反射端(7)的实测值X0定义为位移零点；
步骤5，激光测距模块(2)将激光发射窗口(9)到激光反射端(7)的实测值X1发送至处理器(1)，处理器(1)通过实测值X1和位移零点值X0计算出门窗开度为X1-X0，并记录下当前开度；
步骤6，处理器(1)经过时间间隔t后接收到激光测距模块(2)发出的实测值X2，当|X1-X2|>D时，记录门窗开度X2-X0，并将新的实测值标记为X1作为实测基准值，当|X1-X2|≤D时不记录。
8.一种基于激光测距的门窗开度记录装置的应用方法，其特征在于：应用于平开式门窗的方法包括以下步骤：
步骤1，装置机体(8)安装于被测平开式门窗的固定安装面(17)，激光反射端(7)与装置的激光发射窗口(9)保持同一水平高度，安装完成并上电；
步骤2，通过按钮模块(6)对装置进行时间校准；
步骤3，通过按钮模块(6)将装置的门窗类型设置为平开式门窗；
步骤4，通过按钮模块(6)设置装置与平开式门窗所在平面的垂直距离m和装置与门窗固定端的水平距离B；
步骤5，激光测距模块(2)将激光发射窗口(9)到激光反射端(7)的实测值X3发送至处理器(1)，处理器(1)通过实测值X3及预设的安装位置信息进行计算，当X3>B时，平开式门窗开度为0°，当X3＝B时，平开式门窗开度为90°，当0<X3<B时，平开式门窗开度为存储模块(4)记录此状态下平开式门窗开度；
步骤6，经过设定的时间间隔t，处理器(1)接收到激光测距模块(2)的测量值X4，当|X3-X4|>D时返回步骤5计算并记录下此时的门窗开度，并将新的实测值标记为X3作为实测基准值，当|X3-X4|≤D时不记录，其中D为精度值。
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