CN111007772A - 一种智能全向遮阳防雨凉亭及其控制方法 - Google Patents

一种智能全向遮阳防雨凉亭及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种智能全向遮阳防雨凉亭及其控制方法，该凉亭包括主体框架和控制器，所述主体框架的顶部安装有若干遮阳片，四周安装有防风卷帘，外部安装有环境参数监测传感器，内部安装有照明灯；所述遮阳片之间通过连接件相互连接在一起，该连接件与遮阳片驱动电机相连，遮阳片驱动电机推动遮阳片连接件实现遮阳片的开启和闭合；所述防风卷帘的上端安装有电动卷轴，两侧安装有卷帘轨道槽，防风卷帘在卷帘轨道槽内通过顶部电动卷轴内的卷帘控制电机控制卷帘上升、下降；所述遮阳片驱动电机、卷帘控制电机、照明灯均与所述控制器相连并接受控制器的控制。本发明将现代化的物联网技术与传统凉亭相结合，大大提升了凉亭的功能性和实用性。

Description

一种智能全向遮阳防雨凉亭及其控制方法
技术领域
本发明属于物联网控制技术应用领域，特别涉及一种智能全向遮阳防雨凉亭及其控制方法。
背景技术
凉亭，传统木结构单体建筑之一，建筑在路旁供行人休息的小亭，因为造型轻巧，选材不拘，布设灵活而被广泛应用在园林建筑之中。常建在花园或公园中，常由柱子支承屋顶建造。随着人民生活水平的提高，也慢慢出现在私人建筑之中用于纳凉，休闲。
目前，现有的凉亭只有阳光直射遮阳的功能，不能遮挡斜射阳光。在下雨天，雨水容易被风吹进凉亭内部，不能遮挡风雨，功能也比较单一，现在急需一种智能化凉亭来解决上述出现的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种智能全向遮阳防雨凉亭及其控制方法，将现代化的物联网技术与传统凉亭相结合提升其功能性，实用性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种智能全向遮阳防雨凉亭，其包括主体框架和控制器，所述主体框架的顶部安装有若干遮阳片，四周安装有防风卷帘，外部安装有环境参数监测传感器，内部安装有照明灯；所述遮阳片之间通过遮阳片连接件相互连接在一起，所述遮阳片连接件与遮阳片驱动电机相连，遮阳片驱动电机推动遮阳片连接件实现遮阳片的开启和闭合；所述防风卷帘的上端安装有电动卷轴，两侧安装有卷帘轨道槽，防风卷帘在卷帘轨道槽内通过顶部电动卷轴内的卷帘控制电机控制卷帘上升、下降；所述遮阳片驱动电机、卷帘控制电机、照明灯均与所述控制器相连并接受控制器的控制。
进一步的，所述遮阳片一侧设有导水槽、另一侧设有挡片，并通过导水槽和挡片一一相扣相互连接在一起。
进一步的，所述遮阳片呈条形且其顶部呈圆弧状，并且遮阳片采用铝合金制作。
进一步的，所述主体框架采用铝合金材质制作。
进一步的，所述凉亭内部还设有驱蚊灯、取暖器以及无线遥控器，所述无线遥控器采用本体和底座分离结构，底座安装的铝合金框架上，本体可拆卸卡在底座上。
进一步的，所述环境参数监测传感器包括光照度、温湿度传感器和风雨传感器，并且所述光照度、温湿度传感器和风雨传感器与所述控制器连接，用于将实时监测的相关环境参数发送给控制器。
进一步的，所述控制器内置ARM处理器，且ARM处理器通过串行接口连接光照度、温湿度传感器，风雨传感器实时监测传感器测得的相关环境参数，同时通过电机控制接口连接遮阳片驱动电机，四面电动卷轴内的卷帘控制电机以实现遮阳片开启、关闭、开合角度调节，卷帘上升、下降、开度百分比控制，以及读取电机当前运行状态判断遮阳片及卷帘当前所处的位置状态信息，同时ARM处理器还通过GPIO驱动继电器控制输出实现凉亭内部照明灯的通断，以及驱蚊灯、取暖器的通断电控制；所述控制器还设有WIFI无线接口、433M无线通信接口、语音输入接口，并采用模块化的设计模块通过UART与ARM处理器连接。
另一方面，本发明还提供了一种智能全向遮阳防雨凉亭的控制方法，该方法通过遥控器、语音或手机APP客户端以场景模式控制的方式进行控制；具体为：控制器通过各路传感器获得相关环境参数信息，并将获得的信息数据上传至云端服务器，手机APP客户端从云端服务器获取相关数据，并且APP下发的控制及参数设置指令由云端服务器转发给控制器，控制器收到后进行相应的操作；同时控制器可以在本地通过遥控器进行遮阳片的开启、关闭、开合角度调节，卷帘的上升、下降、开度百分比控制，电气设备的开启关闭；同时控制器亦可通过语音实现上述设备的控制。
进一步的，所述语音控制由控制器采集语音信息上传至服务器进行智能语音识别，识别完成后返回识别结果，控制器根据识别结果进行相应的控制操作。
进一步的，当控制器接收到服务器推送的天气预报即将有雨信息或风雨传感器监测到风速高或有雨滴时，开启自动防护模式，依次关闭顶棚遮阳片，下放四面卷帘，关闭凉亭内部电气设备回路，以保护凉亭内部设施；同时云端服务器可根据当前所处经纬度及日期时间估算出当前太阳位置，联合天气预报或光照度传感器，在中午阳光刺眼时，自动闭合遮阳片以及光照方向卷帘，确保全天候阴凉，阴天时可以自动打开，保证凉亭的光线充足。
本发明的有益效果如下：
(1)对传统凉亭的部分组件进行现代化的改造，顶部及四面的组件都具备可调节性；顶部采用铝合金遮阳叶片，遮阳叶片俩俩紧密贴合，闭合后，能完全阻隔光线和雨水进入，同时留有导水槽，雨水通过导水槽排出，而不会积水进入凉亭内部，并且凉亭四面还设有可抵抗恶劣天气的防风电动卷帘。
(2)凉亭控制器可通过电机控制接口与顶棚驱动电机及四面卷帘电机通信推动遮阳片开启闭合角度微调，控制四面卷帘上升下降，开度百分比控制。获取电机当前运行状。凉亭控制器另外配置继电器输出控制，可控制例如凉亭内部照明，驱蚊灯，取暖器及其他电器设备电源回路。
(3)控制器具备WIFI通信接口可以连接无线路由器或热点和云端服务器进行通信，实现远程手机APP控制及查看当前设备运行状态信息。
(4)控制器内置语音采集模块，具备语音输入功能，配合云端服务器语音解析实现本地语音控制功能；还具备433M无线通信接口，可配合无线遥控器进行本地设备的控制。
(5)控制器可获取到安装在凉亭顶上的光照度、温湿度传感器，风雨传感器的实时监测数据，按预先设置的逻辑进行智能化的调节控制。
(6)通过手机app用户可自行调节配置参数，对控制器控制策略进行个性化的定制。
附图说明
图1是凉亭顶棚遮阳棚示意图；其中(A)为打开示意图，(B)为闭合示意图。
图2是遮阳片之间连接示意图。
图3是防风卷帘安装示意图。
图4是控制器原理示意图。
图5是凉亭内设备、传感器布置示意图。
图6是凉亭控制器的应用控制示意图。
图7是场景模式控制流程示意图。
图8是强风雨自动保护控制流程示意图。
图9是自动感光调节控制流程示意图。
图中标记为：1-主体框架，2-遮阳片，3-遮阳片连接件，4-遮阳片驱动电机，5-导水槽，6-挡片，7-防风卷帘，8-卷帘轨道槽，9-电动卷轴，10-光照度、温湿度传感器，11-风雨传感器，12-控制器，13-照明灯，14-取暖器，15-驱蚊灯，16-无线遥控器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1至3所示，一种智能全向遮阳防雨凉亭，其包括主体框架和控制器，所述主体框架的顶部安装有若干遮阳片，四周安装有防风卷帘，外部安装有环境参数监测传感器，内部安装有照明灯；所述遮阳片之间通过遮阳片连接件相互连接在一起，所述遮阳片连接件与遮阳片驱动电机相连，遮阳片驱动电机推动遮阳片连接件实现遮阳片的开启和闭合；所述防风卷帘的上端安装有电动卷轴，两侧安装有卷帘轨道槽，防风卷帘在卷帘轨道槽内通过顶部电动卷轴内的卷帘控制电机控制卷帘上升、下降；所述遮阳片驱动电机、卷帘控制电机、照明灯均与所述控制器相连并接受控制器的控制。
本实施例中，所述遮阳片一侧设有导水槽、另一侧设有挡片，并通过导水槽和挡片一一相扣相互连接在一起；并且遮阳片呈条形且其顶部呈圆弧状，同时遮阳片、主体框架采用铝合金制作。
本实施例中，所述环境参数监测传感器包括光照度、温湿度传感器和风雨传感器，并且所述光照度、温湿度传感器和风雨传感器与所述控制器连接，用于将实时监测的相关环境参数发送给控制器。
如图4，凉亭控制器读取环境传感器采集的环境参数实现凉亭内电气设备的自动控制，同时具备WIFI无线接口，433M通信接口、语音输入接口以实现远程APP控制、参数设置，现场遥控器控制、语音控制等。控制器内置ARM处理器，通过串行接口连接光照度、温湿度传感器，风雨传感器实时监测其测得的相关环境参数，同时通过电机控制接口(串行接口、弱电开关或强电开关接口，适用于多种类型的驱动电机)连接遮阳片驱动电机，四面卷帘电动卷轴内的电机控制器实现遮阳片开启、关闭、开合角度调节，卷帘上升、下降、开度百分比控制，以及读取电机当前运行状态判断遮阳片及卷帘当前所处的位置状态信息。通过GPIO驱动继电器控制输出实现凉亭内部照明灯，驱蚊灯，取暖器及其他电器设备的通断电控制。WIFI无线接口、433M无线通信接口、语音输入接口采用模块化的设计模块通过UART与ARM处理器连接，模块化设计便于后续扩展及现场应用时按需选配。
如图5，凉亭内部安装有凉亭控制器，照明灯、驱蚊灯、取暖器，以及无线遥控器，遥控器采用本体和底座分离结构，底座安装的铝合金框架上，遥控器使用完可以卡在底座上。凉亭顶棚安装有光照度、温湿度传感器及风雨传感器用于实时感知凉亭所处的环境参数信息。
如图6，凉亭控制器和凉亭内设备相连实现对其控制及参数状态读取，控制器通过WIFI接口连接无线路由器，将设备状态信息等数据上传至云端服务器，手机APP客户端从云端服务器获取相关数据，同时APP下发的控制及参数设置指令由云端服务器转发给凉亭控制器，控制器收到后进行相应的操作。同时控制器可以在本地通过遥控器进行遮阳片的开启、关闭、开合角度调节，卷帘的上升、下降、开度百分比控制，电气设备的开启关闭等。同时亦可通过语音实现上述设备的控制。语音控制时由凉亭控制器采集语音信息上传至服务器进行智能语音识别，识别完成返回识别结果，控制器根据识别结果进行相应的控制操作。云端解析的方式便于利用云端强大的计算能力提高解析准确性。云端服务器还能定时推送当地天气预报给控制器，在下雨时提前关闭遮阳片，下降卷帘。
如图7，场景模式控制是将一种功能需求应用场景情况下的操作作为一套组合的操作，使得用户使用时无需对设备依次进行单独的控制，例如休息模式时顶棚遮阳片关闭，卷帘东南西面全部下降，北面打开，如果是夜间则开启顶部照明，冬季则开启取暖器。
如图8，当接收到服务器推送的天气预报即将有雨信息或风雨传感器监测到风速高或有雨滴时开启自动防护模式，依次关闭顶棚遮阳片，下放四面卷帘，关闭凉亭内部电气设备回路，以保护凉亭内部设施。
如图9，根据当前所处经纬度及日期时间估算出当前太阳位置，联合天气预报或光照度传感器，在中午阳光刺眼时，自动闭合遮阳片以及光照方向卷帘，确保全天候阴凉，阴天时可以自动打开，保证凉亭的光线充足。
本发明可广泛应用于别墅庭院、花园泳池、露台阳台、玻璃顶、楼顶、咖啡厅、酒店、会所门前等休闲场所；喝茶聊天、烧烤、看书、聚会完全不受烈日、风雨的打扰，呼吸新鲜空气，享受户外休闲乐趣。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，包括主体框架和控制器，所述主体框架的顶部安装有若干遮阳片，四周安装有防风卷帘，外部安装有环境参数监测传感器，内部安装有照明灯；所述遮阳片之间通过遮阳片连接件相互连接在一起，所述遮阳片连接件与遮阳片驱动电机相连，遮阳片驱动电机推动遮阳片连接件实现遮阳片的开启和闭合；所述防风卷帘的上端安装有电动卷轴，两侧安装有卷帘轨道槽，防风卷帘在卷帘轨道槽内通过顶部电动卷轴内的卷帘控制电机控制卷帘上升、下降；所述遮阳片驱动电机、卷帘控制电机、照明灯均与所述控制器相连并接受控制器的控制。
2.根据权利要求1所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，所述遮阳片一侧设有导水槽、另一侧设有挡片，并通过导水槽和挡片一一相扣相互连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，所述遮阳片呈条形且其顶部呈圆弧状，并且遮阳片采用铝合金制作。
4.根据权利要求1所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，所述主体框架采用铝合金材质制作。
5.根据权利要求1所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，所述凉亭内部还设有驱蚊灯、取暖器以及无线遥控器，所述无线遥控器采用本体和底座分离结构，底座安装的铝合金框架上，本体可拆卸卡在底座上。
6.根据权利要求5所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，所述环境参数监测传感器包括光照度、温湿度传感器和风雨传感器，并且所述光照度、温湿度传感器和风雨传感器与所述控制器连接，用于将实时监测的相关环境参数发送给控制器。
7.根据权利要求6所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭，其特征在于，所述控制器内置ARM处理器，且ARM处理器通过串行接口连接光照度、温湿度传感器，风雨传感器实时监测传感器测得的相关环境参数，同时通过电机控制接口连接遮阳片驱动电机，四面电动卷轴内的卷帘控制电机以实现遮阳片开启、关闭、开合角度调节，卷帘上升、下降、开度百分比控制，以及读取电机当前运行状态判断遮阳片及卷帘当前所处的位置状态信息，同时ARM处理器还通过GPIO驱动继电器控制输出实现凉亭内部照明灯的通断，以及驱蚊灯、取暖器的通断电控制；所述控制器还设有WIFI无线接口、433M无线通信接口、语音输入接口，并采用模块化的设计模块通过UART与ARM处理器连接。
8.一种智能全向遮阳防雨凉亭的控制方法，其特征在于，该方法通过遥控器、语音或手机APP客户端以场景模式控制的方式进行控制；具体为：控制器通过各路传感器获得相关环境参数信息，并将获得的信息数据上传至云端服务器，手机APP客户端从云端服务器获取相关数据，并且APP下发的控制及参数设置指令由云端服务器转发给控制器，控制器收到后进行相应的操作；同时控制器可以在本地通过遥控器进行遮阳片的开启、关闭、开合角度调节，卷帘的上升、下降、开度百分比控制，电气设备的开启关闭；同时控制器亦可通过语音实现上述设备的控制。
9.根据权利要求8所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭的控制方法，其特征在于，所述语音控制由控制器采集语音信息上传至服务器进行智能语音识别，识别完成后返回识别结果，控制器根据识别结果进行相应的控制操作。
10.根据权利要求8所述的一种智能全向遮阳防雨凉亭的控制方法，其特征在于，当控制器接收到服务器推送的天气预报即将有雨信息或风雨传感器监测到风速高或有雨滴时，开启自动防护模式，依次关闭顶棚遮阳片，下放四面卷帘，关闭凉亭内部电气设备回路，以保护凉亭内部设施；同时云端服务器可根据当前所处经纬度及日期时间估算出当前太阳位置，联合天气预报或光照度传感器，在中午阳光刺眼时，自动闭合遮阳片以及光照方向卷帘，确保全天候阴凉，阴天时可以自动打开，保证凉亭的光线充足。
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