CN110725567B - 一种基于物联网的房屋建筑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于物联网的房屋建筑结构,该房屋建筑结构包括:奇数楼层、偶数楼层、室外私家花园庭院以及物联网控制系统,奇数楼层与偶数楼层上下对应的每户房屋的客厅都是垂直对应的,每户房屋客厅外均设置有一座室外私家花园庭院。所述物联网控制系统包括:本地控制器、云端服务器、终端,所述本地控制器包括:电源模块、控制模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块。该物联网控制系统性能稳定、组网方便快捷、监测灵活,维护成本较低。

Description

一种基于物联网的房屋建筑结构
技术领域
本发明涉及建筑物设计和建筑物的生产以及安装领域,尤其涉及一种基于物联网的房屋建筑结构。
背景技术
目前,城市里的所有建筑均是以钢筋水泥修建的高层住宅、多层普宅以及玻璃墙幕的写字楼,一眼望去,所有建筑都千篇一律,使整个城市显得枯燥、干涸和没有生机。人住在城市的建筑里,就如同住在一个钢筋水泥笼子里,完全与外界的阳光、空气、大自然断绝联系。即便房屋有一个花园阳台,也因其高度与楼层同高受限而显得狭小压抑,视线也因此变得狭窄,光线更无法充分进入房屋;既或有的房子建筑室外带有私家院子,种植有花草树木,外墙也长有植物,但是其两层高的私家院子会遮挡上一层房屋的窗户,使上一层房屋无法直接采光而成为黑房子,同时还会使上一层房屋的住户直接可看见下一层房屋的私家院子的全部景象,使下一层房屋的私家院子失去了私密性和安全性,这是此前此类房屋的最大缺陷。
目前的城市建筑的这些特点制约了人们对居住空间、绿化、大自然、阳光、空气净化、环境美观、安全性和私密性等基本品质生活的需求,而郊区别墅在浪费了大量的土地的同时,又因其地理位置远离城市,给人们的衣食住行、医疗保健等生活带来了极大的不便。所以,如何让城市里的居住环境既有着如乡下般优美的环境,又有着城市资源供给集中的便利,成为人们研究城市建筑设计的新的突破点。
然而,在高层建筑中设置私家花园,虽然能够满足人们对居住空间、绿化、大自然、阳光、空气净化、环境美观等品质生活的需求,但随之而来的私家花园的日常维护和管理、植物的修缮和养护又带来了安全性、私密性的问题。
发明内容
鉴于上述技术问题,本发明提供了一种基于物联网的房屋建筑结构,解决了在高层建筑上增加绿地的难题,让高层建筑拥有了与别墅一样的室外私家庭院,同时还使所有房间都能直接对外采光,杜绝了黑房子。通过采用基于物联网的短距离、低速率的ZigBee无线传感器网络技术,使得私家花园的环境监测及植物的养护向自动化、信息化的方向发展。无线传感器网络综合了传感器技术、计算机技术、无线通信技术、智能控制技术,上述物联网技术的引入很好的解决了私家花园庭院及房屋的安全性和私密性问题。
本发明房屋建筑结构虽然有比别墅更好的居住品质,但其建筑占地和建设成本却只与普通高层建筑相当,它使建筑的投入与产出比发生了质的变化,将使人们彻底告别鸟笼式的居住时代,是城市垂直绿化、立体绿化和“海绵城市”的建筑典范,它将彻底改变人们的生活环境,居家环境,同时也使回家停车和开车出行变得更方便和快捷。
本发明采用了如下技术方案:
本发明实施例提供一种基于物联网的房屋建筑结构,该房屋建筑结构包括:奇数楼层、偶数楼层、室外私家花园庭院以及物联网控制系统;
每一个奇数楼层及偶数楼层设一个单元房屋、两个单元房屋或多个单元房屋,每个单元房屋设一户房屋、两户房屋或多户房屋;所述奇数楼层与所述偶数楼层上下对应的每户房屋的客厅都是垂直对应的,所述每户房屋客厅外均设置有一座室外私家花园庭院;其中,垂直对应的奇数楼层一户房屋所有客厅外的私家花园庭院均垂直对应并设在同一个第一方向,与该户房屋垂直对应的偶数楼层所有客厅外的私家花园庭院也均垂直对应并设在同一个第二方向;以使所有私家花园庭院都具有两层楼的高度,使位于下层楼的客厅都能得到直接采光;
所述每户房屋的客厅设置在每户房屋的外墙转角处,每户房屋的客厅至少都具有一个外墙转角和至少具有两个不同方向的相邻外墙面,使奇数楼层与偶数楼层垂直对应的每户房屋的私家花园庭院都从各自客厅的两个相邻的外墙面错开转换到两个不同方向,同时还使所有室外私家花园庭院至少都具有两个方向的采光面和宽大空间;
奇数楼层及偶数楼层的每户房屋的所有房间的开窗墙面垂直对应的上一层楼房间的开窗墙面室外和垂直对应的下一层楼房间的开窗墙面室外,都不设置私家花园庭院,这将使所有开窗房间都能直接对外采光,并同时还使上一屋楼的所有房间窗户与下层的私家花园庭院都不直接对应;
其中所述物联网控制系统包括:本地控制器、云端服务器、终端,所述本地控制器安装在每户房屋内,所述本地控制器包括电源模块、控制模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块,其中,控制模块分别与电源模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块连接,接收来自数据采集模块的环境数据,并通过无线通信模块将所述环境数据发送给所述云端服务器,并通过无线通信模块接收来自云端服务器的控制指令,通过所述输出控制模块进行指令输出控制;控制模块通过所述人机交互模块与维护人员进行人机交互。
可选地,所述一个单元房屋为一栋建筑整体,或与另一个单元、两个单元或多个单元房屋相互组合成为一栋建筑整体;同时,一个单元房屋、两个单元房屋或多个单元房屋可设置在地上多层停车平台的一边、两边或周边,与地上多层停车平台相互组合成为一栋建筑整体;每一层停车平台可设置一层房屋、两层房屋或多层房屋;所述停车平台由载车电梯、消防疏散楼梯、载人电梯以及车道和停车位组成,停车平台的层数根据需要设置,一般为2层~30层。
可选地,所述奇数楼层和所述偶数楼层的层数根据其建筑所需要的高度循环往复一层一层向上设置,并且室外私家花园庭院根据其房屋户数而进行相对应地设置。
可选地,开窗的墙面垂直对应的下一层外墙面如设置有私家花园庭院,其所开窗户可转换开在该房间的另一个外墙面或在其开窗的下口设置一块外窗台板,以遮挡往下的视线,增加下一层私家花园庭院的私密性。
可选地,所述每户房屋客厅的两个相邻的不同方向外墙面,每个外墙面对应客厅的宽度一般为2米~10米;
所述客厅外私家花园庭院垂直对应的上一层客厅的外墙面不再设置窗户;
每户客厅与室外私家花园庭院的外墙面,均设置有门带窗;
每一个楼层设置的房屋为带独立屋顶的跃层房屋、不带独立屋顶的跃层房屋或平层房屋。
可选地,所述奇数楼层房屋和偶数楼层房屋的室外私家花园庭院,采用斜柱支撑外挑、以及下沉板上翻梁凹坑结构,以便在凹坑内覆土种植蔬菜或者种植花草树木;
所述房屋及室外私家花园庭院,可采用混凝土结构、钢结构或钢混结构;
所述室外私家花园庭院应还设置有排水系统和覆土下的防水层;
所述房屋建筑结构为住宅、公寓、宾馆、酒店、饭店、办公楼和写字楼的任意一种。
可选地,所述本地控制器用于通过人机交互模块在本地完成显示与人机交互控制任务,并通过无线通信模块与云端服务器通信,向云端服务器发送数据,并接收来自云端服务器的控制指令;
控制模块通过所述人机交互模块与维护人员进行人机交互,所述控制模块采用STM32F103ZET6处理器。
可选地,所述云端服务器采用Apache Mina网络框架,负责与本地控制器通信,交换数据,提供网络服务,所述云端服务器还与用户的智能终端建立通信,所述智能终端通过云端服务器与本地控制器交换数据,实现远程数据显示与控制。
可选地,所述电源模块采用12V开关电源,通过AMS1117芯片转成5V和 3.3V,为物联网控制系统中的各个模块供电;
所述数据采集模块包括以下一项或多项:温湿度传感器、光强传感器、 PM2.5传感器、甲醛传感器;
输出控制模块有多组(例如六组),每组都是通过光耦PC817隔离驱动继电器控制外接浇灌、通风、加湿和/或补光的电器开关。
可选地,无线通信模块采用了高速度、低功耗串口WiFi透传模块 USR-C322,支持AP模式和STA模式。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
1)在建筑的外墙上和楼层的平面布局上均采用了独具匠心的全新设计,充分利用了该建筑的外墙空间,使该新型建筑体除主要房间的窗户外,从外观上看一栋建筑就像一座长满花草树木的山峰,一片建筑就像一片森林,使整个城市建筑不再显得钢筋水泥林立、干涸和没有生机。
2)在平面布局上,该技术方案创造性地将客厅设置在每户房屋的外墙转角处,使每户房屋的客厅至少都具有一个外墙转角和至少具有两个不同方向的相邻外墙面,这种设置方式能够使垂直对应的奇偶楼层每户房屋的室外私家花园庭院都从每户房屋客厅转换到两个相邻的不同方向并错开,同时还可使奇偶楼层每户房屋的室外私家花园庭院至少具有两个方向的采光面和宽大空间,使每个室外私家花园庭院都具备两面环景或三面都环景的效果。
3)能够实现所有房间都能直接采光,同时还将其室外私家花园庭院的空间高度与本体建筑两层楼层同高,其空间高度的舒适感、空间感、采光以及视野,是以前传统建筑的花园阳台的低矮空间无法比拟的。虽然以前也有建筑拥有两层楼层高的花园阳台,但其上下层到处都是窗户,并相邻花园阳台也全部都能相互看到对方,使所有住户都完全没有私密性和安全感。
4)本发明房屋建筑结构,与传统建筑相比,不增加任何建筑占地,它可建在城市中心任何地方,不像传统别墅大都建在很远的郊区,会给人们的生活、工作、学习、医疗等都带来很大困难。
本发明房屋建筑结构弥补了国内外所有类似建筑都无法逾越的三大缺陷:缺陷(1)、上下相邻或者左右相邻的花园庭院都能相互看到——无私密性;缺陷(2)、上下相邻或者左右相邻的花园庭院能翻越——无安全性;缺陷(3)、所有主要房间都不能直接对外采光——而成为黑房子等弊端。而本发明所有室外私家花园庭院,上下相邻或者左右相邻邻居都相互看不到,更无法翻越,使得奇偶楼层房屋有了绝对的私密性和安全感,同时还使得奇偶楼层房屋主要房间能够直接采光,避免了“黑房子”。
5)本发明房屋建筑结构是一种比传统所有建筑更具创新、更具人性的绿色环保建筑,彻底打破了人们居家以外墙为界的束缚,建成了空中室外私家花园庭院,使家家户户在空中都拥有一座两层楼高以及具备两面环景或三面环景的超大室外私家花园庭院。
6)通过采用ZigBee与WiFi的智能无线传感网络,实现了空气温湿度、光照、二氧化碳、土壤温湿度、土壤pH数据的无线实时监测,视频图像远程监控,浇水施肥智能化控制,该网络系统性能稳定、组网方便快捷、监测灵活,维护成本较低。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例的一种奇数楼层房屋、偶数楼层房屋及室外私家花园庭院的综合结构关系示意图;
图2为本发明实施例的一种奇数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图3为本发明实施例的一种偶数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图4为本发明实施例的另一种奇数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图5为本发明实施例的另一种偶数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图6为本发明实施例的第三种奇数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图7为本发明实施例的第三种偶数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图8为本发明实施例的第四种奇数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图9为本发明实施例的第四种偶数楼层房屋结构关系与室外私家花园庭院的平面示意图;
图10为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的奇数楼层平面示意图;
图11为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的偶数楼层平面示意图;
图12为本发明实施例的另一种基于物联网的房屋建筑结构与另一种停车平台相互组合的奇数楼层平面示意图;
图13为本发明实施例的另一种基于物联网的房屋建筑结构与另一种停车平台相互组合的偶数楼层平面示意图;
图14为本发明实施例的第三种房屋建筑结构与第三种停车平台相互组合的奇数楼层平面示意图;
图15为本发明实施例的第三种房屋建筑结构与第三种停车平台相互组合的偶数楼层平面示意图;
图16为本发明实施例的第四种房屋建筑结构与第四种停车平台相互组合的奇数楼层平面示意图;
图17为本发明实施例的第四种房屋建筑结构与第四种停车平台相互组合的偶数楼层平面示意图;
图18为本发明实施例的一种跃层房屋建筑结构与第五种停车平台相互组合的奇数楼层平面示意图;
图19为本发明实施例的一种跃层房屋建筑结构与第五种停车平台相互组合的偶数楼层平面示意图;
图20A为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的一栋建筑外观的立面示意图。
图20B为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图21A为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的另一栋建筑外观的立面示意图。
图21B为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的另一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图22为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的立面关系局部示意图。
图23A为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的一栋建筑外观的立面示意图。
图23B为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图24A为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的另一栋建筑外观的立面示意图。
图24B为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的另一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图25A为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与另一种停车平台相互组合的一栋建筑外观的立面示意图。
图25B为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与另一种停车平台相互组合的一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图26A为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与又一种停车平台相互组合的一栋建筑外观的立面示意图。
图26B为本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与又一种停车平台相互组合的一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图27为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台的立面关系局部示意图。
图28为本发明的物联网控制系统的组成结构示意图;
图29为本发明的物联网控制系统中控制模块的电路示意图;
图30为本发明的物联网控制系统中电源模块的电路示意图;
图31为本发明的物联网控制系统中数据采集模块的电路示意图;
图32为本发明的物联网控制系统中输出控制模块的电路示意图;
图33为本发明的物联网控制系统中人机交互模块的电路示意图;
图34为本发明的物联网控制系统中无线通信模块的电路示意图;
需要说明的是,本附图集没有列出其他所能具有的平面布置图和立面关系图,但图集并不限定一种房屋结构实际楼体户型的数量,并且楼体的户型数量、尺寸或面积仍可根据需要进行随意更改、变化。
附图标记说明:
1、一户房屋;
2、偶数楼层客厅通往私家花园的门带窗;
3、偶数楼层室外私家花园庭院;
4、一户房屋客厅;
5、奇数楼层客厅通往私家花园的门带窗;
6、奇数楼层室外私家花园庭院;
7、载人电梯;
8、疏散楼梯;
9、电梯及疏散楼梯平台;
10、载车电梯;
11、行车道路;
12、停车位;
13、室外私家花园庭院下沉板;
14、支撑斜柱;
15、花草树木;
16、室外私家花园庭院垂直对应的上一层外墙面;
17、室内楼梯;
18、跃层上层房屋;
19、房间窗户。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图1~图27,首先参见图1,图中示出本发明实施例的一种奇数楼层房屋与偶数楼层房屋及室外私家花园庭院的综合结构关系示意图,需要说明的是,图中示意了一个单元一层两户房屋,一个单元一层多户房屋与此类似,在此不再敷述。
继续参见图1,建筑房屋包括:房屋1、奇数楼层客厅和垂直对应的偶数楼层客厅4、偶数楼层客厅4通往偶数楼层室外私家花园庭院3的门带窗为2、奇数楼层客厅通往奇数楼层室外私家花园庭院6的门带窗为5,进一步地,可选地,该房屋建筑还可包括载人电梯7、疏散楼梯8和电梯及疏散楼梯平台9中的一项或多项组合。
继续参见图1,奇数楼层房屋与偶数楼层房屋的一户房屋1是垂直对应的,偶数楼层客厅4和奇数楼层客厅亦是垂直对应的,偶数楼层4外均设置有一座私家花园庭院;所述奇数楼层的私家花园庭院6与所述偶数楼层的私家花园庭院3 均设在各自客厅外的不同方向,以使所有私家花园庭院都具有两层楼的高度,使位于下层楼的客厅都能得到直接采光,如图20A~图27所示。
继续参见图1,偶数楼层客厅4和奇数楼层客厅均设置在每户房屋的外墙转角处,偶数楼层客厅4和奇数楼层客厅至少都具有一个外墙转角和至少具有两个不同方向的相邻外墙面,使奇数楼层与偶数楼层垂直对应的每户房屋的私家花园庭院都从各自客厅的两个相邻的外墙面错开转换到两个不同方向,使得上下相邻或者左右相邻的私家花园庭院相互看不到,由于私家花园庭院具有两层楼高,使所有室外私家花园庭院至少都具有两个方向的采光面和宽大空间;
继续参见图20A~图27,奇数楼层及偶数楼层的每户房屋的所有房间的开窗墙面垂直对应的上一层楼房间的开窗墙面室外和垂直对应的下一层楼房间的开窗墙面室外,都不设置私家花园庭院,这将使所有开窗房间都能直接对外采光,并同时还使上一屋楼的所有房间窗户与下层的私家花园庭院都不直接对应,使得所有主要房间都能直接对外采光。
继续参见图2、图4、图6和图8,图中示出一种房屋结构的奇数楼层平面关系。需要说明的是,图中示意了一个单元一层两户房屋,一个单元一层多户房屋与此类似,在此不再敷述。
继续参见图3、图5、图7和图9,图中示出一种房屋结构的偶数楼层平面关系。需要说明的是,图中示意了一个单元一层两户房屋,一个单元一层多户房屋与此类似,在此不再敷述。
结合图2、图3,图4、图5,图6、图7,图8和图9,可以看出奇偶楼层客厅到各自室外私家花园庭院的转换关系,以及示意出各自通往各自室外私家花园庭院门带窗5及门带窗2的位置,当然需要说明的是,在本发明实施例中并不具体限定门带窗5及门带窗2的具体位置。
进一步地,从图2至图9中还可以看出奇数楼层客厅或偶数楼层客厅通往各自室外私家花园的门带窗5和2的上一层是没有窗户的实体墙面,如图20A~图 27所示,这样能够确保上一层住户是无法通过窗户观看到下一层住户的室外私家花园,保证住户的隐私。
继续参见图4、图5、图6、图7、图8和图9,它们分别是一个单元一层两户、一个单元一层三户、一个单元一层四户的多种不同户型的房屋建筑结构,需要说明的是,在本发明实施例并不具体限定一层住户的数量。
参见图10至图19,在本发明实施例中,一个单元房屋为一栋建筑整体,还可与另一个单元、两个单元或多个单元房屋相互组合成为一栋建筑整体;同时,一个单元房屋、两个单元房屋或多个单元房屋可设置在地上多层停车平台的一边、两边或周边,与地上多层停车平台相互组合成为一栋建筑整体;每一层停车平台可设置一层房屋、两层房屋或多层房屋;所述停车平台由载车电梯、消防疏散楼梯、载人电梯以及车道和停车位组成,停车平台的层数根据需要设置,一般为2层~30层。
继续参见图10、图12、图14、图16和图18,图中示意本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的奇数楼层平面关系示意,需要说明的是,在本发明实施例中并不具体限定停车平台位于奇数楼层的具体位置。
继续参见图11、图13、图15、图17和图19,图中示意本发明实施例的一种基于物联网的房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的偶数楼层平面关系示意,需要说明的是,在本发明实施例中并不具体限定停车平台位于偶数楼层的具体位置。
在图10至图19中还示意出载人电梯7、疏散楼梯8、载车电梯10、行车道路 11和停车位12,它们共同组合而成为了一个停车平台,同时从上述图中还可以看出它们有一个单元一户的,也有一个单元两户的,并且建筑房屋可以分别设置在停车平台的一边、两边或周边,使一个停车平台拥有多个单元的一栋房屋建筑整体。
继续参见图18和图19、其中图18中示意本发明实施例的一种跃层房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的跃层下层平面关系。图19中示意本发明实施例的一种跃层房屋建筑结构与一种停车平台相互组合的跃层上层平面关系。
如图18和图19所示,图18中该跃层下层中可以看出附图标记房屋1、客厅的门带窗5、室外私家花园庭院6、载人电梯7、疏散楼梯8、载车电梯10、行车道路11、停车位12,图19中从该跃层上层可以看出跃层上层房屋18是从室内楼梯17上下楼的,并同时可以看出室外私家花园庭院6、以及停车平台的空间均具有两层楼的高度,这样能够确保停车平台的采光。
继续参见图20至图27,如图所示所有垂直对应的奇数楼层任何一户房屋客厅4的室外私家花园庭院6均垂直对应并设在同一个方向,与该户房屋垂直对应的偶数楼层任何一户房屋客厅4的室外私家花园庭院3也均垂直对应并设在另一个方向,这种设置方式能够使所有私家花园庭院都具有了两层楼的高度和宽大空间,以及使位于下层楼的客厅都能得到直接采光。
继续参见图1至图17,在平面布局上,所有奇偶层房屋的客厅4是垂直对应的,并且房屋客厅4在平面布局上是位于一户房屋外墙的转角处,使所有房屋的客厅4至少都具有一个外墙转角和至少具有两个不同方向的相邻外墙面,进而使垂直对应的奇偶楼层每户房屋的室外私家花园庭院都从每户房屋客厅转换到两个相邻的不同方向并错开,确保相邻奇偶楼层的每户房屋客厅对应的室外私家花园庭院相互之间都看不到,同时还可使所有室外私家花园庭院至少都具有两个方向的采光面和宽大空间。
如图1至图17所示,以及如图20A至图27所示,无论是奇数楼层还是偶数楼层的每户房屋的所有房间的开窗墙面垂直对应的上一层楼房间的墙面室外和垂直对应的下一层楼房间的墙面室外,都不设置私家花园庭院,这样所有开窗的房间都能直接对外采光而不成为“黑房子”,并同时还使所有开窗房间与私家花园庭院都具有了安全性和私密性。
继续参见图22和图27,房屋窗户19垂直对应的上下楼层外墙面均没有设置室外私家花园庭院,以及偶数楼层客厅通往其私家花园庭院的门带窗2的上一层16是不设置私家花园庭院和奇数楼层客厅通往其私家花园庭院的门带窗5的上一层外墙面16是不设置私家花园庭院。
继续参见图1、图2和图3,在平面布局中,有载人电梯7、疏散楼梯8、电梯及疏散楼梯平台9,其共同特征说明,多个单元房屋1可以一层一层往上复制组合成为一栋建筑整体,载人电梯7、疏散楼梯8、电梯及疏散楼梯平台9中的一项或多项组合是构成此建筑整体的必备出行设施及安全通道。
继续参见图4、图5、图6、图7、图8和图9,如图所示,房屋建筑结构整体具有多样性,一个单元房屋可独立成为一栋建筑整体,也可与另一个或多个单元房屋相互组合成为一层两户、一层三户、一层四户或者至一层多户的一栋建筑整体,需要说明的是,虽然图中没有列出一层一户的结构,但可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。
继续参见图8和图9,图中所示,为一层四户的房屋建筑单元,在图示中,辅助用房向垂直对应的下一楼层房屋的室外私家花园庭院所开设的窗户,在其窗外设置了一块外窗台板,或该辅助用房的窗户转换开到该房间的另一个外墙面,例如如图2、图3所示。需要说明是的是,辅助用房一般为厨房、卫生间、工人房、更衣间、储藏室等,在本实施例中并不具体区分辅助用房的类别,也不具体限定辅助用房使用功能。
继续参见图10至图19,图中示出载车电梯10、行车道路11和停车位12,此类建筑结构是将一个单元房屋、两个单元房屋或多个单元房屋设置在地上停车平台的一边、两边或周边,与地上停车平台相互组合成为一栋建筑整体。每层停车平台可设置一层房屋、两层房屋或多层房屋,从而成为一栋空中停车的房屋建筑整体。
如图10至图19所示,奇数楼层设置了停车平台,规划了行车道路11、载车电梯10,停车位12,停车功能及行驶功能都集中在奇数楼层。例如奇数楼层的住户可以将车辆通过载车电梯10运载至自家所居住的奇数楼层停车平台上,并通过行车道路11将车开至自家房屋附近的停车位12上停靠,然后步行回家。
而偶数楼层住户回家时也是将车通过载车电梯10运载至其房屋下一层的奇数楼层停车平台上,并通过行车道路11将车开至自家停车位12上。然后坐载人电梯7或者通过疏散楼梯9步行上楼回家。
需要说明的是,以上所述空中停车的房屋建筑整体图组中所示为每层停车平台设置两层房屋,但在实际实施过程中,每层停车平台可设置一层房屋、两层房屋或多层房屋,不应被这里阐述的实施例所限制。
需要说明的是,以上所述空中停车的房屋建筑整体图组中所示还表明了奇数楼层室外私家花园庭院6可以用做停车位之用,而偶数楼层室外私家花园庭院3却因为没有和停车平台连通,不能用作停车位。
需要说明的是,以上所述空中停车的房屋建筑整体图组中所示地上停车平台除了包含了载车电梯10、行车道路11、停车场12以外,还可以包含了疏散楼梯8、电梯及疏散楼梯平台9。
以上所述空中停车的房屋建筑整体图组中所示停车平台一般设置在房屋建筑的北面,设计的有益效果是将房屋建筑设置在朝南、朝西南、朝东南的方向,让所有房屋建筑的主要房间都能有效采光,当然可以理解的是,在本发明实施例中并不限定停车平台与房屋建筑的相对位置关系。
需要说明的是,本发明实施例中并不限定在一个停车平台一边设置单元房屋,或者也可以根据需要,在停车场两边或周边都建设单元房屋和在停车层内设置道路、街巷及停车位。
同样需要说明的是,本发明实施例也不限定建筑的朝向,优选所有的房屋朝南,次选朝东南、朝西南。
同样需要说明的是,本发明实施例不限定修建的房屋数量、层数和类型,任何实施者对本发明所述的基于物联网的房屋建筑结构的图示上的房屋数量及层数可做任何增减,以及对本发明所述房屋类型仍可做任何修改,或者还包括对停车平台、街巷的形状、载车电梯的位置、街巷的增减、公共区域的用途、楼梯和电梯的数量以及位置的修改,但其技术皆视同来源于本发明实施例公开。
继续参见图20A,为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的一栋建筑外观的立面示意图。
所述立面图可以从侧视角度看到本发明建筑设计奇数楼层和偶数楼层房屋、房屋窗户以及室外私家花园庭院的方向结构。
如图所示,偶数楼层室外私家花园庭院3、奇数楼层室外私家花园庭院6、室外私家花园庭院下沉板13以及加固支撑该下沉板的支撑斜柱14,需要说明的是,在本发明实施例中并不具体限定室外私家花园庭院的具体结构。
继续参见图20B,为本发明实施例一种基于物联网的房屋建筑结构的一栋建筑外观植树绿化后的立面示意图。
图中所示所有的私家花园庭院种上花草树木以后,没有完全覆盖整个楼体,使其它所有不设私家花园庭院的而开窗的房间不被花草树木所遮挡而直接对外采光,例如参见图24B和图26B中的房间窗户19。
继续参见图22和图27,本发明实施例是一种基于物联网的房屋建筑结构的立面关系局部示意图,房屋建筑结构包括:偶数楼层室外私家花园庭院3、奇数楼层室外私家花园庭院6、室外私家花园下沉板13、支撑斜柱14、室外私家花园庭院垂直对应的上一层外墙面16,无论是奇数楼层还是偶数楼层,所述每户房屋客厅4外的私家花园庭院3及私家花园庭院6垂直对应的上一层房屋的外墙面16不再设置窗户,以使本层房屋外的私家花园庭院具有私密性。
参见图20A至图27,所述的基于物联网的房屋建筑结构的室外私家花园庭院的支撑结构包括:室外私家花园庭院下沉板13,支撑室外私家花园庭院的斜柱14和防护栏杆。
例如:室外私家花园庭院的钢筋混泥土地板的结构为下沉板上翻梁凹坑结构,可选地,可外挑2米~10米,一般外挑6米。下沉地板与外挑梁底齐平,外挑梁下沉板结构的主要作用是便于在室外私家花园庭院填置土壤,同时庭院在填土后仍会低于客厅室内地面,照顾了住户进出室外私家花园庭院的便利。例如:所述下沉板底与上翻梁顶面有0.1米~1米的高低差,优选0.6米左右的高低差,以便回填土壤和种植花草树木。
例如:所述下沉板在找平后,应向建筑外墙的方向有防水坡度,并在坡度最低的靠墙处设置排水口。所述花园庭院的下沉板在找平后,应做永久性防水层,可选地,在防水层上层还应做3厘米~5厘米细石砼的防水层保护层,以防止树根下穿,破坏防水层。
在本发明实施例中,建筑结构的层数根据其建筑所需要的高度循环往复布置,户型可以为:一层一户、一层两户、一层三户、一层四户、一层五户、一层六户等任意户型,并且每层的户型尺寸或面积仍可根据需要进行随意更改、变化,需要说明的是,在本发明实施例中并不限定楼层的户数和户型。
可选地,上述室外私家花园庭院的绿化面积在10平方米~200平方米之间,并应在花园庭院的外沿处设置防护栏杆。室外私家花园庭院防护栏杆用于对室外私家花园庭院里的人和物起保护作用,防止高空坠落。
可选地,上述建筑结构的使用功能是住宅、公寓、宾馆、酒店、饭店、办公楼和写字楼中的任意一种。
图28为本发明的物联网控制系统的组成结构示意图。物联网控制系统包括本地控制器、云端服务器、终端。所述本地控制器包括电源模块、控制模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块。所述本地控制器用于通过人机交互模块在本地完成显示与人机交互控制任务,并通过无线通信模块与云端服务器通信,向云端服务器发送数据,并接收来自云端服务器的控制指令。所述云端服务器采用Apache Mina网络应用程序框架,负责与本地控制器通信,交换数据,提供网络服务。所述云端服务器还与用户的智能终端建立通信,所述智能终端通过云端服务器与本地控制器交换数据,实现远程数据显示与控制。
图29为本发明的物联网控制系统中控制模块的电路示意图。控制模块采用STM32F103ZET6处理器。控制模块分别与电源模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块连接,接收来自数据采集模块的环境数据,并通过无线通信模块将所述环境数据发送给所述云端服务器,并通过无线通信模块接收来自云端服务器的控制指令,通过所述输出控制模块进行指令输出控制。控制模块通过所述人机交互模块与维护人员进行人机交互。
图30为本发明的物联网控制系统中电源模块的电路示意图。电源模块采用 12V开关电源,通过AMS1117芯片转成5V和3.3V,为物联网控制系统中的各个模块供电。
图31为本发明的物联网控制系统中数据采集模块的电路示意图。数据采集模块包括温湿度传感器、光强传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器。通过这些传感器采集环境参数,PM2.5和光强传感器采用I2C总线接口与STM32处理器通信,温湿度传感器AM2301和甲醛传感器使用了异步串行口与STM32串口通信。数据采集模块中的各传感器可以采用支持ZigBee无线通信协议的传感器模块。
图32为本发明的物联网控制系统中输出控制模块的电路示意图。输出控制模块共六组,每组都是通过光耦PC817隔离驱动继电器控制外接浇灌、通风、加湿、补光的电器开关,例如,在图32中Relay1接STM32GPIO口,通过IO控制光耦驱动继电器K1的开关达到对外围电路的通断控制,外接的浇灌、通风、加湿、补光的电器电路未示出。
图33为本发明的物联网控制系统中人机交互模块的电路示意图。人机交互显示触控模块硬件采用DGUS迪文7英寸人机交互触摸屏。如图33所示,DGUS 屏是RS232接口,通过Max232芯片对STM32的usart1 TTL电平进行转换,达到处理器和显示屏的控制电平匹配,从而实现数据的发送和接收。
图34为本发明的物联网控制系统中无线通信模块的电路示意图。无线通信模块采用了高速度、低功耗串口WiFi透传模块USR-C322,支持AP模式和STA 模式。通过该模块,配置其工作在STA模式,可以将本地控制器通过串口发送 AT命令方式连接到Wifi网络上,从而实现本地控制器和服务器进行数据通信。
物联网控制系统中的控制策略是对系统本地、远程以及手动、自动各个控制环节进行功能设定,确定各个控制逻辑和需要达到的控制目标等。系统通过自动控制策略进行浇灌、补光等控制核参数监测,也可通过本地端或手机端手动控制浇灌、补光等任务。
智能终端采用开源的Android系统,是本地控制器中人机交互模块的远程控制移动版,主要是与云服务器通信,从而完成与本地控制器数据的通信,实现人机交互显示和触控功能。本发明中物联网控制系统物联网控制系统是一套基于Apache Mina及智能终端Android的远程智能物联网控制系统,控制器以 STM32位控制核心,系统可在本地和远程智能终端通过手动或自动工作方式进行花园中植物生长环境监测和控制,保障植物健康成长。
以上所述的是本发明优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于物联网的房屋建筑结构,其特征在于,该房屋建筑结构包括:奇数楼层、偶数楼层、室外私家花园庭院以及物联网控制系统;
每一个奇数楼层及偶数楼层设一个单元房屋、两个单元房屋或多个单元房屋,每个单元房屋设一户房屋、两户房屋或多户房屋;所述奇数楼层与所述偶数楼层上下对应的每户房屋的客厅都是垂直对应的,所述每户房屋客厅外均设置有一座室外私家花园庭院;其中,垂直对应的奇数楼层一户房屋所有客厅外的私家花园庭院均垂直对应并设在同一个第一方向,与该户房屋垂直对应的偶数楼层所有客厅外的私家花园庭院也均垂直对应并设在同一个第二方向;以使所有私家花园庭院都具有两层楼的高度,使位于下层楼的客厅都能得到直接采光;
所述每户房屋的客厅设置在每户房屋的外墙转角处,每户房屋的客厅至少都具有一个外墙转角和至少具有两个不同方向的相邻外墙面,使奇数楼层与偶数楼层垂直对应的每户房屋的私家花园庭院都从各自客厅的两个相邻的外墙面错开转换到两个不同方向,同时还使所有室外私家花园庭院至少都具有两个方向的采光面和宽大空间;
奇数楼层及偶数楼层的每户房屋的所有房间的开窗墙面垂直对应的上一层楼房间的开窗墙面室外和垂直对应的下一层楼房间的开窗墙面室外,都不设置私家花园庭院,这将使所有开窗房间都能直接对外采光,并同时还使上一屋楼的所有房间窗户与下层的私家花园庭院都不直接对应;
其中,所述物联网控制系统包括:本地控制器、云端服务器、终端,所述本地控制器安装在每户房屋内,所述本地控制器包括:电源模块、控制模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块,其中,控制模块分别与电源模块、数据采集模块、输出控制模块、无线通信模块以及人机交互模块连接,接收来自数据采集模块的环境数据,并通过无线通信模块将所述环境数据发送给所述云端服务器,并通过无线通信模块接收来自云端服务器的控制指令,通过所述输出控制模块进行指令输出控制;控制模块通过所述人机交互模块与维护人员进行人机交互;
所述本地控制器用于通过人机交互模块在本地完成显示与人机交互控制任务,并通过无线通信模块与云端服务器通信,向云端服务器发送数据,并接收来自云端服务器的控制指令;所述本地控制器用于通过人机交互模块在本地完成显示与人机交互控制任务,并通过无线通信模块与云端服务器通信,向云端服务器发送数据,并接收来自云端服务器的控制指令;
所述控制模块采用STM32F103ZET6处理器;
所述云端服务器采用Apache Mina网络框架,负责与本地控制器通信,交换数据,提供网络服务,所述云端服务器还与用户的终端建立通信,所述终端通过云端服务器与本地控制器交换数据,实现远程数据显示与控制;
所述电源模块采用12V开关电源,通过AMS1117芯片转成5V和3.3V,为物联网控制系统中的各个模块供电;
所述数据采集模块包括以下一项或多项:温湿度传感器、光强传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器;通过这些传感器采集环境参数,PM2.5和光强传感器采用I2C总线接口与STM32处理器通信,温湿度传感器AM2301和甲醛传感器使用了异步串行口与STM32串口通信,数据采集模块中的各传感器采用支持ZigBee无线通信协议的传感器模块;
输出控制模块有多组,每组都是通过光耦PC817隔离驱动继电器控制外接浇灌、通风、加湿和/或补光的电器开关;
物联网控制系统中的控制策略是对系统本地、远程以及手动、自动各个控制环节进行功能设定,确定各个控制逻辑和需要达到的控制目标,系统通过自动控制策略进行浇灌、补光控制核参数监测,或者通过本地端或手机端手动控制浇灌、补光任务;
所述终端采用开源的Android系统,是本地控制器中人机交互模块的远程控制移动版,用于与云服务器通信,从而完成与本地控制器数据的通信,实现人机交互显示和触控功能;
所述物联网控制系统物联网控制系统是一套基于Apache Mina及智能终端Android的远程智能物联网控制系统,控制器以STM32位控制核心,系统在本地和远程智能终端通过手动或自动工作方式进行花园中植物生长环境监测和控制,保障植物健康成长;
无线通信模块采用了高速度、低功耗串口WiFi透传模块USR-C322,支持AP模式和STA模式。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的房屋建筑结构,其特征在于,所述一个单元房屋为一栋建筑整体,或与另一个单元、两个单元或多个单元房屋相互组合成为一栋建筑整体;同时,一个单元房屋、两个单元房屋或多个单元房屋可设置在地上多层停车平台的一边、两边或周边,与地上多层停车平台相互组合成为一栋建筑整体;每一层停车平台可设置一层房屋、两层房屋或多层房屋;所述停车平台由载车电梯、消防疏散楼梯、载人电梯以及车道和停车位组成,停车平台的层数根据需要设置,一般为2层~30层。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的房屋建筑结构,所述奇数楼层和所述偶数楼层的层数根据其建筑所需要的高度循环往复一层一层向上设置,并且室外私家花园庭院根据其房屋户数而进行相对应地设置。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的房屋建筑结构,其特征在于,开窗的墙面垂直对应的下一层外墙面如设置有私家花园庭院,其所开窗户可转换开在该房间的另一个外墙面或在其开窗的下口设置一块外窗台板,以遮挡往下的视线,增加下一层私家花园庭院的私密性。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的房屋建筑结构,其特征在于,所述每户房屋客厅的两个相邻的不同方向外墙面,每个外墙面对应客厅的宽度一般为2米~10米;
所述客厅外私家花园庭院垂直对应的上一层客厅的外墙面不再设置窗户;
每户客厅与室外私家花园庭院的外墙面,均设置有门带窗;
每一个楼层设置的房屋为带独立屋顶的跃层房屋、不带独立屋顶的跃层房屋或平层房屋。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的房屋建筑结构,其特征在于,所述奇数楼层房屋和偶数楼层房屋的室外私家花园庭院,采用斜柱支撑外挑、以及下沉板上翻梁凹坑结构,以便在凹坑内覆土种植蔬菜或者种植花草树木;
所述房屋及室外私家花园庭院,可采用混凝土结构、钢结构或钢混结构;
所述室外私家花园庭院应还设置有排水系统和覆土下的防水层;
所述房屋建筑结构为住宅、公寓、宾馆、酒店、饭店、办公楼和写字楼的任意一种。
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