全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛-以多功能智能节能百叶窗为例

全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛-以多功能智能节能百叶窗为例

孙万豪杨帆高家伟李婵媛俞祥虎肖宇

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辽宁科技大学

摘要：人类的文明发展随着时代的进步有了进一步的提升，在不同的时期人们家庭住所的环境和空间都有了比较高的要求，比如对采光和通风的高要求。这是社会的不断发展所实现的。多功能智能百叶窗增加了各种传感器，采集室内环境数据自动控制作动器来对室内的光亮，湿度，温度进行调节，并且还可以按照自己个性化的需要来对采光的程度进行调节百叶窗的开关，来使房间里面的环境达到完美的效果，满足了我们对生活的需要与追求。由于其自动调节的能力，避免使用电灯，加湿器，空调等电器对室内进行专门性调节。本产品还利用太阳能电池板对自身进行一定的能量补充，达到节能减排的目的。

关键词：节能减排，百叶窗，创新设计

引言：百叶窗应用广泛，主要应用家庭、酒店、办公室、商场等诸多环境场所。本产品在传统百叶窗的基础上增加了光亮，湿度，温度调节和换气功能，并且拥有智能模式跟手动模式两种智能模式满足人性化需求。还与消防系统联动。实现多功能的同时，智能百叶窗不仅实现了节能减排，还解决了传统百叶窗功能单一的缺点。技术上我们实现了百叶窗的智能化，人性化，节能化。

一、智能百叶窗设计理念与方式

近年来，科技的不断进步，让人们的生活更加便利，生活中窗户的自动开关在应用中德运而生，这让传统住宅的窗户结构正在发生变化，自动化智能百叶窗的出现，代替了传统百叶窗手拉的传动方式，这种具有突破性的创新模式，使人们在生活中更加便利近年来，一些特殊材料制成的百叶窗具有自动翻转的功能，能够更加准确的调节室内的采光程度，无论是那种需求，自动百叶窗都能很好的满足，并且出现了能够有效阻断紫外线的百叶窗，它能很好的防止室内温室效应的产生，不仅能节能减排，还能保证整个楼层的隔热效果，不仅如此，他还有低能解号控制精准，可靠等优点。

百叶窗的控制方式大体上有声控控和时控三种，这三种控制方式又分为半自动和全自动类，光控是根据冬夏不同季节光照度的不同来自动调节，但这与一部分人的习惯并不相符，以及人们在窗帘开合时间上的要求不同，所以总体来说，这种方式的普及率较低，而半自动化的窗帘，虽然不如全自动化的方便，但也大大提高了人们生活的便利性，因此广受欢迎，有些全自动窗帘虽然实现了完全的自动化，但性能不稳定，消耗大，性价比低，也不是和普通的消费者使用，因此，本篇论文针对红外线遥控发射器，高性价比符合人们生活要求等特征，来设计智能百叶窗，以此来提高人们生活的便利性。

二、工作原理及性能分析

1.电器控制

电器部分采用自动控制比较容易实现。通过stm32单片机作为主控，其余外设主要有摄像头，物联网模块，驱动电机，负压风扇，湿度传感器，光亮传感器，温度传感器，气体传感器。多功能智能百叶窗拥有智能模式跟手动模式，在实行传统的百叶窗的功能的同时，增加了明暗调节功能，加湿功能，手势控制功能，换气功能，消防功能。

2.智能控制

智能模式实现智能控制。这个模式开启后，通过感应系统采集数据，依据光照，湿度，温度等情况自动调节。百叶窗整排叶片的角度和小叶片的倾斜角度变化来调节光线，减缓室温以及室内光照持续变化；负压电机是加速工作以控制空气流通，加湿器是否启动加湿功能以调解书湿度。同时当人靠近的时候会自动改变叶片的角度，防止反射的阳光直射眼睛，防止晕眩。

手动模式由摄像头采集或者手机终端控制两种方式。通过百叶窗上方的摄像机采集人的手势，将采集的手势读取对比，获得控制信息。或者人可以利用手机app的来控制控制调节。

除了两种模式外，百叶窗还与消防系统联动，通过感应器可实时监测空气的成分，如发生煤气泄漏，燃烧烟雾等问题，百叶窗可调节到最大角度进行通风并且通知房主和报警。

自身供电系统依靠窗外沿的太阳能电池板，对自身进行一定的能源补充。通过自动调节功能节约了不必要的灯照，加湿和空调运行。

三、方案设计

1.遥控方案的设计

方案一：无线遥控的百叶窗是无线在空气中的传播来控制百叶窗的。无线能够在建筑中也穿透，这对百叶窗来说，是很好的控制选择，但缺点是近距离的控制最佳，距离稍远的话，容易受到其他信号的干扰。

方案二：红外线遥控百叶窗也是近几年出现的新型遥控方式，是利用红外线在空气中的传播来控制百叶窗的，但是他的缺点就是必须对准才能接收到信号，而且在建筑中穿透力很差。这让人们的生活中有了很大的阻碍，追求便利的人们一般不会选择这种方式，但同时，它的优点是电路简单，价格更加经济实惠，即使使用不便利也受到了人们的广泛欢迎。

方案三：还有一种控制百叶窗的方式就是有线遥控，但有线有空，成本非常高，一旦出现问题，维护和更换的难度很大，并且使用寿命相比较来说比较低，但是他的优点是抗干扰能力强，通讯可靠，因此，一部分人们还是会选择这种遥控方式来控制百叶窗。

在控制方式上我们选择方案二，红外线遥控方式。

2.显示模块方案的设计

方案一：在显示模块中一般会采用数码管，数码管的亮度高，更适合在白天工作，只有在强光下，它的显示条件才会更好，并且数码管适应的温度比较多，在各种环境下都能很好的稳定的工作，能够随时显示出电机的正反和其他的运行速度，但消耗大显示内容单一，对家庭来说并不是最节能的好的选择。

方案二：一部分百叶窗中还会采用液晶显示器，这类显示器消耗小可靠性高，显示的信息量较多，有是目前来说，采用最多的显示模式，能够很直观的看到各类运行数据，这是人们最常使用的显示器。

在显示器的使用上，我们选择方案二，液晶显示器，不仅在生活中比较常用而且性价比高，适合大部分普通消费者的使用。

结束语：

在百叶窗的控制方式上大概有三种，虽然光控属于全自动模式，但在生活中并不实用，因为光敏器件的灵敏度很高，而各个季节光照的程度又不同，一般情况下人们会根据使用频率和习惯选择最适合自己的控制方式，实现百叶窗的自动化，红外线控制的全自动化百叶窗，是综合各种条件下性价比最高的方式，也是开启人们便利生活的新起点，不仅是对人们生活便利的大度提升，也是对这类物品更加智能化的重要研究，只有将生活更加的便利化，它能提升人们在生活中的幸福感，随着科技的进步，生活的便利与幸福感，也是人们追求的主要目标，科技为生活带来便利。