从零开始了解电动窗帘

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人们越来越重视对居室的装璜,要求窗帘——“居室的眼睛”不仅要有良好的功能,更要有美化点缀之效果,因此整面墙的落地窗帘比比皆是。如果仍用手工开、闭就显得十分不便,且容易损坏。这样,电动窗帘机就成为人们喜爱的小家电产品之一。档次高的酒店及展厅一般连接整个大楼的控制系统进行统一窗帘调控。

智能窗帘的需求

随着社会经济的发展和人们生活观念的改变,宽大窗户的办公和生活建筑越来越多,这种建筑结构美观,采光良好。但是,窗户的高度或者宽度超过4米以后手拉窗帘却比较困难且辛苦。而现在的房地产开发商几乎都没有为用户考虑这个问题,使用高档住宅反而带来了生活上的不便。面对超高、超宽的窗帘,电动窗帘电机应运而生,让用户解放双手。

窗帘的光控

智能照明与智能遮阳都会对光线的管理,白天黑夜场景相互之间有互补性。如白天,屋内光线监测传感器节点在线监测当前光线强度,并根据当前光线值和系统时间来自动控制网络中对应的窗帘电机节点,从而实现窗帘的智能光控。而晚上的亮度调节,主要依靠照明调节。

市面上大多数电动窗帘的控制方式依然是利用红外遥控窗帘的闭合以及开启,单向反馈且无法直接连接智能家居网络,集成度较差。

而像RS485总线、Zigbee等双功通讯,可实时反馈窗帘的位置,精准设置窗帘的打开百分比,可将光线值和窗帘状态及时显示在交互式Pad界面上。

集成痛点

因为大部分无线/总线协议无法做到互联互通,又加上各智能电机厂家的底层协议不同,导致第三方智能对接繁琐,所以融入整个每家智能系统中取决于主机厂家与集成商的集成能力。这并不是智能电机行业的单一痛点,而是整个第三方产品对接至系统集成性的痛点。

Zigbee控制管状窗帘电机的原理

管状窗帘电机通过转动带动轨道内同步带,同步带又带动挂钩,实现窗帘的开闭,并内带自动限位装置。以一种Zigbee管状窗帘电机举例:220V 交流供电,带有干触点控制接口,通过电话线水晶头可引出四个触头。

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其中一个为COM端,触头K1、K2、K3分别与COM端连接,可实现正传、反转、停止三种功能。为实现由 Zigbee 终端节点来控制此类窗帘电机的转动,节点将电机控制触头分别连接至三路继电器,由节点Zigbee芯片,如常见的CC2530主电路的 I/O 口引脚输出来驱动三路继电器的通断,控制干触点的连接。

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单路继电器模块电路图,当节点 CC2530主电路的射频模块接收到电机控制信号时,CC2530 的 I/O 口输出高低电 DAP 平驱动信号,经光电隔离器 TLP521将光电信号转为电信号,又经三极管放大,可控制继电器的吸合。窗帘到位后,行程开关自动关闭电机转动。在同一个时间内,两个继电器仅能有一个吸合,即便是在电机工作期间,操作了反向转动按键,单片机也是先释放当前工作继电器,并延时一定时间后再吸合另一个继电器,防止电机正、 反工作线圈同时通电的危险。

通讯技术演进

电机类:开合帘电机、管状电机、百叶电机;电动成品帘类:电动卷帘、电动百叶帘、电动蜂巢帘、电动斑马帘、电动香格里拉帘、天篷帘等;其他:电动开合帘导轨。

电机控制类型:常规控制方式:强电控制、干触点控制;总线式控制:RS485总线、KNX总线;支持无线通信:Zigbee、Z-Wave、Wi-Fi、射频(单双向)。

智能电机的选购

在挑选窗帘电机时一定要根据其窗帘的宽度和高度来选择电机的功率,电机的负载能力要大,以保证窗帘能正常使用。电动窗帘一旦接入电源就开始待机,尽管耗电不多,但时间一长电机的使用寿命就会受到影响,因此要挑选自动断电的控制方法。

智能窗帘电机的分类

智能家居窗帘与传统的窗帘相比,它不用手动去拉,特别在别墅、高档写字楼、展览馆、大型会议室等场所显得更加方便,只要一按遥控,窗帘自动开合。智能窗帘机可分为机械和控制两大部分。现在市场上常见的智能窗帘机械传动形式有绳索牵引式、皮带传动式、直线电机牵引式及滚动螺旋传动式。

窗帘安装

窗帘的长宽是根据安装的方法来的,先定好是安装在窗户上还是墙上,超过窗框的以及没有超过的安装方法是不一样的。

安装罗马帘、卷帘、百叶帘的有两种安装方式,一是在窗户框内安装,安装好后帘和墙壁平,这种方式测量简单,只要将窗户的宽度和高度测量就可以了,另一种是罗马帘、卷帘、百叶帘超过窗框的安装方式,那就可以按照你实际需要超过的多少,来确认安装产品的高和宽,罗马帘、卷帘、百叶帘都需要高和宽两个尺寸。

智能窗帘控制方式

固定开关控制:按下“开”或“关”按钮,窗帘自动拉开或关闭,当窗帘拉开或关闭已经到位后,电机自动停止,当窗帘在按下“开”或“关”的运动过程中,按“停”按钮,电机停止转动,这样用户就可以随自己的意愿控制窗帘开合的大小范围,固定开关避免了人们因遥控器失灵或者丢失所造成的不方便 ;

定时控制:定时控制是通过在定时器中设置开启或者关闭时间来控制窗帘的开启或者关闭;

光强控制:光强控制是利用光电传感器, 根据光照情况来自动控制窗帘的开合,如在光照比较强烈的情况下窗帘会自动关闭而不使室内受到强烈的光照;

APP控制、智能语音控制,不受空间区域时间限制,语音随开随关随启随停。

LED智能照明六种常用传感器

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传感器作为信号采集和机电转换的器件,其机电技术已相当成熟,近几年来,传感器技术向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步迈进。光敏传感器、红外传感器等各种类型的传感器都可与LED照明灯具组成一个智能控制系统,传感器将采集来的各种物理量信号转换成电信号,可以经由集成电路化的AD(模数)转换器、MCU(微控制器)、DA(数模)转换器对所采集的信号进行智能化处理,从而控制LED照明灯具开启和关闭。并可以籍此在MCU上设定各种控制要求,控制LED灯的开关时间、亮度、显色、多彩变幻,从而达到智能照明控制的目标。

光敏传感器

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光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗(日出、日落)时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制LED照明灯具开闭。在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量,与使用荧光灯时相比,面积为200平米的便利店最大可降低53%的耗电量,寿命也长达约5~10万小时。一般情况下,LED照明灯具的寿命为4万小时左右;发光的颜色也可采用RGB(红绿蓝)多彩变幻的方式,使灯光更多彩,气氛更活跃。

红外传感器

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红外传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的。主要原理是:人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光透镜增强后聚集到热释电元件PIR(被动式红外)探测器上,当人活动时,红外辐射的发射位置就会发生变化,该元件就会失去电荷平衡,发生热释电效应向外释放电荷,红外传感器将透过菲涅尔滤光透镜的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换。在被动红外探测器的探测区内无人体移动时,红外感应器感应到的只是背景温度,当人体进人探测区,通过菲涅尔透镜,热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异,信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比较以判断是否真的有人等红外线源进入探测区域。

被动式红外传感器有三个关键性的元件:菲涅尔滤光透镜,热释电红外传感器和匹配低噪放大器。菲涅尔透镜有两个作用:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射在PIR上:二是将探测区内分为若干个明区和暗区,使进入探测区的移动物体/人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。一般还会匹配低噪放大器,当探测器上的环境温度上升,尤其是接近人体正常体温(37℃)时,传感器的灵敏度下降,经由它对增益进行补偿,增加其灵敏度。输出信号可用来驱动电子开关,实现LED照明电路的开关控制。

超声波传感器
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与红外传感器应用相仿的超声波传感器近年在自动探测移动物体中得到更多的应用。超声波传感器主要利用多普勒原理,通过晶振向外发射超过人体能感知的高频超声波,一般典型的选用25~40kHz波,然后控制模块检测反射回来波的频率,如果区域内有物体运动,反射波频率就会有轻微的波动,即多普勒效应,以此来判断照明区域的物体移动,从而达到控制开关的目的。

超声波的纵向振荡特性,可以在气体、液体及固体中传播,且其传播速度不同;它还有折射和反射现象,在空气中传播频率较低、衰减较快,而在固体、液体中则衰减较小、传播较远。超声波传感器正是利用超声波的这些特性。超声波传感器有敏感范围大,无视觉盲区,不受障碍物干扰等特点,已经被证明是检测小物体运动最有效的方法。因此与LED灯具组成系统可灵敏控制开关。由于超声波传感器灵敏度高,空气振动、通风采暖制冷系统及周围邻近空间的运动都会引起超声波传感器产生误触发,所以超声波传感器需要及时校准。

温度传感器

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温度传感器NTC(负温度系数)做LED灯具的过温保护被比较早的广泛应用。LED灯具如采用大功率LED光源,就必须采用多翼的铝散热器,由于室内照明用的LED灯具本身空间很小,散热问题到目前还是最大的技术瓶颈之一。LED灯具散热不爽的话,会导致LED光源因过热而早期光衰。LED灯具开启后热量还会因热空气自动上升而向灯头富集,影响电源的寿命。因此在设计LED灯具时,可以在铝散热器靠近LED光源方紧贴一个NTC,以便实时采集灯具的温度,当灯杯铝散热器温度升高时可利用此电路自动降低恒流源输出电流,使灯具降温;当灯杯铝散热器温度升高到限用设定值时自动关断LED电源,实现灯具过温保护,当温度降低后,自动再将灯开启。

声控传感器

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由声音控制传感器、音频放大器、选择频道电路、延时开启电路及可控硅控制电路等组成的声控传感器(microphone array)。以声音对比结果来判断是否要启动控制电路,用调节器给定声控传感器的原始值设定,声控传感器不断地将外界声音强度与原始值做比较,当超过原始值时向控制中心传达“有音”信号,声控传感器在楼道及公共照明场所得到广泛的应用。

微波感应传感器

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微波感应传感器是利用多普勒效应原理设计的移动物体探测器。它以非接触方式探测物体的位置是否发生移动,继而产生相应的开关操作。当有人走进感应区内,并且达到照明需求时,感应开关自动开启,负载电器开始工作,并启动延时系统,只要人体未离开感应区,负载电器将持续工作。当人体离开感应区后,感应器开始计算延时,延时结束,感应器开关自动关闭,负载电器停止工作。真正做到安全、方便、智能、节能。

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5G时代商业模式变革趋势研究报告

5G是由“第三代合作伙伴计划组织”(3rd Generation Partnership Project,简称为3GPP)负责制定的。3GPP是一个标准化机构。目前其成员包括中国、欧洲、日本、韩国和北美的相关行业机构。

5G的好处体现在它有三大应用场景:增强型移动宽带、超可靠低时延和海量机器类通信。也就是说5G可以给用户带来更高的带宽速率、更低更可靠的时延和更大容量的网络连接。
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知识科普 | 从人机交互到生活场景,理解智能家居的精细化定制

站在居住者的立场,从功能的角度看家居生活,生活场景和生活动线是重要的组成部分。

生活场景,即某人某时在某区域做某件事。例如,一家人在餐厅吃饭,男主人与朋友在客厅聊天,小孩在书房读书,等等。生活场景一般公认度很高,与房间的定义直接相关。

生活动线,即某人从一个生活场景转移到另一个生活场景的路线。例如,老人从客厅回卧室睡觉,一起看电影的客人起身如厕,女主人起床后到厨房准备早餐,等等。生活动线一般被分为三种动线:居住动线,访客动线和家务动线。

智能家居的意义在于保证每个生活场景的舒适度,同时关注在生活动线中,切换舒适场景的简便性,还需要确保整宅的安全感。

众所周知,改变环境是由各种操作相对复杂的电器来完成的。而智能系统是依据居住者的要求,用最简便的方式让电器在恰当的时间和恰当的地点启停。因此在生活场景中和生活动线上,理解人的要求,了解环境因素,并通知相关电器进入最佳的工作状态,是对智能家居的基本要求。说穿了,就是将复杂的要求,转化为操作的简单。

那么首先,智能家居怎么理解人的要求呢?这要从人机交互说起。

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最原始的该是墙装的控制面板了,为了不强制客户改变沿袭多年的使用习惯,它最有存在的价值,当然改变一下操作模式是必须的,因为它可以直接关联生活场景,在操作中一般不会产生质疑。墙装的控制面板还用一个重要的作用是,在智能系统里,它是最基础的智能控制单元(总线系统的特性),因此稳定性相对最高,当出现系统问题的时候可以作为基础操作。

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最离不开的该是手机了,无论出门还是在家,几乎已经是手不离机,丢手机?不太可能了吧!因此手机作为懒在沙发上或赖在床上的补充控制手段,应该不可或缺。手机作为一种重要的控制方式,首要的条件该是操作界面足够“人性化”,即不用学习,拿来就用。补充条件该是快速进入。手机控制还有一个重要的作用是,弥补“忘了”。忘了是否关了(任何电器),可以远程确认,确认没关,可以远程去关。无论你是离开了家,还是到了另一楼层,还是到了另一个房间。

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最倡导的该是语音控制了,说句户就妥了。这无疑是伟大的功能,虽然有点絮叨,“听话”该是最被大众喜欢的了。优势显而易见,当然也会并存着劣势。首先要语音唤醒,也就是要叫它的名字,听到它回答“在呢”,它才开始“听话”。其次,如果距离音箱太远,环境噪音过大,都可能会造成它“不听话”或“听不懂”,只能试试走近点,或换一种表达方式重复了。最让人不能容忍的是,有可能在你没叫它时,误认为需要播放“音乐”,尤其在夜深人静的时候。当然这项技术一直在不断地更新和发展,相信不久的未来,它一定是完美的智能生活伴侣。

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最期盼的该是多样化探测器的加入了。现有的较比常用的探测器有:人体红外和微波探测器、指纹探测器、人脸探测器、光照探测器、温湿度探测器、空气质量探测器等等,可分为人体探测器和环境探测器。这两类探测器合理地搭配使用,可以作到“完全自动”,即不用动脑来判断,又不用动手来操作。举个例子:老人使用指纹锁进入家门时,一层开放区的空调开启到25度,一层老人房更衣室的灯打开;而女主人回家时,一层开放区和二层主卧区的空调同时开启到22度,主卧衣帽间灯打开。毋庸置疑,高质量探测器的全面应用,加上大数据的应用分析,才是智能家居的方向,也就是物联网在家居上的应用。但广泛应用的前提是探测器的探测值足够精确,应用位置足够合理,当然外形的美观也很重要。

总之,面板+手机+语音+探测的应用,加上设计师对生活场景和生活动线的把控,就可以得到“智能生活”。

理解了人机界面,就理解了人通过怎样的方式告诉智能系统“我要的场景”,并获取它是否已经正确运行的反馈信息。

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对于场景设置,还有一个不可或缺的环节就是了解环境。

我们自己虽然可以感觉到亮或暗、冷或热,但即感知不到精确的数据,又不知道对我们健康保障的正确指标。因此如果要让自己生活在安全、健康、舒适的环境中,必须借助“环境探测器”的参与。依据探测器提供的环境实时的精确数据,加上健康标准指标数值,智能家居就可以更有效地控制相关电器来优化环境。而居住者只需要“依赖”,不需要“了解”。比如,适合读书的最低照度;适合睡眠的温度,保证健康的空气质量等等。当然还有安全隐患的探测,如火灾,漏气,漏水,漏电等等,也是环境探测的一部分,它可以通过报警提示以确保及时处置。

环境探测,是生活无忧的前提,也是智能家居的必要条件。当然有些探测器可能需要特殊安装,也可能在日常使用的电器中已经存在,只要安装位置合理,就可以收集正确且精确的数据,就可以利用在智能家居的系统中,作为了解环境因素的手段。

智能家居,通过环境探测器这个“感知器官”主动感知环境,如同增强人的五官;通过面板、手机、语音和人体探测器这些“接受器官”来被动接受来自人的需要,如同延长了人的四肢。接下来由“微电脑”将感知和接受到的这些内部信息,同时可能会辅助以来自“云”的外部信息,经过分析后,将优化了的“生活场景”告知相关电器进入恰如其分的工作状态,完成了人的大脑不可能完成的“运算”。

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接下来,就该明确“生活场景”了。说得通俗点,就是与生活状态相匹配的电器如何运行,以确保环境在某时某地某人干某事时,安全、健康、舒适。这四某就是生活的四要素,它与场景的设置紧密相关。

①在哪——已经规划好的生活空间:客厅、餐厅、卧室、书房、卫生间等。这些生活空间又分为公共空间和私密空间。

②干什么——看电视、吃饭、睡觉、看书、如厕等日常生活状态。

③什么时间——白天还是夜里,每天还是每周,冬天还是夏天。

④谁——生活在这个环境中的成员和临时访客。

对于场景的设置,与生活四要素密不可分。其方法和步骤如下:

方法:根据四要素,优化每一个场景的表达方式(名称或图形)——让居住者操作方便,并配置与之相关电器的运行状态——让居住环境安全、健康、舒适。

步骤:从共识的基础场景开始,然后在实际应用中再逐渐精细化到定制场景。装修结束,刚刚入住时,设计师不了解或不太了解居住者的生活习惯,设计师要依据大众的生活模式和以往的设计经验,同时要顾及居住者是智能家居系统的“新手”这一特征,设置“基础场景”。应用中,居住者适应了基础场景的操作,发现了这些场景与个人习惯的差异,察觉了操作的不便,此时精细化地定制就可以开始了。

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基础场景,始于“在哪”和“干什么”的相互关联。

例如,卧室一定是用来睡觉的,关联的场景无非是“睡眠”、“起夜”、“晨起”、“离开”,附加的场景也与该与卧室的布局相关联。如果有书桌在床边,当然该附加“阅读”场景,如果有电视机在墙上,就需要“电视”场景。

基础场景,深入于对“什么时间”应用,这部分来自于设计师的经验,及对环境细节的把控。

例如,最简单的当属“晨起”场景了,如果每天定时为早六点,周末的懒觉怎么办!如果公卫有窗,白天的光线足够,同样是“如厕”场景,白天可以只打开排气扇,晚上才同时打开厕灯。至于“会客场景”,如果窗外的风景如画,即便是阳光灿烂的白天也该打开遮光的纱帘,如果别墅之间的距离过近,白天就该关上纱帘,晚上甚至要关上布帘。

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基础场景,细化于对“谁”的理解。对于私密空间,在没有充分了解居住者习惯之前,只能细化到居住者的类型:老人、孩子或成年男女。

公共空间就需要着重考虑共识的基础场景。即便在后续的精细化定制过程中,要充分满足个性化的需要,也该只考虑在手机等辅助界面来完成。

基础场景,必须防患误操作——先本地,再异地,最后异层,以操作的结果能被“看到”为最佳。尤其是在公共空间。

例如,在公卫外,不要设置对卫生间操作的场景,避免有人在如厕时被误关灯。在厨房,不要设置对门外餐厅和起居厅操作的场景,以免新来的保姆按了面板,发现厨房的灯不亮会反复操作。尤其在楼梯口设置“离开本层”时,不要对封闭的房间进行操作。

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当然,在智能面板上的操作指示应该尽量明晰,但也只能是场景名称或图形,理解的方式可能会因人而异。因此为了减少误操作,场景设置必须尽量避免误操作。

精细化定制的程度,取决于居住者自己发现的真实困境。只有理解了真正的需求,才能定制出适合的调整方案。

多年的经验表明,只有将生活四要素融入场景设置,先基础后定制,才能让智能家居发挥到淋漓尽致,才能让使用者体验到智能家居的伟大。