一种智能门窗系统及其自动化控制方法与流程

本发明涉及智能门窗，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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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；

3、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；

4、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；

5、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。

6、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：

7、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；

8、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；

9、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；

10、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；

11、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。

12、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：

13、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；

14、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；

15、若判断出现燃气泄漏，则执行第一门窗控制策略；

16、若判断未出现燃气泄漏，则执行第二门窗控制策略。

17、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：

18、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；

19、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；

20、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。

21、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：

22、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；

23、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；

24、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；

25、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；

26、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；

27、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；

28、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＇；

29、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〞；

30、理论综合风速b1m=b1＇+b2＇+b3＇+……+bn＇-b1〞-b2〞-b3〞-……-bn〞；

31、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；

32、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；

33、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；

34、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。

35、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：

36、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；

37、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；

38、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；

39、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；

40、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；

41、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。

42、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：

43、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；

44、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；

45、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；

46、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。

47、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：

48、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。

49、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：

50、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。

51、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：

52、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；

53、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。

54、本发明具备以下有益效果：

55、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。

56、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。