调光玻璃控制器以及调光玻璃控制系统的制作方法[0001]本实用新型涉及一种调光玻璃控制器以及调光玻璃控制系统，尤其涉及一种支持矩阵控制的调光玻璃控制器以及调光玻璃控制系统。

　　[0002]调光玻璃是一种新型特种光电玻璃产品，通过将液晶膜复合进两层玻璃中间而形成。使用者能够通过控制电流的通断与否来控制玻璃的透明与不透明状态。当调光玻璃关闭电源时，调光玻璃里面的液晶分子会呈现不规则的散布状态，此时玻璃呈现透光而不透明的外观状态；当给调光玻璃通电后，里面的液晶分子呈现整齐排列，光线可以自由穿透，此时调光玻璃呈现透明状态。

　　[0003]目前，市面上调光玻璃的控制器功能单一，大多只能实现单一的驱动电压和频率输出，使调光玻璃仅能在透明和不透明两种状态中进行切换，无法实现玻璃透明度的逐级调节。虽然也有人(中国实用新型专利CN201837859U)尝试通过交流变压的方式为调光玻璃提供不同的驱动电压，进而控制玻璃的透明度。但是，这种基于强电环境的驱动和调节必须采用大功率的器件，电路结构比较复杂、成本高，形成的控制器笨重、尺寸大；而且，为了人身和器件的安全，必须采取强弱电隔离和过压保护等措施，进一步增加了元件的数量和电路的复杂性，使得控制器的成本和尺寸很难降低。

　　[0004]而且，随着调光玻璃在交互建筑、新媒体艺术呈现等领域中的日益广泛应用，对自动调节、智能调节、交互式调节以及各种灵活的控制模式的需求也与日俱增。而目前的控制器只能通过人工参与来实现对调光玻璃的单向调节，无法基于调光玻璃的状态和所在环境的信息以及对控制模式的需求实现动态的自动调节，也无法实现集群化、矩阵化的自动控制。

　　[0005]因此，实有必要设计一种新型的调光玻璃控制器以及调光玻璃控制系统，用以实现调光玻璃的互动式的自动调节以及矩阵化控制。

　　[0006]本实用新型的目的在于避免现有技术的不足，提供一种能够根据外界环境参数的变化自动、逐级调节调光玻璃透明度的调光玻璃控制器，同时提供一种能够对调光玻璃矩阵进行集群化、矩阵化控制的调光玻璃控制系统。

　　[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种调光玻璃控制器，包括:感知单元、直流调压单元、直交逆变单元以及处理单元，其中，

　　[0008]感知单元，与处理单元通信连接，用于获取与外界环境的一种或多种参数有关的环境信息，并将该环境信息传递给处理单元；

　　[0009]直流调压单元，与处理单元通信连接，用于根据处理单元输出的电压控制指令调节输出的直流电压；

　　[0010]直交逆变单元，与直流调压单元电连接，用于将直流调压单元输出的直流电压转换为用来驱动调光玻璃的交流电压；

　　[0012]优选地，所述调光玻璃控制器还包括矩阵通信单元，所述矩阵通信单元与处理单元通信连接，用于向上位控制系统传递环境信息以及接收来自上位控制系统的上位控制指令，所述处理单元进一步用于根据上位控制指令来生成电压控制指令。

　　[0014]更优选地，所述传感器为距离传感器，例如，超声波距离传感器、红外距离传感器或激光测距传感器。

　　[0015]优选地，所述传感器为红外热释电传感器、微波传感器或照度传感器。

　　[0017]优选地，所述直流调压单元包括接入于其直流输入端的常开型继电器。

　　[0018]另外，本实用新型还提供了一种调光玻璃控制系统，包括至少一个如上所述的调光玻璃控制器，以及上位控制器，每个所述调光玻璃控制器通过自身的矩阵通信单元与所述上位控制器通信连接，所述上位控制器用于接收所述调光玻璃控制器传递的环境信息，基于所述环境信息生成相应的上位控制指令，并将所述上位控制指令传递给所述调光玻璃控制器。

　　[0019]优选地，所述上位控制器进一步包括输入单元，用于接收人工输入的上位控制指令。

　　[0020]本实用新型的调光玻璃控制器，能够实时地响应外界环境参数的变化，自动调整调光玻璃的透明度，实现对调光玻璃透明度的逐级调节；而且，通过本实用新型的调光玻璃控制系统，能够根据预先设定的控制模式或者实时输入的控制指令对多个调光玻璃进行矩阵化的集群控制，实现多个调光玻璃与环境参数以及上位控制指令之间的实时互动式调节。此外，本发明的调光玻璃控制器，不仅能够实现灵活的自动数字化调节，而且结构简单、成本低并且安全可靠。

　　[0021]图1为根据本实用新型优选实施例的调光玻璃控制器的结构示意性图；

　　[0022]图2为根据本实用新型优选实施例的调光玻璃控制器的直流调压单元的结构示意图；

　　[0023]图3为根据本实用新型优选实施例的调光玻璃控制系统进行集群控制的工作原理不意图；以及

　　[0024]图4为根据本实用新型优选实施例的调光玻璃控制器的处理单元的工作流程图。

　　[0025]图1示出了根据本实用新型优选实施例的调光玻璃控制器10的示意性结构框图。在该实施例中，调光玻璃控制器10包括:感知单元11、直流调压单元12、直交逆变单元13、矩阵通信单元14以及处理单元15。

　　[0026]调光玻璃控制器10与特定的调光玻璃(未示出)连接，为调光玻璃提供控制电压，根据施加的控制电压的不同，调光玻璃的透明度可以在完全透明到不透明之间逐级变化。

　　[0027]感知单元11用来获取外界的环境信息，比如与一个或多个环境参数有关的物理量的大小以及变化情况，并与处理单元15通信连接从而将该环境信息传递给处理单元15，作为调节调光玻璃透明度的依据。

　　[0028]在本实施例中，感知单元11为超声波距离传感器，其靠近调光玻璃设置，并通过RS232接口与处理单元进行连接，用来检测是否有人靠近调光玻璃并测量人与调光玻璃之间的距离，进而可以根据距离的不同控制调光玻璃呈现不同的透明度，比如，随着人与玻璃距离的缩小，让玻璃变得越来越透明，从而实现一种实时变化的透明度控制效果。

　　[0029]本领域技术人员应该认识到，在本发明的方案中，并不局限于使用超声波距离传感器，而是可以采用各种常见类型传感器，例如红外距离传感器、激光测距传感器、红外热释电传感器、微波传感器、照度传感器等等。

　　[0030]本领域技术人员还应该认识到，在本实用新型的方案中，感知单元并不局限于传感器，其也可以仅仅是与外部传感器或者其它部件连接的接口，只要能够接收据以调节调光玻璃透明度的信号即可。例如，感知单元可以是与诸如手工滑动旋钮、按键等连接的接口，由此可以支持以手动的方式控制玻璃的透明度。根据实际应用的需要，感知单元可以用来提供外界环境中的任何参数。

　　[0031]而且，在将采集到的获取的环境信息传递给处理单元之前，感知单元11可以对相应的信号进行预处理，将该信号转换为适于处理单元进行处理的形式，比如不同的信号形式和/或信号格式。

　　[0032]直流调压单元12与处理单元15通信连接，用于基于外部的直流输入，根据处理单元15提供的电压控制指令，调节其输出给直交逆变单元的直流电压。

　　[0033]在实际应用中，针对调光玻璃的不同型号，直流调压单元12可以输出不同的电压，典型值为48V。

　　[0034]图2示出了根据本实用新型优选实施例的直流调压单元12，其采用支持输出电压可调的低压差线性降压直流电源芯片来实现，此类芯片的输出电压通常和输入电压以及反馈管脚间的电阻比值有关，因此，例如，在反馈管脚之间连接由数字电位器构成的反馈电阻，并通过处理单元以数字的方式控制其阻值，即可实现对该降压电源芯片输出电压的调

　　[0035]实际上，正是由于直流调压单元12允许通过处理单元15以数字的方式对调光玻璃的驱动电压进行调节，使得本实用新型的调光玻璃控制器10能够实现软件调压，从而以更加灵活和智能的方式进行电压控制和调节。

　　[0036]如图2所示，在本实用新型的优选实施例中，为保证安全，直流调压单元12优选地在包括接入于其直流输入端的一个常开型继电器，由此在调光控制器10进入正常工作状态前，直流调压电路始终保持断开状态。因为，在对直交逆变单元的控制信号还没有产生前，直交逆变电路的工作状态可能是不确定的，如果此时上电，有可能导致输出短路，导致电路烧毁。

　　[0037]在该优选实施例中，降压直流电源采用的是LT3012，数字电位器采用的是MCP41100，继电器采用固态光耦型继电器，和电磁型继电器相比，固态光耦型继电器在开/关瞬间，不容易对其他电路模块产生干扰。