[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0024] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0025] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0026] 图1为本发明第一实施例中根据风向调整设备方向的方法的流程示意图。如图所示，本实施例提供的根据风向调整设备方向的方法，包括：
[0027] 步骤S11：通过加速度计检测风向。
[0028] 步骤S12：根据检测到的风向调整设备方向。
[0029] 其中，所述设备可以为任意可能需要根据风向调整方向的电子设备或非电子设备，比如窗户、螺旋桨、帆船、飞行器、风力发电机等。本发明提供的所述根据风向调整设备方向的方法可根据检测到的风向调整设备方向，以应对不同的场合和达到不同目的。比如，根据风向调整窗户的方向，可以使窗户的方向完全顺着风向，实现最佳的通风效果。再比如，根据风向调整帆船的船帆的方向，可使帆船最大限度地利用自然风力优化航线和提升航速。为方便描述，下文仅以窗户为例详细说明本发明的技术方案。
[0030] 图2为本发明实施例中根据风向调整设备方向的方法的加速度计检测风向的详细流程示意图。如图所示，所述通过加速度计检测风向步骤包括：
[0031] 步骤S111：加速度计获取加速度矢量。
[0032] 其中，所述加速度计可以为任何类型的加速度计，用于测量加速度矢量。本实施例中，考虑到成本和灵敏度因素，选用微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)惯性器件三轴加速度计。所述加速度计可以安装在窗户的附近空旷位置，以尽可能无干扰地检测自然风的风力风速。所述加速度计的坐标系设置为OXbYbZb，水平坐标系为OXhYhZh，则所述加速度计坐标系到水平坐标系的变换矩阵为：
[0033]
[0034] 其中：γ为横偏角，θ为纵偏角。
[0035] 所述加速度计检测风力风速，获得加速度矢量 也即是重力加速度g在所述加速度计坐标系OXbYbZb上的投影。
[0036] 步骤S112：根据所述加速度矢量推导出横偏角和纵偏角。
[0037] 在水平坐标系上各轴加速度分量为 根据坐标变换的方程则有：
[0038]
[0039] 根据 可推导出横偏角：
[0040] 进而将导出的所述横偏角代入到：
[0041]
[0042] 可推导出纵偏角：
[0043] 步骤S113：根据推导出横偏角、纵偏角和所述加速度计外壳的质量密度推导风力强度。
[0044] 其中，根据所述横偏角 和纵偏角 和所述加速度计的外壳质量密度可轻易推导出风力强度。所述横偏角和纵偏角数值越大，说明风力强度越大。
[0045] 步骤S114：判断推导出的风力强度是否超过预设值。
[0046] 步骤S115：当判断推导出的风力强度超过预设值时，直接调整设备方向到预设方向。
[0047] 在本实施例步骤S113、步骤S114和步骤S115中，通过推导出风力强度，在所述风力强度过大时直接调整窗户方向到关闭状态方向，将风力挡在窗户外面，以避免飓风影响窗户内的财产安全。
[0048] 当然，在其他所述设备为风力发电机的实施例中，当检测风力强度达到飓风强度时，可将风力发电机的风力扇叶调整到顺着风向的方向，尽可能减小受风面积和角度，以避免高强度的飓风对风力扇叶造成破坏。当判断推导出的风力强度并未超过预设值时，则通过正常的调整方式调整设备的方向。
[0049] 步骤S1116：在预设时间内加速度计继续获取附加的加速度矢量。
[0050] 步骤S117：判断在预设时间内所述加速度计获取的附加的加速度矢量是否超过预设波动范围；
[0051] 步骤S118：当在预设时间内所述加速度计获取的附加的加速度矢量超过预设波动范围内时，所述加速度计重新获取加速度矢量。
[0052] 在本实施例步骤S116、步骤S117和步骤S118中，通过确认在预设时间内所述加速度计获取的附加的加速度矢量未超过预设波动范围，以确定所述加速度计获取的加速度矢量为正常持续风力状态下的加速度矢量，避免了因风力刚刚吹起或停歇过渡状态而调整设备的方向的情况。当在预设时间内所述加速度计获取的附加的加速度矢量超过预设波动范围内时，则判定风力为刚刚吹起或停歇的过渡状态而并非持续稳定的状态，所述加速度计需要重新获取加速度矢量并重新判断风力状态。
[0053] 步骤S119：根据推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值推导出风向。
[0054] 具体的，当有风力冲动所述加速度计时，所述加速度计会发生倾斜。假设窗户安装在西面，以单独南北向风为例，X轴始终对地水平，所述加速度计向前或向后倾斜，所述加速度计状态如图3所示。
[0055] 若单独有南风时，装置前仰后倾，Y轴的加速度值为负，根据右手定则θ值为正，若单独有北风时，所述加速度计20前倾后仰，Y轴的加速度为正，根据右手定则θ值为负，通过公式 可推导出纵偏角θ；同理，当有东西向风时可根据X轴加速度计的加速度矢量值推导出横偏角 当风向为东南向或是西北向等非平行于坐标轴方
向风时，可以通过纵偏角θ和横偏角γ的正负以及比值推算出风向。比如，当风向为北偏东
45°角时，纵偏角θ和横偏角γ同时为负且比值为1:1。
[0056] 在本实施例中，当实际风向为北偏东45°角，所述加速度计检测到风向并推导出纵偏角θ和横偏角γ同时为负且比值为1:1时，可控制所述窗户在右手坐标系下顺时针旋转45°以使窗户完全顺着风向，以实现最佳的通风效果。具体的，可通过设置在所述窗户轴上的伺服电机和控制芯片实现所述窗户方向的调整，所述控制芯片可根据推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值推导出所述伺服电机调整窗户的方向角度，并控制所述伺服电机将所述窗户旋转推导出的方向角度。当然，所述加速度计也可以通过WIFI、蓝牙等无线通讯方式将推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值传送给移动终端，由移动终端根据推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值推导出所述伺服电机调整窗户的方向角度，并通过无线信号控制所述伺服电机调整窗户的方向。
[0057] 本实施例提供的所述根据风向调整设备方向的方法，通过加速度计检测风向并根据检测到的风向调整设备方向，可自动准确地检测实时风向并动态地调整设备的方向。
[0058] 图4为本发明第二实施例中根据风向调整设备方向的装置的结构示意图。如图所示，本实施例提供的根据风向调整设备方向的装置10，包括加速度计20和设备方向调整单元30。
[0059] 其中，所述设备可以为任意可能需要根据风向调整方向的电子设备或非电子设备，比如窗户、螺旋桨、帆船、飞行器、风力发电机等。本发明提供的所述根据风向调整设备方向的装置10可根据检测到的风向调整设备方向，以应对不同的场合和达到不同目的。比如，根据风向调整窗户的方向，可以使窗户的方向完全顺着风向，实现最佳的通风效果。再比如，根据风向调整帆船的船帆的方向，可使帆船最大限度地利用自然风力优化航线和提升航速。
[0060] 所述加速度计20可以为任何类型的加速度计，用于测量加速度矢量。本实施例中，考虑到成本和灵敏度因素，选用微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)惯性器件三轴加速度计。所述加速度计20可以安装在窗户的附近空旷位置，以尽可能无干扰地检测自然风的风力风速。
[0061] 图5为本发明第二实施例中根据风向调整设备方向的装置的加速度计的结构示意图。如图所示，所述加速度计20包括加速度矢量获取单元201、横偏角和纵偏角推导单元202和风向推导单元203。
[0062] 所述加速度矢量获取单元201，用于获取所述加速度计20的加速度矢量。具体的，所述加速度计10的坐标系设置为OXbYbZb，水平坐标系为OXhYhZh，则所述加速度计20坐标系到水平坐标系的变换矩阵为：
[0063]
[0064] 其中：γ为横偏角，θ为纵偏角。
[0065] 所述加速度计20检测风力风速，获得加速度矢量 也即是重力加速度g在所述加速度计坐标系OXbYbZb上的投影。
[0066] 图6为本发明第二实施例中根据风向调整设备方向的装置的加速度矢量获取单元的结构示意图。如图所示，所述加速度矢量获取单元201包括原始加速度矢量获取单元2011、附加加速度矢量获取单元2012和加速度矢量判断单元2013。
[0067] 所述原始加速度矢量获取单元2011，用于获取所述加速度计20原始的加速度矢量。
[0068] 附加加速度矢量获取单元2012，用于在所述原始加速度矢量获取单元2011获取原始的加速度矢量之后的预设时间内继续获取附加的加速度矢量。
[0069] 加速度矢量判断单元2013，用于判断在预设时间内所述附加加速度矢量获取单元2012获取附加的加速度矢量是否保持在预设波动范围内。
[0070] 当所述加速度矢量判断单元2013判断在预设时间内所述附加加速度矢量获取单元2012获取附加的加速度矢量超过预设波动范围时，所述原始加速度矢量获取单元2011重新获取原始的加速度矢量。
[0071] 所述加速度矢量获取单元201，通过确认在预设时间内所述加速度计20获取的附加的加速度矢量未超过预设波动范围，以确定所述加速度计20获取的加速度矢量为正常持续风力状态下的加速度矢量，避免了因风力刚刚吹起或停歇过渡状态而调整设备的方向的情况。当在预设时间内所述加速度计20获取的附加的加速度矢量超过预设波动范围内时，则判定风力为刚刚吹起或停歇的过渡状态而并非持续稳定的状态，所述加速度计20需要重新获取加速度矢量并重新判断风力状态。
[0072] 所述横偏角和纵偏角推导单元202，用于根据所述加速度矢量获取单元201获取的所述加速度矢量推导出横偏角和纵偏角。具体的，在水平坐标系上各轴加速度分量为根据坐标变换的方程 则有：
[0073]
[0074] 根据 可推导出横偏角：
[0075] 进而将导出的所述横偏角代入到：
[0076]
[0077] 可推导出纵偏角：
[0078] 这样，所述横偏角和纵偏角推导单元202可根据所述加速度矢量获取单元201获取的所述加速度矢量推导出横偏角和纵偏角。
[0079] 所述风向推导单元203，用于根据所述横偏角和纵偏角推导单元202推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值推导出风向。
[0080] 具体的，当有风力冲动所述加速度计20时，所述加速度计20会发生倾斜。假设窗户安装在西面，以单独南北向风为例，X轴始终对地水平，所述加速度计20向前或向后倾斜。
[0081] 若单独有南风时，装置前仰后倾，Y轴的加速度值为负，根据右手定则θ值为正，若单独有北风时，所述加速度计20前倾后仰，Y轴的加速度为正，根据右手定则θ值为负，通过公式 可推导出纵偏角θ；同理，当有东西向风时可根据X轴加速度计的加速度矢量值推导出横偏角 当风向为东南向或是西北向等非平行于坐标轴方
向风时，所述风向推导单元203可以通过纵偏角θ和横偏角γ的正负以及比值推算出风向。
比如，当风向为北偏东45°角时，纵偏角θ和横偏角γ同时为负且比值为1:1。
[0082] 在本实施例中，当实际风向为北偏东45°角，所述加速度计20检测到风向并通过所述风向推导单元203推导出纵偏角θ和横偏角γ同时为负且比值为1:1时，所述设备方向调整单元30可控制所述窗户在右手坐标系下顺时针旋转45°以使窗户完全顺着风向，以实现最佳的通风效果。具体的，所述设备方向调整单元30可包括设置在所述窗户轴上的伺服电机和控制芯片，所述控制芯片可根据推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值推导出所述伺服电机调整窗户的方向角度，并控制所述伺服电机将所述窗户旋转推导出的方向角度。当然，所述加速度计20也可以通过WIFI、蓝牙等无线通讯方式将所述风向推导单元203推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值传送给移动终端，由移动终端根据所述风向推导单元203推导出的横偏角和纵偏角的正负和比值推导出所述伺服电机调整窗户的方向角度，并通过无线信号控制所述伺服电机调整窗户的方向。
[0083] 本实施例提供的所述根据风向调整设备方向的装置，通过加速度计检测风向并根据检测到的风向调整设备方向，可自动准确地检测实时风向并动态地调整设备的方向。
[0084] 图7为本发明第三实施例中根据风向调整设备方向的装置的加速度计的结构示意图。如图所示，在第二实施例的基础上，所述加速度计20进一步包括风力强度推导单元204和风力强度判断单元205。
[0085] 所述风力强度推导单元204，用于根据推导出的横偏角、纵偏角和所述加速度计外壳的质量密度推导风力强度。所述风力强度推导单元204根据所述横偏角和纵偏角 和所述加速度计的外壳质量密度可轻易推导出风力强度。所述横
偏角和纵偏角数值越大，说明风力强度越大。
[0086] 所述风力强度判断单元205，用于判断所述风力强度推导单元204推导出的风力强度是否超过预设值，当所述风力强度判断单元205判断推导出的风力强度超过预设值时，所述设备方向调整单元30直接调整设备方向到预设方向。
[0087] 在本实施例中，通过所述风力强度推导单元204推导出风力强度，在所述风力强度过大时直接调整窗户方向到关闭状态方向，将风力挡在窗户外面，以避免飓风影响窗户内的财产安全。
[0088] 当然，在其他所述设备为风力发电机的实施例中，当所述加速度计检测风力强度达到飓风强度时，可将风力发电机的风力扇叶调整到顺着风向的方向，尽可能减小受风面积和角度，以避免高强度的飓风对风力扇叶造成破坏。当判断推导出的风力强度并未超过预设值时，则通过正常的调整方式调整设备的方向。
[0089] 应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0090] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0091] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
