CN111350451A - 一种分区智能百叶外遮阳采光系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分区智能百叶外遮阳采光系统及其控制方法。该采光系统包括照度传感器、控制模块、遮阳采光模组、电源模块、总线和导线。该采光系统的控制方法包括：获取用户设定的目标照度值和室内照度值；根据用户设定的目标照度值和室内照度值对遮阳采光模组中的N个采光模块进行启停控制。所述N个采光模块、照度传感器和控制模块分别连接在总线上，通过1‑wire结构的总线进行数据传递，数据传输速度快，同时避免数据冲突碰撞；本发明公开的采光系统采用模块化结构设计，可根据不同建筑的形体设计和采光需求进行个性化设计，提高自然采光和建筑节能效果，满足用户智能化、灵活化、个性化和自主化的建筑遮阳采光需求。

Description

一种分区智能百叶外遮阳采光系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种分区智能百叶外遮阳采光系统以及该系统的控制方法，属于建筑节能技术。

背景技术

建筑外遮阳可有效遮挡夏季进入建筑物的太阳辐射，从而降低夏季制冷负荷，但同时又有可能降低室内自然采光质量。因此，目前已有将反光板与百叶装置结合的技术，以实现建筑遮阳和采光效果之间更好的平衡。

另一方面，随着计算机网络、移动通讯在普通家庭的普及，智能建筑、智能家居等行业拥有广阔的市场前景。智能家居通过控制网络设备、家电设备、门窗等对象，提高居家的舒适度。将反光遮阳百叶设施与智能家居系统有机结合，可进一步改善室内光、热环境，构建更为智能、安全、便利、舒适的生活环境。

但现有的反光遮阳百叶设施结构较为单一，其调节操作也受到局限，难以适应多样化的室内空间和个性化的人员需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种分区智能百叶外遮阳采光系统及其控制方法，采用模块化的基本遮阳采光构件，解决遮阳与采光之间的矛盾，实现智能化、个性化、丰富化的建筑环境，提高采光质量和生活舒适度。本发明的一种分区智能百叶外遮阳采光系统及其控制方法，通过模块化设计，使建筑设计人员和使用者可根据建筑的特性和自身的需求进行组装定制，同时降低成本。

本发明的技术解决方案是一种分区智能百叶外遮阳采光系统，包括照度传感器、控制模块、遮阳采光模组、电源模块、总线和导线；所述照度传感器、控制模块和遮阳采光模组分别连接在总线上，并通过总线传输信号；所述总线为1-wire结构，包括2根电源线、1根数据线和1根地线；所述遮阳采光模组包括并联的N级采光模块，并连接在总线上；所述的采光模块设计为模块化结构，能够任意增减和互相替换；所述的电源模块一端通过导线连接到建筑物的供电接口，另一端与总线连接并为总线提供电源。

进一步的，所述控制模块通过广域网或局域网与移动设备相连，照度传感器和遮阳采光模组通过总线分别将室内照度值和执行情况反馈给控制模块，控制模块再通过广域网或局域网将信息传递到移动设备，使用人员通过移动设备发送指令，通过广域网或局域网传输给控制模块，控制模块再将控制信号传输到遮阳采光模组进行调节控制。

进一步的，所述采光模块包括外框、百叶片、铰接固定件、百叶控制电机、尼龙拉丝、可伸缩杆和可伸缩杆控制电机；

所述铰接固定件设置于外框顶部，用于外框在建筑外墙上的固定，使得外框能够绕着固定件作90度旋转；

所述百叶片的开启、关闭及旋转角度由百叶控制电机通过尼龙拉丝连接控制；

所述百叶片的叶片表面涂有反射涂层；

所述可伸缩杆一端固定在外框底部，另一端固定在建筑外墙上，并由可伸缩杆控制电机控制其伸缩长度。

进一步的，所述百叶片的开启、关闭及旋转角度由百叶控制电机通过尼龙拉丝连接控制，同一级采光模块的各百叶片旋转角度相同，所述分区是指的是对N级采光模块进行分区，不同采光模块的百叶角度能够自由设置。

根据本发明的另一方面，提出一种分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，包括以下步骤：

获取用户设定的目标照度值，并通过照度传感器获取室内照度值；

根据所述用户设定的目标照度值和所述室内照度值对所述遮阳采光模组中的N级采光模块进行启停控制；如果用户设定的目标照度值E小于室内照度值，则对所述遮阳采光模组中的N级采光模块进行启动控制，控制步骤为按顺序控制1至N级采光模块中处于停机状态的模块启动，启动动作为可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度、百叶控制电机控制放下百叶片后控制百叶角度。

进一步的，所述百叶片表面涂有反射涂层，伸缩杆将模块推出，放下百叶，能够将太阳光反射到室内，为室内空间提供自然采光；可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度、百叶控制电机控制放下百叶片后控制百叶角度具体包括：

可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆伸出预定的长度、百叶控制电机控制百叶角度旋转至预定角度，该角度下，能使得进入室内反射光最大。

进一步的，如果用户设定的目标照度值E大于室内照度值，且所有采光模块均处于启动状态，则控制模块通过广域网或局域网将信息传递到移动设备，提示使用人员根据需要开启人工照明。

进一步的，如果用户设定的目标照度值E小于室内照度值，则按逆序控制1至N级采光模块中处于启动状态的模块，即依次控制N级、N-1级……1级采光模块，控制步骤具体为：对所控制的某级采光模块逐步调节百叶片角度，实现室内目标照度值E的降低，若室内照度值不再降低，则控制该级模块停机，停机动作为可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度至最小，之后再控制调节下一级采光模块，直至室内照度值降低至目标照度值E。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的分区智能百叶外遮阳采光系统及控制方法，综合了遮阳百叶和反光板的优点，通过产品结构的创新设计，实现遮阳采光的动态调节；系统通过上述的控制方法，采用一级控制方式对每个采光模块进行控制，总线采用1-wire结构，避免数据碰撞冲突，数据传输处理快速、简单；系统采用模块化结构设计的遮阳采光模块，有利于构件的兼容扩展，具有较强的灵活性和通用性。

附图说明

图1为本发明分区智能百叶外遮阳采光系统整体架构示意图；

图2为本发明采光模块结构示意图；

图3为本发明分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法的流程图。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明一种分区智能百叶外遮阳采光系统，包括：导线1、电源模块2、总线3、照度传感器4、控制模块5和遮阳采光模组6。所述的电源模块2一端通过导线1与建筑供电电源连接，另一端与总线3连接，并为总线3提供电源；所述照度传感器4、控制模块5和遮阳采光模组6分别连接在总线3上，并通过总线3传输信号，即，照度传感器4通过总线3将室内照度值传输至控制模块5，控制模块5通过总线3实现将控制信号传输至遮阳采光模组6，遮阳采光模组6通过总线3将执行情况反馈给控制模块5；所述总线3为1-wire结构，包括2根电源线、1根数据线和1根地线，1-wire结构的总线3具有双向传输数据的功能，结构简单、便于扩展。

所述控制模块5通过广域网或局域网与移动设备相连，照度传感器4和遮阳采光模组6通过总线3分别将室内照度值和执行情况反馈给控制模块5，控制模块5再通过广域网或局域网将信息传递到移动设备，使用人员通过移动设备发送指令，通过广域网或局域网传输给控制模块5，控制模块5再将控制信号传输到遮阳采光模组6进行调节控制。

本发明一种分区智能百叶外遮阳采光系统中的遮阳采光模组6包括并联的N级采光模块，参照图2示出了采光模块结构示意图。所述采光模块包括外框61、百叶片62、铰接固定件63、百叶控制电机64、尼龙拉丝65、可伸缩杆66和可伸缩杆控制电机67；所述铰接固定件63设置于外框61顶部，用于外框61在建筑外墙上的固定，使得外框61可以绕着固定件63作90度旋转；所述百叶片62的开启、关闭及旋转角度由百叶控制电机64通过尼龙拉丝65连接控制，同一级采光模块的各百叶片旋转角度相同，所述分区是指的是对N级(个)采光模块进行分区，不同采光模块的百叶角度可以不同；所述百叶片62的叶片表面涂有高反射率涂层；所述可伸缩杆66一端固定在外框61底部，另一端固定在建筑外墙上，并由可伸缩杆控制电机67控制其伸缩长度，当可伸缩杆66伸长时，采光模块可以在高的太阳高度角下接收到更多的太阳辐射。可伸缩杆66与百叶片62同时配合工作时可以使更多的阳光进入室内，同时增加建筑的有效自然采光进深。每个采光模块配置一个电机，一个电机控制一级采光模块。

如图3所示，本发明提出的一种分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法包括以下步骤：

S1，获取用户设定的目标照度值，并通过照度传感器获取室内照度值。其中目标照度值E为用户根据需要设定的照度值，室内照度值可通过设置的照度传感器4实时获取。

S2，根据所述用户设定的目标照度值和所述室内照度值对所述遮阳采光模组中的N级采光模块进行启停控制。

具体的，如果用户设定的目标照度值E大于室内照度值，则按顺序控制1至N级采光模块中处于停机状态的模块启动，即依次启动1级、2级……N级采光模块，启动时采光模块接收到总线3传输过来的启动信号和控制信息，可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆伸出一定的长度、百叶控制电机控制百叶角度旋转至预定角度，该角度下，能使得进入室内反射光最大的角度。本发明设计为百叶片表面涂有高反射涂层，可伸缩杆将模块推出，放下百叶，可以将太阳光反射到室内，为进深较深的空间提供自然采光。

如果用户设定的目标照度值E大于室内照度值，且所有采光模块均处于启动状态，则控制模块5通过广域网或局域网将信息传递到移动设备，提示使用人员根据需要开启人工照明。

如果用户设定的目标照度值E小于室内照度值，则按逆序控制1至N级采光模块中处于启动状态的模块，即依次控制N级、N-1级……1级采光模块，控制步骤为对所控制的某级采光模块逐步调节百叶片角度，实现室内目标照度值E的降低，若室内照度值不再降低，则控制该级模块停机，停机动作为可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度至最小，之后再控制调节下一级采光模块，直至室内照度值降低至目标照度值E。

实际使用时，导线1一端与电源模块2连接，电源模块2另一端与总线3连接，照度传感器4和控制模块5连接在总线上，遮阳采光模组6上的N级采光模块依次连接在总线3上，布置完成后，导线1的另一端与建筑供电端口连接，即完成了分区智能百叶外遮阳采光系统的搭建。N级采光模块的设置方式，可通过总线3配置为特定的级数；采光模块为模块化结构，可任意增减和互相替换：当需要增减采光模块时，只需将需要减少的采光模块与总线3断开连接后直接取下，或者将需要增加的采光模块安装后连接到总线3；当其中某级的采光模块损坏，可更换为新的采光模块后保持原有级数排序，或者直接拆除损坏的模块后重新排序，或者将其他正常工作的采光模块更换到损坏的模块处后对级数进行重新排序。根据本发明一种分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，首先获取用户设定的目标照度值，并获取室内照度值，然后根据用户设定的目标照度值和室内照度值对N个并联的采光模块进行启停控制后，获取控制结果和室内照度值反馈给使用人员。

综上，本发明实施例提供了一种分区智能百叶外遮阳采光系统，采用模块化的设计可轻松适应不同建筑、不同使用人员个性化的需求，实现系统多功能化、模块化的特点，降低成本，同时提高室内自然采光效果。此外本发明还提供了一种分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，采用1级控制方式对每个采光模块进行控制，数据处理简单，并且有利于系统的兼容扩展，通用性强。

同时，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。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (8)

1.一种分区智能百叶外遮阳采光系统，其特征在于：

包括照度传感器、控制模块、遮阳采光模组、电源模块、总线和导线；所述照度传感器、控制模块和遮阳采光模组分别连接在总线上，并通过总线传输信号；所述总线为1-wire结构，包括2根电源线、1根数据线和1根地线；所述遮阳采光模组包括并联的N级采光模块，并连接在总线上；所述的采光模块设计为模块化结构，能够任意增减和互相替换；所述的电源模块一端通过导线连接到建筑物的供电接口，另一端与总线连接并为总线提供电源。

2.根据权利要求1所述的分区智能百叶外遮阳采光系统，其特征在于：

所述控制模块通过广域网或局域网与移动设备相连，照度传感器和遮阳采光模组通过总线分别将室内照度值和执行情况反馈给控制模块，控制模块再通过广域网或局域网将信息传递到移动设备，使用人员通过移动设备发送指令，通过广域网或局域网传输给控制模块，控制模块再将控制信号传输到遮阳采光模组进行调节控制。

3.根据权利要求1所述的分区智能百叶外遮阳采光系统，其特征在于：

所述采光模块包括外框、百叶片、铰接固定件、百叶控制电机、尼龙拉丝、可伸缩杆和可伸缩杆控制电机；

所述铰接固定件设置于外框顶部，用于外框在建筑外墙上的固定，使得外框能够绕着固定件作90度旋转；

所述百叶片的开启、关闭及旋转角度由百叶控制电机通过尼龙拉丝连接控制；

所述百叶片的叶片表面涂有反射涂层；

所述可伸缩杆一端固定在外框底部，另一端固定在建筑外墙上，并由可伸缩杆控制电机控制其伸缩长度。

4.根据权利要求1所述的分区智能百叶外遮阳采光系统，其特征在于：

所述百叶片的开启、关闭及旋转角度由百叶控制电机通过尼龙拉丝连接控制，同一级采光模块的各百叶片旋转角度相同，所述分区是指的是对N级采光模块进行分区，不同采光模块的百叶角度能够自由设置。

5.一种分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取用户设定的目标照度值，并通过照度传感器获取室内照度值；

根据所述用户设定的目标照度值和所述室内照度值对所述遮阳采光模组中的N级采光模块进行启停控制；如果用户设定的目标照度值E小于室内照度值，则对所述遮阳采光模组中的N级采光模块进行启动控制，控制步骤为按顺序控制1至N级采光模块中处于停机状态的模块启动，启动动作为可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度、百叶控制电机控制放下百叶片后控制百叶角度。

6.根据权利要求5所述的分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，其特征在于：

所述百叶片表面涂有反射涂层，伸缩杆将模块推出，放下百叶，能够将太阳光反射到室内，为室内空间提供自然采光；可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度、百叶控制电机控制放下百叶片后控制百叶角度具体包括：

可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆伸出预定的长度、百叶控制电机控制百叶角度旋转至预定角度，该角度下，能使得进入室内反射光最大。

7.根据权利要求5所述的分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，其特征在于：

如果用户设定的目标照度值E大于室内照度值，且所有采光模块均处于启动状态，则控制模块通过广域网或局域网将信息传递到移动设备，提示使用人员根据需要开启人工照明。

8.根据权利要求5所述的分区智能百叶外遮阳采光系统的控制方法，其特征在于：

如果用户设定的目标照度值E小于室内照度值，则按逆序控制1至N级采光模块中处于启动状态的模块，即依次控制N级、N-1级……1级采光模块，控制步骤为对所控制的某级采光模块逐步调节百叶片角度，实现室内目标照度值E的降低，若室内照度值不再降低，则控制该级模块停机，停机动作为可伸缩杆控制电机控制可伸缩杆的长度至最小，之后再控制调节下一级采光模块，直至室内照度值降低至目标照度值E。

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