CN104948062B - 一种基于压电传感器的智能门窗监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压电传感器的智能门窗监测装置，包括：控制系统、监测装置、执行系统和电源，所述的控制系统包括放大装置、数据转换器、信号发送器、远程终端和中央控制器，所述监测装置采用压电传感器，所述执行系统包括报警装置和执行机构，其通过监测装置及时的监测门窗的震动情况，然后通过控制系统带动执行系统对门窗进行相应的操作，其很好的代替了人工完全手动的操作方式，实现对住宅和办公室等处所的安全防范、自动报警，能够有效的保证居民的生命财产不受损失，大大提高了其使用的安全性，进而更好的满足消费者的需求。

Description

一种基于压电传感器的智能门窗监测装置

技术领域

本发明涉及一种智能家居领域，具体是一种基于压电传感器的智能门窗监测装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们的生活水平在不断的提高，生活和工作的节奏也都在不断的加快，无论是居住还是办公都逐渐实现了现代化和智能化。然而随着人们生活和工作节奏的不断加快，常常为了赶时间而忘记关窗，遇到天气突变的情况，如下雨、刮风等将会使得屋内潮湿甚至有雨水落入屋内，如果风力较大，还会将屋内的物品给吹倒，给人们的生活造成诸多的不便。同时，当没有人在家的时候，门窗很有可能被不法分子用器械撬开，人们迫切需要有一种可靠地智能型的家庭安全防范警报和智能家居的系统进行日常工作。

目前有关住宅和办公室等处所的安全防范、自动报警和智能家居系统的开发研制日益受到重视。然而市场上的各种装置，大多数都因为可靠性差、功能单一、造价高、使用复杂而难以普及。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于压电传感器的智能门窗监测装置。

技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置，包括：控制系统、监测装置、执行系统和电源，其中，所述的控制系统包括放大装置、数据转换器、信号发送器、远程终端和中央控制器，所述监测装置采用压电传感器，其设于门窗上，所述执行系统包括报警装置和执行机构，所述的监测装置和执行系统均与控制系统连接，所述放大装置的输入和输出端分别与监测装置和数据转换器的输入端连接，所述数据转换器的输出端和信号发送器的输入端连接，所述的信号发送器的输出端与远程终端的输入端连接，所述放大装置、数据转换器、信号发送器和远程终端均与中央控制器的输入端连接，所述中央控制器的输出端与报警装置和执行机构连接，所述的控制系统、监测装置和执行系统均与电源连接；所述执行机构包括推手、牵引装置和步进电机，所述的推手和牵引装置连接，所述的牵引装置和步进电机连接。

本发明所述中央控制器由信号判断控制模块、数据存储器和控制器，所述信号判断控制模块与放大装置连接，所述信号判断控制模块和数据存储器与控制器连接。

本发明所述信号发送器由振荡器、放大器、输出衰减器、稳压电源及指示电压表构成，且其采用无线通信的形式向远程终端发送数据。

本发明所述的远程终端包括信号接收模块、信号传输模块、信号分析模块、判别模块、故障诊断模块和报警模块，所述信号接收模块和信号发送器连接，所述信号传输模块与执行系统连接，所述的信号分析模块、判别模块、故障诊断模块和报警模块均与中央控制器连接。

本发明所述电源由外接电源和蓄电池构成，所述的控制系统、监测装置和执行系统均与外接电源和蓄电池连接，且，所述的蓄电池为可充电蓄电池。

本发明所述压电传感器采用PZT压电陶瓷制成。

一种基于压电传感器的智能门窗监测装置及其工作方法，该监测装置的具体工作步骤如下：

（1）：首先打开监测装置的开关，让控制系统、监测装置和执行系统开始正常运行；

（2）：然后设置在门窗上压电传感器开始对门窗的震动情况进行时刻监测，并随时把监测的数据传送给控制系统中；

（3）：当控制系统接收到数据后，其中的中央控制器将会对数据判断和存储，然后将存储后的数据传送给放大装置；

（4）：此时放大装置对接收到的数据立刻进行放大，并把放大后的电信号传送给数据转换器；

（5）：当数据转换器接收到电信号后，立即对数据进行A/D转换，把模拟信号转换成数字信号，然后把转换后的数字信号传送给信号发送器；

（6）：然后通过发送器把转换后的信号发送给远程终端；

（7）：当远程终端中的信号接收模块接收到数据后，将会把接收到的信号传送给信号分析模块，此时信号分析模块将会立即对数据进行分析；

（8）：待信号分析模块将信号数据分析后，通过判别模块对分析后的数据进行判断，然后信号传输模块将会把判断后的数据传送给中央控制器；

（9）：然后中央控制器中的控制器将会根据接收到的信号命令执行系统进行相应的操作；

（10）：当控制器接收到关闭门窗的信号时，其将会命令执行系统中的执行机构开始工作，此时，步进电机将会带动牵引装置运行，推手将会随着牵引装置的运行情况对门窗进行关闭操作；当信号数据显示存在安全隐患时，那么控制器将会命令执行系统中的报警装置和执行机构进行报警并关闭窗户；当信号数据显示存在异常时，那么故障诊断模块将会对整个监测装置进行故障检测和排查，直至排除故障即可。

有益效果：本发明所述的基于压电传感器的智能门窗监测装置，具有以下优点：

1、本发明所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置，其通过监测装置及时的监测门窗的震动情况，然后通过控制系统带动执行系统对门窗进行相应的操作，其很好的人工完全手动的操作方式，实现对住宅和办公室等处所的安全防范、自动报警，能够有效的保证居民的生命财产不受损失。

2、本发明中所述的远程终端设有故障诊断模块，其能够对整个监测装置进行自我检测，及时的排除故障，同时报警模块的使用能够更好的快速对门窗的异常情况进行报警提醒，使得该监测装置具有实用性强、可靠性高、功能齐全等特点，进而更好的满足消费者的需求。

2、本发明所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置，其结构简单，该装置的生产成本较低，因而其市场销售价格能够被大多数的家庭接受，大大提高了该产品的市场竞争力，也更好的满足了企业和消费者的需求，从而达到双赢的局面。

附图说明

图1为本发明所述的监测装置连接示意图；

图2为本发明中所述的电气连接示意图；

图中：控制系统-1、监测装置-2、执行系统-3、电源-4、放大装置-11、数据转换器-12、信号发送器-13、远程终端-14、中央控制器-15、报警装置-31、执行机构-32。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例

如图1和图2所示的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置，包括：控制系统1、监测装置2、执行系统3和电源4，其中，所述的控制系统1包括放大装置11、数据转换器12、信号发送器13、远程终端14和中央控制器15，所述中央控制器15由信号判断控制模块、数据存储器和控制器，所述信号判断控制模块与放大装置11连接，所述信号判断控制模块和数据存储器与控制器连接。

本实施例中所述监测装置2采用PZT压电陶瓷制成压电传感器，其设于门窗上，所述执行系统3包括报警装置31和执行机构32，所述的监测装置2和执行系统3均与控制系统1连接，所述放大装置11的输入和输出端分别与监测装置2和数据转换器12的输入端连接，所述数据转换器12的输出端和信号发送器13的输入端连接，所述的信号发送器13的输出端与远程终端14的输入端连接，所述放大装置11、数据转换器12、信号发送器13和远程终端14均与中央控制器15的输入端连接，所述中央控制器15的输出端与报警装置31和执行机构32连接，所述的控制系统1、监测装置2和执行系统3均与电源4连接；所述执行机构32包括推手、牵引装置和步进电机，所述的推手和牵引装置连接，所述的牵引装置和步进电机连接。

本实施例中所述信号发送器13由振荡器、放大器、输出衰减器、稳压电源及指示电压表构成，且其采用无线通信的形式向远程终端14发送数据；所述的远程终端14包括信号接收模块、信号传输模块、信号分析模块、判别模块、故障诊断模块和报警模块，所述信号接收模块和信号发送器13连接，所述信号传输模块与执行系统3连接，所述的信号分析模块、判别模块、故障诊断模块和报警模块均与中央控制器15连接。

本实施例中所述电源4由外接电源和蓄电池构成，所述的控制系统1、监测装置2和执行系统3均与外接电源和蓄电池连接，且，所述的蓄电池为可充电蓄电池。

本实施例中所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置及其工作方法，该监测装置的具体工作步骤如下：

（1）：首先打开监测装置的开关，让控制系统1、监测装置2和执行系统3开始正常运行；

（2）：然后设置在门窗上压电传感器开始对门窗的震动情况进行时刻监测，并随时把监测的数据传送给控制系统1中；

（3）：当控制系统1接收到数据后，其中的中央控制器15将会对数据判断和存储，然后将存储后的数据传送给放大装置11；

（4）：此时放大装置11对接收到的数据立刻进行放大，并把放大后的电信号传送给数据转换器12；

（5）：当数据转换器12接收到电信号后，立即对数据进行A/D转换，把模拟信号转换成数字信号，然后把转换后的数字信号传送给信号发送器13；

（6）：然后通过发送器13把转换后的信号发送给远程终端14；

（7）：当远程终端14中的信号接收模块接收到数据后，将会把接收到的信号传送给信号分析模块，此时信号分析模块将会立即对数据进行分析；

（8）：待信号分析模块将信号数据分析后，通过判别模块对分析后的数据进行判断，然后信号传输模块将会把判断后的数据传送给中央控制器15；

（9）：然后中央控制器15中的控制器将会根据接收到的信号命令执行系统3进行相应的操作；

（10）：当控制器接收到关闭门窗的信号时，其将会命令执行系统3中的执行机构32开始工作，此时，步进电机将会带动牵引装置运行，推手将会随着牵引装置的运行情况对门窗进行关闭操作；当信号数据显示存在安全隐患时，那么控制器将会命令执行系统3中的报警装置31和执行机构32进行报警并关闭窗户；当信号数据显示存在异常时，那么故障诊断模块将会对整个监测装置进行故障检测和排查，直至排除故障即可。

实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法，其特征在于：所述基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法包括：控制系统（1）、监测装置（2）、执行系统（3）和电源（4），其中，所述的控制系统（1）包括放大装置（11）、数据转换器（12）、信号发送器（13）、远程终端（14）和中央控制器（15），所述监测装置（2）采用压电传感器，其设于门窗上，所述执行系统（3）包括报警装置（31）和执行机构（32），所述的监测装置（2）和执行系统（3）均与控制系统（1）连接，所述放大装置（11）的输入和输出端分别与监测装置（2）和数据转换器（12）的输入端连接，所述数据转换器（12）的输出端和信号发送器（13）的输入端连接，所述的信号发送器（13）的输出端与远程终端（14）的输入端连接，所述放大装置（11）、数据转换器（12）、信号发送器（13）和远程终端（14）均与中央控制器（15）的输入端连接，所述中央控制器（15）的输出端与报警装置（31）和执行机构（32）连接，所述的控制系统（1）、监测装置（2）和执行系统（3）均与电源（4）连接；所述执行机构（32）包括推手、牵引装置和步进电机，所述的推手和牵引装置连接，所述的牵引装置和步进电机连接；所述的远程终端（14）包括信号接收模块、信号传输模块、信号分析模块、判别模块、故障诊断模块和报警模块，所述信号接收模块和信号发送器（13）连接，所述信号传输模块与执行系统（3）连接，所述的信号分析模块、判别模块、故障诊断模块和报警模块均与中央控制器（15）连接；

所述的基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法，该监测装置的具体工作步骤如下：

（1）：首先打开监测装置的开关，让控制系统（1）、监测装置（2）和执行系统（3）开始正常运行；

（2）：然后设置在门窗上压电传感器开始对门窗的震动情况进行时刻监测，并随时把监测的数据传送给控制系统（1）中；

（3）：当控制系统（1）接收到数据后，其中的中央控制器（15）将会对数据判断和存储，然后将存储后的数据传送给放大装置（11）；

（4）：此时放大装置（11）对接收到的数据立刻进行放大，并把放大后的电信号传送给数据转换器（12）；

（5）：当数据转换器（12）接收到电信号后，立即对数据进行A/D转换，把模拟信号转换成数字信号，然后把转换后的数字信号传送给信号发送器（13）；

（6）：然后通过发送器（13）把转换后的信号发送给远程终端（14）；

（7）：当远程终端（14）中的信号接收模块接收到数据后，将会把接收到的信号传送给信号分析模块，此时信号分析模块将会立即对数据进行分析；

（8）：待信号分析模块将信号数据分析后，通过判别模块对分析后的数据进行判断，然后信号传输模块将会把判断后的数据传送给中央控制器（15）；

（9）：然后中央控制器（15）中的控制器将会根据接收到的信号命令执行系统（3）进行相应的操作；

（10）：当控制器接收到关闭门窗的信号时，其将会命令执行系统（3）中的执行机构（32）开始工作，此时，步进电机将会带动牵引装置运行，推手将会随着牵引装置的运行情况对门窗进行关闭操作；当信号数据显示存在安全隐患时，那么控制器将会命令执行系统（3）中的报警装置（31）和执行机构（32）进行报警并关闭窗户进行报警；当信号数据显示存在异常时，那么故障诊断模块将会对整个监测装置进行故障检测和排查，直至排除故障即可。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法，其特征在于：所述中央控制器（15）由信号判断控制模块、数据存储器和控制器，所述信号判断控制模块与放大装置（11）连接，所述信号判断控制模块和数据存储器与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法，其特征在于：所述信号发送器（13）由振荡器、放大器、输出衰减器、稳压电源及指示电压表构成，且其采用无线通信的形式向远程终端（14）发送数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法，其特征在于：所述电源（4）由外接电源和蓄电池构成，所述的控制系统（1）、监测装置（2）和执行系统（3）均与外接电源和蓄电池连接，且，所述的蓄电池为可充电蓄电池。

5.根据权利要求1所述的一种基于压电传感器的智能门窗监测装置的工作方法，其特征在于：所述压电传感器采用PZT压电陶瓷制成。