一种智能遮阳集成系统窗及其控制方法与流程

本申请涉及窗技术领域，尤其是涉及一种智能遮阳集成系统窗及其控制方法。

背景技术：

系统窗是通过研发，对整体方案资料、功能、质量进行全面检测，对各部件进行严格的测试和检验，在达到预期的方针后再推出的成熟产品。运用系统集成的理念，基于不同地域气候和使用功能要求研发窗系统，按照严格的程序进行系统窗的设计、制造和安装，以生产具备高可靠性、高性价比的系统窗。系统窗将功能与系统完美有机组合，使得窗户的气密性能、水密性能、抗风压性能、保温性能和隔声性能等比普通窗户更好。

建筑遮阳技术是一项投入少、节能效果明显、有利于提高居住和办公舒适性的建筑节能技术。就某预设厚度的普通玻璃窗而言，投射到玻璃上的太阳辐射热中，有83％的热量将进入室内，其中直接透射进入的热量占77％，吸收后对流、辐射进入的热量占6％。可见，透过窗户的太阳辐射是建筑得热和空调负荷的主要内容，这也使得遮阳集成系统窗越来越多地受到人们的重视。

而遮阳集成系统窗在遮阳性能上的研发较少，遮阳集成系统窗的遮阳效果一般，如何调控集成系统窗，使得集成系统窗的遮阳效率达到较佳状态，是目前亟需解决的问题。

针对上述中的相关技术，申请人认为存在有现有的遮阳集成系统窗的遮阳效果差的缺陷。

技术实现要素：

为了改善遮阳集成系统窗的遮阳效果，本申请提供了一种智能遮阳集成系统窗及其控制方法。

本申请目的一是提供一种智能遮阳集成系统窗，具有改善遮阳集成系统窗遮阳效果的特点。

本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能遮阳集成系统窗，包括窗框和位于窗框内的玻璃体，所述玻璃体内设用于填充惰性气体的空腔，所述空腔内还设置有百叶帘和用于控制百叶帘收卷和翻转角度的遮阳调节组件，所述遮阳调节组件电性连接有微控制器，所述微控制器还电性连接有自动气象站；

所述微控制器建立阴影模型；

预设参考点，所述微控制器基于所述阴影模型，将所述参考点每天的阴影变化计算出来；

所述微控制器获取所述自动气象站的数据信息，依据当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算；

预设阴影参考值，所述微控制器基于参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角，计算出所述遮阳调节组件的控制结果；

所述微控制器将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至所述遮阳调节组件，控制所述百叶帘的折叠展开和翻转角度，使得所述百叶帘的遮阳效率达到较佳状态。

通过采用上述技术方案，位于空腔内的惰性气体可减慢流经玻璃体的热对流，使得玻璃体的导热性减弱，从而降低玻璃体的传热效率，使得玻璃体的保温性能和节能效果更好；微控制器建立阴影模型，并根据预设参考点，计算参考点每天的阴影变化；微控制器获取自动气象站的数据信息，依据自动气象站的当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算；微控制器基于参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角和预设阴影参考值，计算出遮阳调节组件的控制结果；微控制器将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至遮阳调节组件，控制百叶帘的折叠展开和翻转角度，使得百叶帘的遮阳效率达到较佳状态；进而微控制器根据参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角、预设阴影参考值，智能调控遮阳调节组件，以使百叶帘的遮阳效率达到较佳状态，改善了遮阳集成系统窗的遮阳效果。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阴影模型包括数据获取模块、学习训练模块和阴影模型输出模块；

所述数据获取模块，用于获取大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角；

所述学习训练模块，基于所述数据获取模块获取的大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角进行学习训练，建立以大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度和当前时刻的太阳仰角和方位角为输入参数，当前时刻对应的阴影大小为输出参数的阴影模型；

所述阴影模型输出模块，输出所述学习训练模块建立的阴影模型。

通过采用上述技术方案，数据获取模块获取建立阴影模型所需的数据信息；学习训练模块学习训练数据获取模块获取的数据信息，建立以大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度和当前时刻的太阳仰角和方位角为输入参数，当前时刻对应的阴影大小为输出参数的阴影模型；阴影模型输出模块输出学习训练模块建立的阴影模型，以用于计算预设参考点每天的阴影变化，作为调控遮阳调节组件的数据依据。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阴影模型还包括所述规律库模块，

所述规律库模块用于存储所述学习训练模块输出的阴影模型并定期获取所述数据获取模块的数据，更新所述阴影模型；

所述阴影模型输出模块，根据所述学习训练模块建立的阴影模型和所述规律库模块更新的阴影模型，输出已更新的阴影模型。

通过采用上述技术方案，规律库模块存储学习训练模块输出的阴影模型并定期获取数据获取模块的数据，更新阴影模型，输出已更新的阴影模型，以使得阴影模型更符合遮阳集成系统窗实际的光照情况，有利于更好地调控遮阳调节组件以使得遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述百叶帘包括若干转动帘片和若干移动帘片，转动帘片和移动帘片依次水平间隔设置，所述转动帘片和所述移动帘片的一侧边相互铰接，所述遮阳调节组件包括若干定位块、若干滑动块和驱动机构，若干所述定位块间隔设置且与所述转动帘片的一端固定连接，若干所述滑动块间隔设置在所述定位块之间且与所述移动帘片的一端固定连接，所述驱动机构驱动所述滑动块朝靠近或远离定位块的方向滑动，调节转动帘片和移动帘片的相对位置。

通过采用上述技术方案，根据智能调控的控制信号，驱动机构驱动滑动块朝靠近或远离定位块的方向滑动，以带动与滑动块固定的移动帘片移动，又因转动帘片和移动帘片的一侧边相互铰接，移动帘片移动带动转动帘片转动，使得移动帘片和转动帘片之间的夹角发生改变，进而达到调节移动帘片与转动帘片之间相对位置的作用，实现智能调控遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态的目的。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动机构包括电机和丝杆，所述定位块固定在所述丝杆上，所述滑动块螺纹连接于所述丝杆上，所述电机的输出轴与所述丝杆的端部固定连接。

通过采用上述技术方案，启动电机，电机驱动丝杆转动，丝杆带动与其螺纹连接的滑动块滑动，实现滑动块与定位块之间相对位置的调节，进而调节移动帘片与转动帘片之间的相对位置，以智能调控遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：若干所述定位块分别位于所述转动帘片的两端位置，若干所述滑动块分别位于所述移动帘片的两端位置，所述窗框内设置有用于传动相对设置的所述滑动块同步靠近或同步远离定位块的传动机构。

通过采用上述技术方案，若干定位块分别位于转动帘片的两端位置，以更好地限制转动帘片的位置；若干滑动块分别位于移动帘片的两端位置，以更好地带动移动帘片移动；同时，传动机构传动相对设置的滑动块同步靠近或同步远离定位块，以实现移动帘片与转动帘片之间相对位置的调节，操作方便。

本申请目的二是提供一种智能遮阳集成系统窗的控制方法，具有改善遮阳集成系统窗遮阳效果的特点。

本申请的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能遮阳集成系统窗的控制方法，基于上述的智能遮阳集成系统窗，包括以下步骤，

建立阴影模型；

预设参考点，基于所述阴影模型，将所述参考点每天的阴影变化计算出来；

获取当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算；

预设阴影参考值，基于参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角，计算出所述遮阳调节组件的控制结果；

将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至所述驱动机构的电机，根据预设阴影参考值控制所述电机的转速和转动方向，使得所述驱动机构的丝杆转动，驱动所述滑动块沿丝杆的侧面朝靠近或远离所述定位块的方向滑动，改变所述移动帘片与所述转动帘片的相对位置，以控制百叶帘的折叠展开和翻转角度，使所述百叶帘的遮阳效率达到较佳状态。

通过采用上述技术方案，微控制器建立阴影模型，并根据预设参考点，计算参考点每天的阴影变化；微控制器获取自动气象站的数据信息，依据自动气象站的当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算；微控制器基于参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角和预设阴影参考值，计算出遮阳调节组件的控制结果；微控制器将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至电机，电机带动丝杆转动，丝杆带动滑动块朝靠近或远离定位块的方向滑动，改变移动帘片与转动帘片的相对位置，以控制百叶帘的折叠展开和翻转角度，使得百叶帘的遮阳效率达到较佳状态；进而微控制器根据参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角、预设阴影参考值，智能调控遮阳调节组件，使百叶帘的遮阳效率达到较佳状态，改善了遮阳集成系统窗的遮阳效果。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：建立阴影模型的步骤包括，

获取大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角；

基于大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角进行学习训练，建立以大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度和当前时刻的太阳仰角和方位角为输入参数，当前时刻对应的阴影大小为输出参数的阴影模型；

输出所述阴影模型。

通过采用上述技术方案，获取建立阴影模型所需的数据信息并进行学习训练；建立以大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度和当前时刻的太阳仰角和方位角为输入参数，当前时刻对应的阴影大小为输出参数的阴影模型；输出建立的阴影模型，以用于计算预设参考点每天的阴影变化，作为调控遮阳调节组件的数据依据。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：输出所述阴影模型前，

存储建立的所述阴影模型，定期获取大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角的数据，更新所述阴影模型；

根据建立的阴影模型和更新的阴影模型，输出已更新的阴影模型。

通过采用上述技术方案，存储建立的阴影模型并定期获取数据更新阴影模型，输出已更新的阴影模型，以使得阴影模型更符合遮阳集成系统窗实际的光照情况，有利于更好地调控遮阳调节组件以使得遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.微控制器根据参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角、预设阴影参考值，智能调控遮阳调节组件，以使百叶帘的遮阳效率达到较佳状态，改善了遮阳集成系统窗的遮阳效果；

2.获取建立阴影模型所需的数据信息并进行学习训练，建立阴影模型，以用于计算预设参考点每天的阴影变化，作为调控遮阳调节组件的数据依据；

3.定期获取数据更新阴影模型，输出已更新的阴影模型，以使得阴影模型更符合遮阳集成系统窗实际的光照情况，有利于更好地调控遮阳调节组件以使得遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态；

4.控制信号使驱动机构的电机驱动丝杆转动，使滑动块朝靠近或远离定位块的方向滑动，移动帘片和转动帘片之间的夹角发生改变，进而达到调节移动帘片与转动帘片之间相对位置的作用，实现智能调控遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态的目的；

5.若干定位块分别位于转动帘片的两端位置，以更好地限制转动帘片的位置；若干滑动块分别位于移动帘片的两端位置，以更好地带动移动帘片移动；同时，传动机构传动相对设置的滑动块同步靠近或同步远离定位块，以实现移动帘片与移动帘片之间相对位置的调节，操作方便。

附图说明

图1是本申请其中一实施例一种智能遮阳集成系统窗的结构示意图。

图2是百叶帘和传动机构的位置关系示意图。

图3是遮阳调节组件与百叶帘、传动机构的位置关系示意图。

图4是图3中a部分的局部放大示意图。

图5是本申请其中一实施例一种智能遮阳集成系统窗的控制方法的流程示意图。

图6是建立阴影模型的步骤流程示意图。

附图标记说明：1、窗框；2、玻璃体；3、百叶帘；31、转动帘片；32、移动帘片；4、定位块；5、滑动块；6、丝杆；7、电机；8、链轮；9、链条；10、滑槽；11、安装框；12、导向槽。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。

参照图1，本申请实施例提供一种智能遮阳集成系统窗,包括窗框1和位于窗框1内的两块玻璃体2。窗框1的内底部上开设有供玻璃体2滑动的滑槽10，滑槽10有两个且平行设置，两块玻璃体2分别滑动在两个滑槽10内。当两块玻璃体2沿滑槽10滑动至相距最远的位置时，两块玻璃体2封闭窗框1的开口；当两块玻璃体2沿滑槽10滑动至相距最近的位置时，遮阳集成系统窗的通风面积达到最大化。

玻璃体2内开设有用于填充惰性气体的空腔，填充惰性气体的空腔可减慢流经玻璃体2的热对流，使得玻璃体2的导热性减弱，从而降低玻璃体2的传热效率，使得玻璃体2的保温性能和节能效果更好。

空腔内还设置有百叶帘3和用于控制百叶帘3的折叠展开和翻转角度的遮阳调节组件。百叶帘3展开时起到遮阳的作用。百叶帘3朝向室外的一面粘附有全反射薄膜，以起到向外辐射太阳光的作用，使得百叶帘3的遮阳效果更好。

遮阳调节组件电性连接有微控制器，微控制器还电性连接有自动气象站，微控制器响应于自动气象站的输出信号，控制遮阳调节组件工作，以调控百叶帘3的折叠展开和翻转角度。

具体地，调控遮阳调节组件前，微控制器先建立阴影模型。

接着，再预设参考点，即需要调控的百叶帘3所在位置的中心点，微控制器基于已建立的阴影模型，将参考点每天的阴影变化计算出来，获取集成系统窗所在位置的光照情况，作为控制百叶帘3收卷和翻转角度的参考依据。

其次，微控制器获取自动气象站的数据信息，依据当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算，以作为控制百叶帘3收卷和翻转角度的参考依据，利于调控百叶帘3翻转至恰当角度，使得遮阳集成系统窗的遮阳效果达到较佳状态。

预设阴影参考值，与参考点每天的阴影变化进行比较，微控制器基于参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角，计算出遮阳调节组件的控制结果。

微控制器将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至遮阳调节组件，控制百叶帘3的折叠展开和翻转角度，使得百叶帘3的遮阳效率达到较佳状态。

微控制器建立阴影模型，阴影模型包括数据获取模块、学习训练模块、规律库模块和阴影模型输出模块。

数据获取模块，用于获取大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角。

学习训练模块，基于数据获取模块获取的大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角进行学习训练，建立以大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度和当前时刻的太阳仰角和方位角为输入参数，当前时刻对应的阴影大小为输出参数的阴影模型。

规律库模块用于存储学习训练模块输出的阴影模型并定期获取数据获取模块的数据，更新阴影模型。

阴影模型输出模块，根据学习训练模块建立的阴影模型和规律库模块更新的阴影模型，输出已更新的阴影模型。

参照图2和图3，百叶帘3包括若干转动帘片31和若干移动帘片32，转动帘片31和移动帘片32依次水平间隔设置，相邻位置的每一块转动帘片31和每一块移动帘片32组成同一组，同一组转动帘片31和移动帘片32的一侧边相互铰接。若干转动帘片31和若干移动帘片32完全展开时，百叶帘3恰好覆盖玻璃体2朝向室外的一面。

遮阳调节组件包括若干定位块4、若干滑动块5和驱动机构，驱动机构驱动滑动块5朝靠近或远离定位块4的方向滑动，调节转动帘片31和移动帘片32的相对位置。

若干定位块4分别位于转动帘片31的两端位置且沿竖直方向间隔设置，若干滑动块5分别位于移动帘片32的两端位置且沿竖直方向间隔设置，位于转动帘片31两端位置的定位块4与转动帘片31的端部固定连接，位于移动帘片32两端位置的滑动块5与移动帘片32的端部固定连接。

参照图3和图4，驱动机构包括电机7和丝杆6，丝杆6有两根且分别沿竖直方向设置在移动帘片32和转动帘片31的两端位置，玻璃体2的空腔内在两侧位置沿高度方向分别固定有安装框11，若干定位块4分别固定在两根丝杆6的侧面上，若干滑动块5分别螺纹连接于两根丝杆6的侧面上，电机7的输出轴与其中一根丝杆6的端部固定连接。

参照图3，两个安装框11相对的一面上沿高度方向均开设有导向槽12，导向槽12起到导向滑动块5沿丝杆6的长度方向滑动的作用，滑动块5在丝杆6上滑动时，移动帘片32沿导向槽12的长度方向滑动，带动转动帘片31转动，以改变移动帘片32和转动帘片31之间的夹角。

参照图3和图4，窗框1内设置有用于传动相对设置的滑动块5同步靠近或同步远离定位块4的传动机构。传动机构包括两个链轮8和绕接在两个链轮8之间的链条9，两个链轮8分别固定在两根丝杆6的端部位置。本实施例中，传动机构位于丝杆6的上端部位置且位于滑动块5的滑动范围之外。

参照图5，本申请实施例还提供一种智能遮阳集成系统窗的控制方法，基于上述的智能遮阳集成系统窗，包括以下步骤，

微控制器内建立阴影模型。

微控制器内预设参考点，并基于阴影模型，计算获取参考点每天任一时刻的阴影变化值。

微控制器获取自动气象站的数据信息，根据当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算。

微控制器预设阴影参考值，基于参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角，计算出遮阳调节组件的控制结果。

微控制器将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至驱动机构的电机7，控制电机7的转速和转动方向，使得驱动机构的丝杆6转动，驱动滑动块5沿丝杆6的侧面朝靠近或远离定位块4的方向滑动，改变移动帘片32与转动帘片31的相对位置，以控制百叶帘3的折叠展开和翻转角度，使百叶帘3的遮阳效率达到较佳状态。

当光线较弱时，微控制器控制电机7驱动丝杆6转动，使滑动块5沿丝杆6的侧面朝靠近定位块4的方向滑动，使得移动帘片32与转动帘片31靠近叠合，百叶帘3折叠。

当光线较强时，微控制器控制电机7驱动丝杆6反向转动，使滑动块5沿丝杆6的侧面朝远离定位块4的方向滑动，使得移动帘片32与转动帘片31分离展开，百叶帘3展开。

参照图6，其中，建立阴影模型的步骤包括，

获取大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角。

基于大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻的阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角进行学习训练，建立以大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度和当前时刻的太阳仰角和方位角为输入参数，当前时刻对应的阴影大小为输出参数的阴影模型，用于推导遮阳集成系统窗所在位置的遮挡面积。

存储建立的阴影模型，定期获取大楼自身形体轮廓、大楼与周边建筑的楼间距、大楼的前一楼房高度、当前时刻阴影大小、此时对应的太阳仰角和方位角的数据，基于更新的数据更新阴影模型。

根据建立的阴影模型和更新的阴影模型，输出已更新的阴影模型。

本实施例的实施原理为：微控制器获取自动气象站的数据信息，依据自动气象站的当地气象资料和日照分析结果，对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算。

微控制器基于预先建立的阴影模型和预设参考点，计算参考点每天的阴影变化，以根据参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角和预设阴影参考值，计算出遮阳调节组件的控制结果。

微控制器将遮阳调节组件的控制结果以控制信号形式发送至遮阳调节组件，控制电机7的转速和转动方向，使得驱动机构的丝杆6转动，驱动滑动块5沿丝杆6的侧面朝靠近或远离定位块4的方向滑动，改变移动帘片32与转动帘片31的相对位置，以调节百叶帘3的折叠展开和翻转角度，使得百叶帘3的遮阳效率达到较佳状态。

进而微控制器根据参考点每天的阴影变化结果、当前时刻的太阳仰角和方位角、预设阴影参考值，智能调控遮阳调节组件，以使百叶帘3的遮阳效率达到较佳状态，改善了遮阳集成系统窗的遮阳效果。