1、智能家居控制技術及應用第8章 智能采光系統智能采光系統介紹智能采光系統應用智能采光系統實訓 2智能采光系統介紹3智能采光系統介紹4智能采光系統功能簡介 智能家居的智能采光系統，其實就是根據每天不同的時間、室外光亮度、某一區域的功能或該區域的用途來自動控制采光，是整個智能家居中的一個基礎組成部分。 智能采光系統主要分為兩大方向。一個方向是智能地控制房間中窗簾的開合，通過預先設定時間或情景模式，在特定的時間、環境狀態下自動控制窗簾的關和開，也可以通過手機或電腦，遠程地控制家里窗簾的開合。 智能采光系統介紹5智能采光系統功能簡介 智能采光系統的另一大方向是幫助采光差的房子增加室內的光線強度如圖所示智

2、能采光系統的部分結構圖。智能采光系統介紹6智能采光系統傳感器 光照度傳感器（光敏采集器）是最常見的傳感器之一，它的種類非常多，其敏感波長主要在可見光波長附近，另外還可以探測到人們熟知的紫外線波長和紅外線波長。光照度傳感器主要利用光敏元器件來實現光信號和電信號之間的轉換。光敏電阻是其中最簡單的一種元器件，它可以感應到光線的明暗變化，轉換成不同強度的電信號。如圖所示是一種常見的光照度傳感器。智能采光系統介紹7智能采光系統傳感器 光敏傳感器的分類主要有：光敏電阻、光電管、紅外線傳感器、太陽能電池等等。光敏電阻是光敏傳感器中最簡單的電子器件，它是一種對光敏感的元件，其電阻值隨著外界光照的強弱變化而變化

3、。 智能采光系統介紹8智能采光系統傳感器 光敏電阻在受到陽光照射時的阻值稱為亮電阻，而此時流過的電流為亮電流；其次是暗電阻，光敏電阻在不受陽光照射時的阻值稱為暗電阻，而此時流過的電流為暗電流；此外還有靈敏度、時間常數、最高工作電壓以及溫度系數等。而對于光敏的測定則需要將不同強度的光照射到待測定的光敏電阻上，然后利用電流表和電壓表測得電流和電壓值，再利用歐姆定律近似的測出電阻的相應阻值，最后記錄下數據，用相應的公式計算出對應的光敏系數。 智能采光系統介紹9智能采光系統傳感器 隨著科技的發展，越來越多的光照度傳感器被應用于智能窗簾，它可以幫助人們解決手動操作閉合窗簾的煩惱，可以及時地避免太過強烈的

4、陽光的照射，使室內的陽光更適合人們的生活和工作，從而使得人們的生活變得越來越簡單、越來越智能。 智能采光系統介紹10智能采光系統傳感器 光照度傳感器在智能窗簾中應用最多的是智能百葉窗，如圖所示，它可以根據光線的強弱自動調整百葉窗窗的開啟與閉合，從而智能地控制室內的光線，使室內的光線始終保持在適合人們的生活和工作的范圍，讓人們能更有效地工作和生活，避免光線過強或過暗帶給人們的不便。智能采光系統介紹11習題8-11、在人們的生活中有很多地方都是用到光敏電阻，請仔細觀察身邊的事物，有哪些設備或裝置用到了光敏元器件？2、查閱資料，說一說光照度傳感器的光感應原理。智能采光系統應用12智能采光系統應用13

5、智能采光系統應用技術 智能采光系統的功能通常是利用光照度傳感器來實現的。光照度傳感器一般采用對弱光也有很高靈敏度的硅蘭光探頭作為探測器，硅蘭光探測器具有測量范圍寬、線性度好、便于使用、防水性能好、安裝方便、結構美觀、傳輸距離遠等優質特點，適用于各種需要光感測量的環境，尤其適用于城市照明、農業大棚等場所。根據不同的測量環境，需配置不同的量程范圍。 智能采光系統應用14智能采光系統應用技術 從工作原理上講，光照度傳感器是一種采用熱點效應原理的器件，這種傳感器最主要的部分是對弱光性有較高反應的探測部件，這些探測部件其實就像相機的感光矩陣一樣，內部有繞線電鍍式多接點熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層

6、，熱結點在感應面上，而冷結點則位于機體內，冷熱結點產生溫差電勢。在線性范圍內，輸出信號與太陽輻照度成正比。透過濾光片的可見光照射到進口處的光敏二極管，光敏二極管根據可見光照度大小轉換成相應大小的的的電信號，然后電信號會進入傳感器的處理器系統，從而輸出需要得到的二進制信號。 智能采光系統應用15智能采光系統應用技術 當然，光照度傳感器還有其他很多種分類，有的分類甚至對上面介紹的結構進行了優化，尤其是為了減小溫度的影響光照度傳感器還應用了溫度補償線路，這樣很大程度上提高了光照度傳感器的靈敏度和探測能力。 智能采光系統應用16智能采光系統應用技術智能采光系統硬件選型 智能窗簾系統硬件包括：窗簾電機，

7、導軌，電話線，節點型繼電器， 窗簾。 智能窗簾系統控制實現： 可通過ZigBee遠程控制窗簾的開啟、閉合和暫停。智能采光系統應用17智能采光系統應用技術智能采光系統安裝 智能窗簾按照控制方式大致可以分為四種：光控、手控、雨控、時控。其中光控和雨控屬于全自動類，手控和時控屬于半自動類。根據不同的情況，智能窗簾在實施和普及時會遇到不同的問題。有些不能完全的實現自動化；有些雖然實現了完全的自動化，但是結構復雜，性能不夠穩定；有些雖然實現了完全的自動化，且性能達到了一定的穩定程度，但價格昂貴不適合普通消費者使用，所以在設計、規劃、安裝智能窗簾時要根據用戶的具體情況，選擇合適的系統。智能采光系統應用18

8、智能采光系統應用技術智能窗簾安裝方法1. 測量尺寸，畫線定位 首先要做好畫線定位和測量尺寸的工作。其中畫線定位直接和后期窗簾軌道的安裝有關，如果畫線定位不準確，會導致窗簾導軌的安裝出現傾斜、無法卡入、導軌過短等問題，所以定位非常關鍵，要求畫線相當準確。 智能采光系統應用19智能采光系統應用技術智能窗簾安裝方法 其次就是需要測量好相關的尺寸，包括窗簾軌道的尺寸，窗簾電機的尺寸，固定的孔距等。 另外有些智能窗簾的軌道是弧形的，其測量方法有些不同，可按照建筑物彎曲弧形的弧長來進行窗簾軌道測量，其中軌道的總長度就是電機、軌道以及副傳動箱長度的和。 智能采光系統應用20智能采光系統應用技術智能窗簾安裝方

9、法2. 窗簾電機安裝 安裝智能窗簾和普通窗簾的不同之處，就在于智能窗簾有電機（有時還有傳動箱） ，所以必須要考慮到電機的安裝，下面將描述下常規電機的安裝方法。 智能采光系統應用21智能采光系統應用技術智能窗簾安裝方法 我們一般在安裝電機之前，需要將吊裝卡子裝好，旋轉一定的角度與軌道銜接好，然后將自攻螺絲安裝到導軌（或墻體的）頂板上，接著將智能窗簾的電機連好線。 注意在安裝卡子的時候如果墻壁是混凝土結構的，由于墻體會比較硬，自攻螺絲無法 打入太深，導致固定得就不夠牢固，所以除了自攻螺絲外，還需要增加一些膨脹螺絲固定，這樣安裝的電機才能夠更加的牢固和穩定，不容易掉落。 智能采光系統應用22智能采光

10、系統應用技術智能窗簾安裝方法3. 連接電機和軌道 智能窗簾安裝的第三步是將智能窗簾的導軌和電機連接起來。通常情況下，電機使用的履帶式窗簾導軌兩端都裝配有傳動箱，其中與電機相連的一端稱為主傳動箱，導軌另一端則是副傳動箱。 電機和導軌之間的連接，常見的是使用旋轉插鎖的方式。連接的時候，先將電機放入主傳動箱內，轉頭對準傳動箱中間，將鎖頭旋轉一定的角度，然后將插片推入傳動箱到鎖定位置，這個時候傳動箱會自動鎖住，這樣電機就與傳動箱連接好了。 智能采光系統應用23智能采光系統應用技術智能窗簾安裝方法4. 電機調整 最后一步是將電機調整好，通過接線實現電機的正轉和反轉，這樣才能實現窗簾的開啟和閉合的定位。常

11、見的調整方法有齒輪咬合式和轉頭定位式。這里介紹下齒輪咬合式的調整方式。 調整前將電機和軌道的傳動箱分離，調整電機上的兩個旋鈕，使電機上的齒輪進入齒合狀態，只有當這上面的兩個旋鈕全部進入了齒合狀態后，這個調整工作才算是完成。 智能采光系統應用24智能采光系統應用技術智能窗簾安裝方法 調整好后將電機后蓋蓋上，用螺絲擰緊，固定好定位鎖片，再將電機與導軌傳動箱連接。完成之后最好再檢查一遍，通電查看智能窗簾是否能正常運作。 智能窗簾是當前家居生活中一種較為常見的智能配件，其性質與一般普通窗簾不一樣，因而在安裝過程中會有很大的不同，所以大家在安裝智能窗簾之前，最好對它有個充分的了解，然后再去安裝。 智能采

12、光系統應用25智能采光系統應用技術智能窗簾安裝注意事項 1. 智能窗簾的選購： 智能窗簾的種類有很多，例如：電動開合簾、電動垂直簾、電動卷簾窗簾、天棚窗簾、電動百葉簾、電動羅馬簾等。在選購智能窗簾的時候，一般需要考慮：運行是否穩定、是否靜音、動力是否強大。 （1）穩定：智能窗簾如果運行不穩定， 時不時需要手動操作的話，那就失去了 “智能”兩個字的意義了。 智能采光系統應用26智能采光系統應用技術智能窗簾安裝注意事項（2）靜音： 作為智能家居產品， 需要做到運行安靜，不要產生任何人能夠覺察的噪音，家居環境需要安靜。 （3）動力強大：有的窗簾比較重，比如大型落地窗的窗簾，如果電機提供的動力不足的話

13、，窗簾系統就無法正常運行，甚至會導致電機燒壞的情況，所以，電機需要提供強勁的動力，帶動笨重的窗簾開合、升降自如。 智能采光系統應用27智能采光系統應用技術智能窗簾安裝注意事項2. 插座位置的選擇： 插座位置最好避免潮濕、有可燃物體遮蓋的地方。一般要求插座至少是 5 孔的，根據安放的位置附近是不是可能還有別的電器可以適當地增加孔數，這樣如果要更換智能窗簾，這個插座還可以做別的利用，比如，用作空調的電源。 智能采光系統應用28智能采光系統應用技術智能窗簾安裝注意事項3. 安裝事項的要求： 安裝智能窗簾時一定不能用鋁合金、苯板、石膏板或塑料扣板等材料的棚頂。這些地方會使螺絲無法上緊或打不進孔， ，就

14、算勉強裝上，嚴重的甚至會掉下來，帶來很大的麻煩。 而且， 不管是哪個部位一定要安裝牢固，與墻體緊密結合，才能有出最好的安裝效果，保證最好的安裝質量。 智能采光系統應用29智能采光系統應用場景智能窗簾 智能窗簾方便時尚大氣，它能為您的房間帶來一般窗簾不能帶來的優越感，如圖所示。其安裝簡單，易于操作，能為您營造一個更私密，更舒適的家的溫暖氛圍。獨特個性的設計還可以讓您充分發揮自己的主觀能動性進行選擇。 智能采光系統應用30智能采光系統應用場景智能窗簾 智能窗簾是指帶有一定自我控制、調節、反應功能的窗簾。可以根據室內環境的狀況自動調光線強度、空氣濕度、室內溫度等，有智能光控、智能風控、智能雨控三大特

15、性。智能采光系統應用31智能采光系統應用場景智能窗簾 智能窗簾的工作原理就是在傳統的窗簾上接入電路，把家用電壓轉換成直流低電壓給無線（比如藍牙、ZigBee）控制模塊供電，通過無線模塊來控制電路中電機的工作狀態。 另外，在移動端下載對應的 APP 軟件，通過藍牙（或其他無線通信方式）和智能窗簾電路中的無線控制模塊建立數據通信，從而達到遙控的目地。智能窗簾控制系統如圖所示。 智能采光系統應用32智能采光系統應用場景智能窗簾 智能窗簾的主要功能： 智能窗簾是一種新型的高科技產品。它的應用將帶來高科技的享受及便捷，同時能美化家庭環境，使家庭環境更加舒適美好。 備有手動和智能線控按鈕、遙控器及定時器。

16、當窗簾完全開啟或關閉時，驅動器能及時停止工作。電源發生斷電時，可手動開啟及關閉系統。 窗簾驅動設備器內裝有可靠的安全設防保護裝置。 智能采光系統應用33智能采光系統應用場景智能窗簾 驅動設備內的緩沖消逝器及不同的調控速度將帶來無比美好、安靜舒適的新時尚生活享受。 具有多檔不同的開啟和關閉速度，不同的場合可選用不同的速度。 系統專用遙控器連同系統專用位置碼接受器一并對已設定的不同窗簾系統進行控制。該系統設備能單獨或同時用于控制不同的窗簾系統。 智能采光系統應用34智能采光系統應用場景智能窗簾 智能窗簾的優勢： 能定時自動開關。定時設定窗簾每天的開或關，早上幾點左右拉開窗簾，讓陽光進入房間。有的用

17、戶晚上一進家門，就有拉窗簾的習慣，工作一天已累得乏力還要去每個房間把窗簾拉上，如果有智能窗簾就不用了。只要設定時間就能在回家后馬上讓全家的窗簾緩緩地關閉，省去了用戶自己動手拉窗簾的麻煩，而且也省時方便。 智能采光系統應用35智能采光系統應用場景智能窗簾 需求大。智能窗簾能定時拉開或關閉，也能一鍵隨意開或閉，不同時間段都能自由把控。智能窗簾現在運用的很廣泛，酒店、辦公會議室、體育館等，尤其是大型住宅和別墅用戶，不可能每次都跑到窗口開關窗簾，更需要智能窗簾。 聲控。更值得一提的是，智能窗簾還支持聲控功能。只需要對著連接智能窗簾的移動設備對話就能輕松控制窗簾的關閉和打開。 智能采光系統應用36智能采

18、光系統應用場景智能窗簾 防盜功能。如果用戶長時間不在家的話，或許就會擔心有人盯上，智能窗簾就可以每天定時開或關，造成每天家里都有有人居住的假象，以防有不法分子的非法之想，如果配上每天定時開、關燈，就更能模仿出每天有人居住的假象，就能起到防盜的效果。 紗簾與布簾可分開操作。有些家庭是使用雙層窗簾，內外兩層，用戶可以根據喜好或天氣情況，自由選擇拉開布簾，還是拉上紗簾，也能同時進行，快捷方便，讓窗簾被隨手掌控。 智能采光系統應用37智能采光系統應用場景智能窗簾 智能窗簾的特點： 適用范圍廣泛。在家里的客廳、臥室等都可以使用，美觀大方。在窗戶面積較大的會議室、別墅等也有廣泛的使用率，自動開合節省了很多

19、人力物力。無論是落地窗還是一般的窗，都可以安裝電動窗簾，運用廣泛。 動力。最主要的電機可以根據窗簾的大小來選擇直流或交流兩種供電方式，電機的動力大小也可以由用戶自行選擇。窗戶面積很大的，可以采用鋼絲繩或導軌導向。 智能采光系統應用38智能采光系統應用場景智能窗簾 靈活噪音小。在自動開合時，窗簾的運行是靈滑順暢的，對所在空間的噪音影響較少。 操作方式可選擇。既可以用遙控或者按鈕控制窗簾開合，也可以用手動操作，滿足兩種方式的切換。如果要同時控制多個窗簾，也有群控的功能選擇，非常方便。 智能采光系統應用39智能采光系統應用場景智能窗簾 窗簾材質選擇多。布藝窗簾材質的選擇多樣，無論是純棉、麻、滌綸還是

20、其他各種常用材質，都可以安裝在電動窗簾上，整體效果與手動窗簾一樣。 日常使用更簡便。在遮光上，只要選擇有遮光功能的布藝，與常用的窗簾并沒有不一樣的地方。有的窗簾還有隔音、隔熱等多種功能。電動布藝開合簾在這些基礎上會更加方便，使用更加簡單。 智能采光系統應用40智能采光系統應用場景智能陽光房 智能陽光房跟一般陽光房相比，多了電動開啟遮陽簾、電動開啟屋頂天窗、電動開啟風扇這些功能。要談得上智能，需要不少傳感器，比如光傳感器（光線太強時自動調節遮陽簾或百葉窗） 、雨水傳感器（在下雨時自動關窗包括屋頂天窗） 、PM2.5 傳感器（空氣中顆粒物過多或空氣過于渾濁時自動調節風扇和換氣扇）。智能采光系統應用

21、41智能采光系統應用場景智能陽光房陽光房如圖所示： 智能采光系統應用42智能采光系統應用場景智能陽光房 智能陽光房產品功能： 擁有智能防盜系統： 當智能防盜傳感器系統檢測到外界有非正常操作或入侵的信息時，將會發送信息至控制系統，窗門會自動關閉，同時就會發出警報，并通過網絡，在手機中提示主人。 自動防風系統： 當傳感器檢測到大風信息時，智能采光天窗隨即自動關閉，阻擋風沙、塵埃、等各種輕浮雜物的進入，呵護家庭的優美環境。 智能采光系統應用43智能采光系統應用場景智能陽光房 自動防雨系統： 出門在外總有忘記關窗的時候，當傳感器檢測到下雨信息時，智能采光天窗會自動關閉，使居室免遭雨水肆虐，留給主人一個

22、干凈舒適的歸宿。此功能特別適合高樓住戶。 擁有空氣煙感監控系統： 當室內的空氣煙霧系數達到了煙感監控器設置系數時，智能的采光天窗智能系統則會自動打開窗戶，同時，智能換氣扇系統也會自動開啟，將煙霧排出窗外，達到凈化空氣的效果。 智能采光系統應用44智能采光系統應用場景智能陽光房 無線智能控制系統： 無線遙控器在室內任意位置均可控制開、關智能化采光天窗，且可隨心所欲控制智能化采光天窗。 智能采光系統應用45智能采光系統應用場景智能陽光房 智能化陽光房的結構：陽光房的主體結構是整體陽光房的骨架，其承載力和荷載分散在骨架上，牢固的主體結構材料是陽光房的生命力。陽光房的主體框架結構，通常采用輕體鋼結構作

23、為承重主體材料，高檔陽光房采用斷橋鋁合金、鋁包木、木包鋁結構。每種材料性能和感觀效果不同，可根據戶型及美觀效果由用戶自主進行選擇。智能采光系統應用46智能采光系統應用場景智能陽光房 按照陽光房的主要框架結構形式分類： 隔熱鋁合金結構陽光房(輕型鋁材無縫隙無鉚釘對接技術) 輕體鋼結構框架陽光房(輕鋼結構為框架，內外裝飾面可自選) 實木結構陽光房(實木卯榫結構無鉚釘外露式工藝) 復合結構(鋼木復合結構、鋁木復合結構)陽光房 智能采光系統應用47智能采光系統應用場景智能采光鏡 大家都知道，自然光是最舒適的光線，人工光線往往無法在同等亮度下提供柔和的舒適光線。現在，有這樣一款樣子奇特的鏡子能夠反射自然

24、光線至你的住宅之中，它的名字叫做Lucy智能采光鏡。可以采集太陽能供電，能夠自動追蹤陽光的方向，并以最佳的角度將自然光線反射至光線不好的住宅。 智能采光系統應用48智能采光系統應用場景智能采光鏡 采光鏡如圖所示：智能采光系統應用49智能采光系統應用場景智能采光鏡 Lucy 智能采光鏡重量約為 2.5kg。整體看上去就是一個直徑 30cm 的透明球體，里面安裝了平面鏡，光傳感器，太陽能電池，以及指示器。配上一個直徑18厘米，高3 厘米的圓形底座，可以擺放在任何的平面上。正常情況下，平均每個房間，每 25 平米需要 5000流明的光束，而一個Lucy智能采光鏡一次可反射 7000流明的光線。 智能

25、采光系統應用50智能采光系統應用場景智能采光鏡Lucy智能采光鏡：智能采光系統應用51智能采光系統應用場景智能采光鏡 Lucy智能采光鏡的工作原理較為簡單，通過一個光傳感器網絡，能夠實時跟蹤太陽的軌跡，將陽光反射到用戶指定的點或者采光不好的房間。采光不好、幽閉的空間，可以借用鏡子的映射作用，借自然光線或者燈光來增亮空間。 這款 Lucy 智能采光鏡極具智能化，可自動緊隨太陽的東升西落，把陽光整天反射到室內，例如客廳、房間，為你節省不少電，而且產生自然采光的效果。如果家里養了植物，同樣也可以利用Lucy給植物提供陽光。最好的方法就是將 Lucy對準植物上方的墻壁，這樣陽光就能分灑到植物的周圍。

26、智能采光系統應用52智能采光系統應用場景智能采光鏡 另外，Lucy 還可以配合 APP 使用，會告訴你房間的照明需求，以及該如何滿足這個需求Lucy采用了太陽能作為能源，所以你不需要充電，它靠自身收集到的陽光進行運作。維護起來也不麻煩，只需保持表面干凈即可。 智能采光系統應用53智能采光系統應用場景智能采光鏡 Lucy智能采光鏡的工作原理較為簡單，通過一個光傳感器網絡，能夠實時跟蹤太陽的軌跡，將陽光反射到用戶指定的點或者采光不好的房間。采光不好、幽閉的空間，可以借用鏡子的映射作用，借自然光線或者燈光來增亮空間。 智能采光系統應用54智能采光系統應用場景智能采光鏡 這款 Lucy 智能采光鏡極具

27、智能化，可自動緊隨太陽的東升西落，把陽光整天反射到室內，例如客廳、房間，為你節省不少電，而且產生自然采光的效果。如果家里養了植物，同樣也可以利用Lucy給植物提供陽光。最好的方法就是將 Lucy對準植物上方的墻壁，這樣陽光就能分灑到植物的周圍。 另外，Lucy 還可以配合 APP 使用，會告訴你房間的照明需求，以及該如何滿足這個需求Lucy采用了太陽能作為能源，所以你不需要充電，它靠自身收集到的陽光進行運作。維護起來也不麻煩，只需保持表面干凈即可。 智能采光系統應用55習題8-21、為自己的房間設計安裝合適的智能窗簾。2、窗簾都有哪些類型？家中的各個房間的窗簾應該如何進行選擇？智能采光系統實訓 56智能采光系統實訓57模塊介紹 本實驗由步進電機模塊和光照傳感器模塊組成，如圖下圖：步進電機模塊光照傳感器模塊智能采光系統實訓58實訓步驟步驟1： 燒寫代碼，具體操作見實驗一：燒寫下位機HEX 文件到芯片； 步驟2： 打開配置工具，即上位機； 說明：上位機的使用介紹詳見實驗二：繼電器與煙霧傳感器通訊實訓。 步驟 3： 將 USB 串口線與步進電機連接，打開步進電機，查找、選擇并打開可用端口。說明：查看使用計算機的可用端口方法詳見實驗二：繼電器與煙霧傳感器通訊實訓。 智能采光系統實訓59實訓步驟步驟4：單擊“讀地址”，可讀取步