CN117166872A - 一种智能门窗系统及其自动化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能门窗技术领域，且公开了一种智能门窗系统及其自动化控制方法，包括环境信息收集模块；住户行为习惯记录模块；数据分析模块；终端控制模块，用于根据收集模块采集到的环境参数和数据分析模块建立的门窗控制方案记忆模型库生成智能门窗控制策略，并依据智能门窗控制策略对建筑内各门窗进行自动化控制；该智能门窗系统及其自动化控制方法，通过对建筑内各门窗集成式作业，为住户提供基于大数据分析住户个人习惯而构建的智能化采光、通风方案，并在应对厨房等场所的燃气泄漏事故时，智能应对，根据具体情况提供建筑内各门窗协调开启以及与通风系统配合的安全应对措施，实现了更高效、更智能的门窗系统。

Description

一种智能门窗系统及其自动化控制方法

技术领域

本发明涉及智能门窗技术领域，具体为一种智能门窗系统及其自动化控制方法和电子设备。

背景技术

随着生活理念的提升，建筑房屋内门窗的智能化发展越来越受住户的重视，智能门窗的发展可为住户带来优质的采光、通风体验，带来节能、舒适、健康等有益的效果。智能门窗控制系统通常由无线遥控器、智能主控器、门窗控制器、门窗驱动器等组成。可具备防盗防劫、安全报警、自动关窗、调节通风等功能。

现有的智能门窗系统通常各个门窗的控制是单线程独立进行的，依靠各个门窗处安装的各类传感器对采光、通风以及防风防雨、安全报警等进行调控，而缺乏建筑的整体门窗智能协调作业功能，以应对如燃气泄漏等情况发生时通过建筑内各个门窗的协调开启构建更高效的解决方案。

因此，有必要提出一种智能门窗系统及其自动化控制方法，以解决上述提出的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种智能门窗系统及其自动化控制方法，具备通过对建筑内各门窗集成式作业，为住户提供基于大数据分析住户个人习惯而构建的智能化采光、通风方案，并在应对厨房等场所的燃气泄漏事故时，智能应对，根据具体情况提供建筑内各门窗协调开启以及与通风系统配合的安全应对措施，实现了更高效、更智能的门窗系统的有益效果，解决了上述背景技术中所提到的现有的智能门窗系统通常各个门窗的控制是单线程独立进行的，依靠各个门窗处安装的各类传感器对采光、通风以及防风防雨、安全报警等进行调控，而缺乏建筑的整体门窗智能协调作业功能，以应对如燃气泄漏等情况发生时通过建筑内各个门窗的协调开启构建更高效的解决方案的问题。

本发明提供如下技术方案：一种智能门窗系统，包括：环境信息收集模块，用于获取建筑的环境参数；

住户行为习惯记录模块，用于获取住户对建筑内各门窗人工控制参数；

数据分析模块，用于根据所述收集模块采集到的环境参数以及所述住户行为习惯记录模块采集到的门窗人工控制参数对住户的采光习惯和通风习惯进行分析建立门窗控制方案记忆模型库；

终端控制模块，用于根据所述收集模块采集到的环境参数和所述数据分析模块建立的门窗控制方案记忆模型库生成智能门窗控制策略，并依据智能门窗控制策略对建筑内各门窗进行自动化控制。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述信息收集模块包括：

光照信息收集单元，用于获取建筑内各门窗处的光照强度参数A1、光照方向参数A2和紫外线强度参数A3；

通风信息收集单元，用于获取建筑内各门窗处的风速参数B1和风向参数B2；

雨水信息收集单元，用于监测建筑内各门窗处是否出现雨水；

空气质量信息收集单元，用于监测建筑内各门窗处的PM2.5参数；

有害气体信息收集单元，用于监测建筑内厨房中是否出现燃气泄漏。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述智能门窗控制策略包括：

获取建筑的结构特征参数和建筑内各门窗特征参数，通过三维实景技术建立建筑三维模型；

根据所述有害气体信息收集单元监测的数据判断建筑内厨房中是否出现燃气泄漏；

若判断出现燃气泄漏，则执行第一门窗控制策略；

若判断未出现燃气泄漏，则执行第二门窗控制策略。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述第一门窗控制策略包括：

设定燃气泄漏量的阈值R1，若所述有害气体信息收集单元所监测到的燃气泄漏量大于等于阈值R1，则执行第一燃气泄漏应对策略；

若燃气泄漏量小于阈值R1，则对燃气泄漏情况进行持续监测，并设定燃气泄漏时间的阈值R2，若燃气泄漏的持续时间大于等于阈值R2，则执行燃气泄漏应对策略；

若燃气泄漏的持续时间小于阈值R2，则发出燃气泄漏二级警报，不对建筑内各门窗进行智能控制作应对处理。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述燃气泄漏应对策略包括：

设定厨房处与建筑内其余房间相连通的各门窗为W11、W12、W13……W1n，厨房处与建筑外界相连通的各门窗为W21、W22、W23……W2n；

首先关闭W11、W12、W13……W1n和W21、W22、W23……W2n，关闭燃气阀门，并发出燃气泄漏一级警报；

计算厨房处理论综合风向B2m和理论综合风速B1m，据此计算厨房内理论通风系统开启指数L，设定通风系统开启阈值Lm；

若理论通风系统开启指数L大于等于通风系统开启阈值Lm，则保持关闭W11、W12、W13……W1n，并控制W21、W22、W23……W2n开启到最大程度，同时开启通风系统将厨房内泄漏燃气排出；

具体的，计算厨房内理论通风系统开启指数L包括，根据所述通风信息收集单元采集到的参数，设定建筑内除厨房处的其余门窗为W31、W32、W33……W3n；

设定厨房处与建筑外界相连通的各门窗方向为矢量正方向，与矢量正方向相反的方向为矢量负方向，获取建筑内各门窗处的风速参数和风向参数，计算建筑内包括W21、W22、W23……W2n在内的与建筑外界相连通的各门窗在开启最大程度时气流在矢量正方向和矢量负方向连接线上的分气流风向和风速；

设定分气流风向与矢量正方向一致的各门窗为W1＇、W2＇、W3＇……Wn＇，对应的分气流风速为B1＇、B2＇、B3＇……Bn＇；

分气流风向与矢量负方向一致的各门窗为W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，对应的分气流风速为B1〞、B2〞、B3〞……Bn〞；

理论综合风速B1m=B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇-B1〞-B2〞-B3〞-……-Bn〞；

若理论综合风速B1m为负值或零，则理论通风系统开启指数L大于通风系统开启阈值Lm；

若理论综合风速B1m为正值，则根据所述有害气体信息收集单元获取泄漏燃气的体积V，以及获取W21、W22、W23……W2n各门窗的通风面积之和S，计算排尽泄露的燃气预估时间t=V÷（S×B1m×k），设定燃气安全排出时间ts；

若t大于等于ts，则判断理论通风系统开启指数L大于等于通风系统开启阈值Lm；

若t小于ts，则判断理论通风系统开启指数L小于通风系统开启阈值Lm。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述燃气泄漏应对策略还包括：

若理论通风系统开启指数L小于通风系统开启阈值Lm，则先开启W11、W12、W13……W1n到最大程度，间隔时间tm后，再开启W21、W22、W23……W2n到最大程度，通过自然通风将泄露的燃气排出建筑外；

具体的，计算间隔时间tm包括获取厨房内W11、W12、W13……W1n至W21、W22、W23……W2n的燃气排放理论最大距离L，间隔时间tm=L÷（B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇）+p；

在采用自然通风将泄露的燃气排出建筑外的过程中，通过所述通风信息收集单元获取W11、W12、W13……W1n处和W21、W22、W23……W2n处监测的实际综合风速B1m＇，每间隔标准时间tx将实时测得的实际综合风速B1m＇代替理论综合风速B1m计算实际通风系统开启指数L＇，若实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值的绝对值超过标准浮动值L〞，则判断实际综合风向B2m＇是否改变；

若实际综合风向位于矢量负方向，则先关闭包括W21、W22、W23……W2n在内的分气流风向与矢量负方向一致的各门窗W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，间隔时间ty后，再关闭W11、W12、W13……W1n，同时开启通风系统；

若实际综合风向位于矢量正方向且实际通风系统开启指数L＇小于通风系统开启阈值Lm，则仍保持自然通风将泄露的燃气排出建筑外，并在实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值为正值时不对各门窗进行控制，在实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值为负值时，减小W21、W22、W23……W2n的开启程度至消除差值；

若实际综合风向位于矢量正方向且实际通风系统开启指数L＇大于等于通风系统开启阈值Lm，则先关闭包括W21、W22、W23……W2n在内的分气流风向与矢量负方向一致的各门窗W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，间隔时间ty后，再关闭W11、W12、W13……W1n，同时开启通风系统。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述第二门窗控制策略包括：

根据所述住户行为习惯记录模块获取住户随时间轴变化控制建筑内各门窗开启与否以及开启程度，进而分析住户的采光习惯和通风习惯理论值，包括建筑内理论光照强度参数A1＇、理论光照方向参数A2＇和理论紫外线强度参数A3＇以及理论风速参数B1＇和理论风向参数B2＇，据此建立门窗控制方案记忆模型库；

根据所述光照信息收集单元实时监测的参数自门窗控制方案记忆模型库中检索方案调整各门窗遮光装置开启程度；

根据所述通风信息收集单元实时监测的参数自门窗控制方案记忆模型库中检索方案调整各门窗开启与否以及开启程度；

根据所述雨水信息收集单元实时监测出现雨水或根据所述空气质量信息收集单元实时监测PM2.5大于等于空气质量安全标准时，则关闭建筑内所有门窗。

作为本发明所述一种智能门窗系统的一种可选方案，其中：所述智能门窗控制策略还包括第三门窗控制策略：

当建筑内各门窗检测到发生损坏时，进行安全防盗警报，并关闭建筑内所有门窗。

本发明还提供如下技术方案：一种智能门窗系统的自动化控制方法，包括如下步骤：

根据所述数据分析模块对所述环境信息收集模块和所述住户行为习惯记录模块采集的参数进行智能分析，通过所述终端控制模块多线程执行第一门窗控制策略、第二门窗控制策略和第三门窗控制策略。

本发明还提供如下技术方案：一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的智能门窗系统。

本发明具备以下有益效果：

该智能门窗系统及其自动化控制方法，在应对建筑内燃气泄漏的紧急情况时，依据燃气泄漏的具体情况，与建筑内户型特征结合，先计算理论上最佳的排出燃气方案，规划采用自然通风排气和开启通风系统排气，在利用自然通风排出燃气时，通过各门窗的先后开启和开启程度配合，使得燃气在自然风作用下排出建筑外。并且在实施过程中依据实际测得的参数实时进行调试，以在减少能源浪费的情况下，更加智能和迅速的解除燃气泄漏风险。

并通过在模拟场景下构建不同光照条件、自然风条件下的门窗控制方案，采集建筑住户日常采光习惯和通风习惯建立模型记忆，从而能够预测用户行为偏好，根据实时环境条件从建筑门窗控制方案模型库中迅速分析对比出最佳方案进行执行，使得建筑内各房间的门窗控制下实现的房屋采光效果和通风效果能够智能贴合住户习惯。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1为本发明的燃气泄漏应对策略原理图。

图2为本发明的电子设备框图。

实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

实施例一

本申请通过对建筑内外环境的条件感知，对建筑外部环境感知如光线、温度和湿度等条件，控制各门窗的开合程度，并具体依赖对住户自主控制各门窗的行为习惯进行数据分析，学习算法，预测用户行为偏好。实现更高效的能源管理，进一步降低能源浪费。并可与建筑的整体智能系统集成，增强能效的推动，提升环保节能潜力。

本申请一方面，提出一种智能门窗系统，包括：

环境信息收集模块，用于获取建筑的环境参数；

住户行为习惯记录模块，用于获取住户对建筑内各门窗人工控制参数；

数据分析模块，用于根据收集模块采集到的环境参数以及住户行为习惯记录模块采集到的门窗人工控制参数对住户的采光习惯和通风习惯进行分析建立门窗控制方案记忆模型库；

终端控制模块，用于根据收集模块采集到的环境参数和数据分析模块建立的门窗控制方案记忆模型库生成智能门窗控制策略，并依据智能门窗控制策略对建筑内各门窗进行自动化控制。

本实施例中：通过环境信息和住户行为习惯分析来自动调节窗户的状态，在不同的外界光照条件和自然风条件下，实现室内采光和通风条件的最优控制，减少室内空调系统的损耗。

具体的，实施智能门窗控制策略可使用的终端设备包括各类可自动控制开合的门窗、自动控制开合的遮光装置如电动窗帘等，以及各类监测环境数据的传感器，通风系统如排气扇等，报警装置如报警灯、报警铃。

下面将具体描述各个步骤的实施方案。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，信息收集模块包括：

光照信息收集单元，用于获取建筑内各门窗处的光照强度参数A1、光照方向参数A2和紫外线强度参数A3；

通风信息收集单元，用于获取建筑内各门窗处的风速参数B1和风向参数B2；

雨水信息收集单元，用于监测建筑内各门窗处是否出现雨水；

空气质量信息收集单元，用于监测建筑内各门窗处的PM2.5参数；

有害气体信息收集单元，用于监测建筑内厨房中是否出现燃气泄漏。

本实施例中：所采集的环境参数包括室内和室外的各类参数，如各个门窗处所感知的气流的风速和风向，光照强度、光线方向以及光线中包含的紫外线强度，是否有雨水发生，室外的PM2.5是否超标。以及最重要的，室内如有厨房的设置，则重点对厨房的燃气是否泄漏进行监测。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，智能门窗控制策略包括：

获取建筑的结构特征参数和建筑内各门窗特征参数，通过三维实景技术建立建筑三维模型；

根据有害气体信息收集单元监测的数据判断建筑内厨房中是否出现燃气泄漏；

若判断出现燃气泄漏，则执行第一门窗控制策略；

若判断未出现燃气泄漏，则执行第二门窗控制策略。

第一门窗控制策略包括：

设定燃气泄漏量的阈值R1，若有害气体信息收集单元所监测到的燃气泄漏量大于等于阈值R1，则执行第一燃气泄漏应对策略；

若燃气泄漏量小于阈值R1，则对燃气泄漏情况进行持续监测，并设定燃气泄漏时间的阈值R2，若燃气泄漏的持续时间大于等于阈值R2，则执行燃气泄漏应对策略；

若燃气泄漏的持续时间小于阈值R2，则发出燃气泄漏二级警报，不对建筑内各门窗进行智能控制作应对处理。

本实施例中：通过监测是否出现燃气泄漏，将各门窗的控制策略分为日常使用和紧急应对两种情况。在出现燃气泄漏的紧急应对情况时，首先对燃气泄漏的情况进行判断，若燃气泄漏量较小，例如可设置阈值R1为20%lel，低于该值可能是厨房内燃气灶使用时开关打开出现错误导致的少量燃气泄漏。

此时需对燃气泄漏情况进行持续判断，可设定阈值R2为30s，若小于该数值，则说明燃气泄漏可能是人为操作燃气灶失误导致的，只需正确打开燃气灶即可解决，而若是监测到的燃气泄漏量持续增长，且持续时间大于30s，则说明泄漏情况确实存在，而不是人为操作失误导致的短暂情况，此时就需要采用燃气泄漏应对策略。并且可通过进行燃气泄漏二级警报来提醒住户，具体的，可使用声光报警或在室内无人时通过手机APP连接通知。

而若是燃气泄漏量高于了R1，则说明可能有较为严重的燃气泄漏事故发生。需作出燃气泄漏应对策略。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，燃气泄漏应对策略包括：

设定厨房处与建筑内其余房间相连通的各门窗为W11、W12、W13……W1n，厨房处与建筑外界相连通的各门窗为W21、W22、W23……W2n；

首先关闭W11、W12、W13……W1n和W21、W22、W23……W2n，关闭燃气阀门，并发出燃气泄漏一级警报；

计算厨房处理论综合风向B2m和理论综合风速B1m，据此计算厨房内理论通风系统开启指数L，设定通风系统开启阈值Lm；

若理论通风系统开启指数L大于等于通风系统开启阈值Lm，则保持关闭W11、W12、W13……W1n，并控制W21、W22、W23……W2n开启到最大程度，同时开启通风系统将厨房内泄漏燃气排出；

具体的，计算厨房内理论通风系统开启指数L包括，根据通风信息收集单元采集到的参数，设定建筑内除厨房处的其余门窗为W31、W32、W33……W3n；

设定厨房处与建筑外界相连通的各门窗方向为矢量正方向，与矢量正方向相反的方向为矢量负方向，获取建筑内各门窗处的风速参数和风向参数，计算建筑内包括W21、W22、W23……W2n在内的与建筑外界相连通的各门窗在开启最大程度时气流在矢量正方向和矢量负方向连接线上的分气流风向和风速；

设定分气流风向与矢量正方向一致的各门窗为W1＇、W2＇、W3＇……Wn＇，对应的分气流风速为B1＇、B2＇、B3＇……Bn＇；

分气流风向与矢量负方向一致的各门窗为W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，对应的分气流风速为B1〞、B2〞、B3〞……Bn〞；

理论综合风速B1m=B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇-B1〞-B2〞-B3〞-……-Bn〞；

若理论综合风速B1m为负值或零，则理论通风系统开启指数L大于通风系统开启阈值Lm；

若理论综合风速B1m为正值，则根据有害气体信息收集单元获取泄漏燃气的体积V，以及获取W21、W22、W23……W2n各门窗的通风面积之和S，计算排尽泄露的燃气预估时间t=V÷（S×B1m×k），设定燃气安全排出时间ts；

若t大于等于ts，则判断理论通风系统开启指数L大于等于通风系统开启阈值Lm；

若t小于ts，则判断理论通风系统开启指数L小于通风系统开启阈值Lm。

本实施例中：在应对燃气泄漏时，传统的应对方案是打开所有门窗，同时开足通风系统，但在该过程中，燃气可能通过厨房与建筑内其他房间的连通泄露到其他房间，对建筑内住户产生安全威胁。而若是选择关闭所有门窗，仅依靠通风系统，则一方面排气的效果有限，另一方面，不论泄露量的多少均采用通风系统则不利于节能环保。

本申请作出的改进在于，考虑是否可以利用自然风与通风系统结合排出泄漏的燃气。首先将如图1中所示的厨房与室外连通的门窗W21以及厨房与室内连通的门窗W11和W12均及时关闭，避免燃气泄漏至其他空间，并关闭燃气阀门。

然后进一步对自然风的可利用情况进行判断，如图1中所示水平向右方向为矢量正方向，水平向左方向为矢量负方向，先对其进行有效性判断，如图1中W34处未检测到有效自然风，气流量很小，则此处不作考虑，W34可保持开启或关闭不影响整体策略。

与矢量正方向一致的各门窗，则W31为W1＇，W32为W2＇，W33为W3＇，与矢量负方向一致的各门窗W21为W1〞，而W35和W12，考虑到利用自然风所需求的是尽量令自然风从W11进入从W21排出，则W35处若有分气流与矢量负方向一致的情况，则明显不利于利用自然风，可排除出计算外，选择关闭W12或W12和W35。

接下来计算各分气流的风速，以W21处为例，该处自然风与矢量负方向的夹角为30°，风速为10m/s，则在矢量负方向上的分气流风速B1〞为8.66m/s，同理，依次对其余各分气流方向与矢量正方向一致的进行计算。

如设置B1m为负值或零，则可为L赋予一绝对大的值，使其超过Lm，此时就说明不易使用自然风，则保持W11和W12的封闭，开启通风系统，最大程度开启W21，令泄露的燃气排出。

如设置B1m为正值，则要考虑到使用自然风排出燃气的情况下使用的时间是否过长，以保证安全。可设置B1m=13.5m/s-8.66m/s=4.84m/s，设置泄漏燃气的体积V为10m³，W21的通风面积为1.5m，k为调节系数，考虑到自然风所裹挟的气流不可能完全是泄露的燃气，可设定k=0.02，则排尽泄露的燃气预估时间为68.9s，设定燃气安全排出时间ts为45s，则赋予L一绝对大的值，此时同样不易使用自然风排出燃气，与上述操作相同利用通风系统。

如设置B1m=18.6m/s-8.66m/s=9.94m/s，其余条件相同，则排尽泄露的燃气预估时间为33.53s，则赋予L一小值使其小于Lm，此时可采用打开W31、W32、W33、W11和W21，利用自然风将燃气排出。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，燃气泄漏应对策略还包括：

若理论通风系统开启指数L小于通风系统开启阈值Lm，则先开启W11、W12、W13……W1n到最大程度，间隔时间tm后，再开启W21、W22、W23……W2n到最大程度，通过自然通风将泄露的燃气排出建筑外；

具体的，计算间隔时间tm包括获取厨房内W11、W12、W13……W1n至W21、W22、W23……W2n的燃气排放理论最大距离L，间隔时间tm=L÷（B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇）+p；

在采用自然通风将泄漏的燃气排出建筑外的过程中，通过通风信息收集单元获取W11、W12、W13……W1n处和W21、W22、W23……W2n处监测的实际综合风速B1m＇，每间隔标准时间tx将实时测得的实际综合风速B1m＇代替理论综合风速B1m计算实际通风系统开启指数L＇，若实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值的绝对值超过标准浮动值L〞，则判断实际综合风向B2m＇是否改变；

若实际综合风向位于矢量负方向，则先关闭包括W21、W22、W23……W2n在内的分气流风向与矢量负方向一致的各门窗W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，间隔时间ty后，再关闭W11、W12、W13……W1n，同时开启通风系统；

若实际综合风向位于矢量正方向且实际通风系统开启指数L＇小于通风系统开启阈值Lm，则仍保持自然通风将泄露的燃气排出建筑外，并在实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值为正值时不对各门窗进行控制，在实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值为负值时，减小W21、W22、W23……W2n的开启程度至消除差值；

若实际综合风向位于矢量正方向且实际通风系统开启指数L＇大于等于通风系统开启阈值Lm，则先关闭包括W21、W22、W23……W2n在内的分气流风向与矢量负方向一致的各门窗W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，间隔时间ty后，再关闭W11、W12、W13……W1n，同时开启通风系统。

本实施例中：进一步的，为W11和W21的开启赋予顺序，例如设置L=10m，B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇=15m/s，设定缓冲时间p=20s，则间隔时间tm=26.67s，则先开启W11，在间隔至少26.67s后，才打开W21，避免燃气在同时开启W11和W21时，矢量正方向的气流还未进入厨房中并产生将燃气裹挟向W21时，W21就打开。

同时，由于建筑内布局对气流产生的实际影响，使得W11处和W21处实际的风速与理论存在出入，因此，在选择开启W11和W21后，可选择每间隔标准时间tx为5s，对实际综合风速B1m＇进行校准，若计算数值出现浮动，则采取相应的应对。

如实际风向发生完全的转向，则此时及时封闭W11和W21，并存在先后顺序，先关闭W21阻止负方向的气流再进入，W11则可有一定的缓冲时间ty。同时选择使用通风系统。

如实际综合风向仍是矢量正方向，且浮动值不大，则仍使用自然风排出燃气。如矢量正方向风速增大，则不需对门窗进行控制，如风速有所减小，则可相应的减少开启W21的程度，令流入的负方向风速减少。

如实际综合风向虽为正方向，但风速减弱太多，使得燃气预估的排出时间超时，则同样先关闭W21，再关闭W11，同时开启通风系统。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，第二门窗控制策略包括：

根据住户行为习惯记录模块获取住户随时间轴变化控制建筑内各门窗开启与否以及开启程度，进而分析住户的采光习惯和通风习惯理论值，包括建筑内理论光照强度参数A1＇、理论光照方向参数A2＇和理论紫外线强度参数A3＇以及理论风速参数B1＇和理论风向参数B2＇，据此建立门窗控制方案记忆模型库；

根据光照信息收集单元实时监测的参数自门窗控制方案记忆模型库中检索方案调整各门窗遮光装置开启程度；

根据通风信息收集单元实时监测的参数自门窗控制方案记忆模型库中检索方案调整各门窗开启与否以及开启程度；

根据雨水信息收集单元实时监测出现雨水或根据空气质量信息收集单元实时监测PM2.5大于等于空气质量安全标准时，则关闭建筑内所有门窗。

本实施例中：未发生燃气泄漏的紧急情况下，则事先模拟出各门窗开启与否以及各开启程度下的光照和通风等各种参数的组合记录入库，从而在实际情况下存在实时变化的建筑外部环境条件下作出快速应对，使得建筑内采光和通风符合住户人为操控结果。

在三维模拟场景中，可选择采用如PKPM-Daylight等软件来实现。首先通过还原构建出建筑三维模型，在场景中添加不同参数组合的光照条件以及自然风条件，再对建筑三维模型上的各门窗的开启程度、遮光装置的开启程度，等等也进行参数组合排列，在以上参数的排列组合过程得出可预见的各类情况组合，记录为建筑门窗控制方案模型库。

然后在实际智能控制的状况下，依据实时的光照条件和自然风条件从模型库中检索，作出最佳方案。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，智能门窗控制策略还包括第三门窗控制策略：

当建筑内各门窗检测到发生损坏时，进行安全防盗警报，并关闭建筑内所有门窗。

本实施例中：若存在安全风险时，起到防盗报警的作用。

实施例二

基于实施例1的实施原理，本申请另一方面，提出一种智能门窗系统的自动化控制方法，具体的，包括如下步骤：

根据数据分析模块对环境信息收集模块和住户行为习惯记录模块采集的参数进行智能分析，通过终端控制模块多线程执行第一门窗控制策略、第二门窗控制策略和第三门窗控制策略。

本实施例中：所示方法可以对应的执行上述系统实施例中的内容，本实施例未详细描述的部分，参照上述系统实施例中记载的内容，在此不再赘述。

实施例三

基于实施例1的实施原理，本申请另一方面，提出一种电子设备，具体的，请参阅图2，电子设备包括：

至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的智能门窗系统及其自动化控制方法。

本实施例中：图中示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PAD（平板电脑）等等的移动终端。图中示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图所示，电子设备可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等），其可以根据存储在只读存储器（ROM）中的程序或者从存储装置加载到随机访问存储器（RAM）中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置、ROM 以及RAM 通过总线彼此相连。输入/输出（I/O）接口也连接至总线。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置从网络上被下载和安装，或者从存储装置被安装，或者从ROM被安装。在该计算机程序被处理装置执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，该模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框，以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能门窗系统，其特征在于，包括：

环境信息收集模块，用于获取建筑的环境参数；

住户行为习惯记录模块，用于获取住户对建筑内各门窗人工控制参数；

数据分析模块，用于根据所述收集模块采集到的环境参数以及所述住户行为习惯记录模块采集到的门窗人工控制参数对住户的采光习惯和通风习惯进行分析建立门窗控制方案记忆模型库；

终端控制模块，用于根据所述收集模块采集到的环境参数和所述数据分析模块建立的门窗控制方案记忆模型库生成智能门窗控制策略，并依据智能门窗控制策略对建筑内各门窗进行自动化控制。

2.根据权利要求1所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述信息收集模块包括：

光照信息收集单元，用于获取建筑内各门窗处的光照强度参数A1、光照方向参数A2和紫外线强度参数A3；

通风信息收集单元，用于获取建筑内各门窗处的风速参数B1和风向参数B2；

雨水信息收集单元，用于监测建筑内各门窗处是否出现雨水；

空气质量信息收集单元，用于监测建筑内各门窗处的PM2.5参数；

有害气体信息收集单元，用于监测建筑内厨房中是否出现燃气泄漏。

3.根据权利要求2所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述智能门窗控制策略包括：

获取建筑的结构特征参数和建筑内各门窗特征参数，通过三维实景技术建立建筑三维模型；

根据所述有害气体信息收集单元监测的数据判断建筑内厨房中是否出现燃气泄漏；

若判断出现燃气泄漏，则执行第一门窗控制策略；

若判断未出现燃气泄漏，则执行第二门窗控制策略。

4.根据权利要求3所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述第一门窗控制策略包括：

设定燃气泄漏量的阈值R1，若所述有害气体信息收集单元所监测到的燃气泄漏量大于等于阈值R1，则执行第一燃气泄漏应对策略；

若燃气泄漏量小于阈值R1，则对燃气泄漏情况进行持续监测，并设定燃气泄漏时间的阈值R2，若燃气泄漏的持续时间大于等于阈值R2，则执行燃气泄漏应对策略；

若燃气泄漏的持续时间小于阈值R2，则发出燃气泄漏二级警报，不对建筑内各门窗进行智能控制作应对处理。

5.根据权利要求4所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述燃气泄漏应对策略包括：

设定厨房处与建筑内其余房间相连通的各门窗为W11、W12、W13……W1n，厨房处与建筑外界相连通的各门窗为W21、W22、W23……W2n；

首先关闭W11、W12、W13……W1n和W21、W22、W23……W2n，关闭燃气阀门，并发出燃气泄漏一级警报；

计算厨房处理论综合风向B2m和理论综合风速B1m，据此计算厨房内理论通风系统开启指数L，设定通风系统开启阈值Lm；

若理论通风系统开启指数L大于等于通风系统开启阈值Lm，则保持关闭W11、W12、W13……W1n，并控制W21、W22、W23……W2n开启到最大程度，同时开启通风系统将厨房内泄漏燃气排出；

具体的，计算厨房内理论通风系统开启指数L包括，根据所述通风信息收集单元采集到的参数，设定建筑内除厨房处的其余门窗为W31、W32、W33……W3n；

设定厨房处与建筑外界相连通的各门窗方向为矢量正方向，与矢量正方向相反的方向为矢量负方向，获取建筑内各门窗处的风速参数和风向参数，计算建筑内包括W21、W22、W23……W2n在内的与建筑外界相连通的各门窗在开启最大程度时气流在矢量正方向和矢量负方向连接线上的分气流风向和风速；

设定分气流风向与矢量正方向一致的各门窗为W1＇、W2＇、W3＇……Wn＇，对应的分气流风速为B1＇、B2＇、B3＇……Bn＇；

分气流风向与矢量负方向一致的各门窗为W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，对应的分气流风速为B1〞、B2〞、B3〞……Bn〞；

理论综合风速B1m=B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇-B1〞-B2〞-B3〞-……-Bn〞；

若理论综合风速B1m为负值或零，则理论通风系统开启指数L大于通风系统开启阈值Lm；

若理论综合风速B1m为正值，则根据所述有害气体信息收集单元获取泄漏燃气的体积V，以及获取W21、W22、W23……W2n各门窗的通风面积之和S，计算排尽泄露的燃气预估时间t=V÷（S×B1m×k），设定燃气安全排出时间ts；

若t大于等于ts，则判断理论通风系统开启指数L大于等于通风系统开启阈值Lm；

若t小于ts，则判断理论通风系统开启指数L小于通风系统开启阈值Lm。

6.根据权利要求5所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述燃气泄漏应对策略还包括：

若理论通风系统开启指数L小于通风系统开启阈值Lm，则先开启W11、W12、W13……W1n到最大程度，间隔时间tm后，再开启W21、W22、W23……W2n到最大程度，通过自然通风将泄露的燃气排出建筑外；

具体的，计算间隔时间tm包括获取厨房内W11、W12、W13……W1n至W21、W22、W23……W2n的燃气排放理论最大距离L，间隔时间tm=L÷（B1＇+B2＇+B3＇+……+Bn＇）+p；

在采用自然通风将泄露的燃气排出建筑外的过程中，通过所述通风信息收集单元获取W11、W12、W13……W1n处和W21、W22、W23……W2n处监测的实际综合风速B1m＇，每间隔标准时间tx将实时测得的实际综合风速B1m＇代替理论综合风速B1m计算实际通风系统开启指数L＇，若实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值的绝对值超过标准浮动值L〞，则判断实际综合风向B2m＇是否改变；

若实际综合风向位于矢量负方向，则先关闭包括W21、W22、W23……W2n在内的分气流风向与矢量负方向一致的各门窗W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，间隔时间ty后，再关闭W11、W12、W13……W1n，同时开启通风系统；

若实际综合风向位于矢量正方向且实际通风系统开启指数L＇小于通风系统开启阈值Lm，则仍保持自然通风将泄露的燃气排出建筑外，并在实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值为正值时不对各门窗进行控制，在实际通风系统开启指数L＇与理论通风系统开启指数L的差值为负值时，减小W21、W22、W23……W2n的开启程度至消除差值；

若实际综合风向位于矢量正方向且实际通风系统开启指数L＇大于等于通风系统开启阈值Lm，则先关闭包括W21、W22、W23……W2n在内的分气流风向与矢量负方向一致的各门窗W1〞、W2〞、W3〞……Wn〞，间隔时间ty后，再关闭W11、W12、W13……W1n，同时开启通风系统。

7.根据权利要求3所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述第二门窗控制策略包括：

根据所述住户行为习惯记录模块获取住户随时间轴变化控制建筑内各门窗开启与否以及开启程度，进而分析住户的采光习惯和通风习惯理论值，包括建筑内理论光照强度参数A1＇、理论光照方向参数A2＇和理论紫外线强度参数A3＇以及理论风速参数B1＇和理论风向参数B2＇，据此建立门窗控制方案记忆模型库；

根据所述光照信息收集单元实时监测的参数自门窗控制方案记忆模型库中检索方案调整各门窗遮光装置开启程度；

根据所述通风信息收集单元实时监测的参数自门窗控制方案记忆模型库中检索方案调整各门窗开启与否以及开启程度；

根据所述雨水信息收集单元实时监测出现雨水或根据所述空气质量信息收集单元实时监测PM2.5大于等于空气质量安全标准时，则关闭建筑内所有门窗。

8.根据权利要求3所述的一种智能门窗系统，其特征在于，所述智能门窗控制策略还包括第三门窗控制策略：

当建筑内各门窗检测到发生损坏时，进行安全防盗警报，并关闭建筑内所有门窗。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种智能门窗系统的自动化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据所述数据分析模块对所述环境信息收集模块和所述住户行为习惯记录模块采集的参数进行智能分析，通过所述终端控制模块多线程执行第一门窗控制策略、第二门窗控制策略和第三门窗控制策略。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述权利要求1-8中任一项所述的智能门窗系统。