CN105374143A - 一种自供电智能门窗传感器及信号发送方法 - Google Patents

Abstract

一种自供电智能门窗传感器及信号发送方法，属于将开门的机械能直接转换为电能发射信号报警的智能门窗传感器技术领域。能量采集自供电模块将开关门过程中的机械能转换为电能，为信息接收处理模块和无线信号发射模块提供能量；干簧管置于能量采集自供电模块内；自供电门窗传感器装置中永磁体模块安装于门框上，能量采集自供电模块安装于门上；能量采集自供电模块包括主体壳体、软磁体、导电线圈、线圈骨架；线圈骨架的中心部位绕制有导电线圈。本发明采用能量采集自供电模块，无需外接电源或外加电池；结构简单、易于安装，安装时无需布线打孔；可安装于各种门、窗、保险柜等设备；与互联网连接，可通过各种终端，随时监测门、窗的开关情况。

Description

一种自供电智能门窗传感器及信号发送方法

技术领域

本发明涉及一种自供电智能门窗传感器及信号发送方法，属于将开门的机械能直接转换为电能发射信号报警的智能门窗传感器技术领域。

背景技术

无线门窗传感器开关的发展，为其在安防领域的使用提供了相当的便利，已得到广泛的应用。其工作原理是通过磁铁与门窗传感器之间的距离来控制门窗传感器内的干簧管的工作状态，干簧管的开关状态发生变化时则无线门窗传感器内的无线发射功能部分向主机发送门窗传感器的24位地址码，报警主机收到该信号后进行相应的流程处理。

该系列方案存中的门窗传感器开关向主机发射信号所需的能量，需要使用电池供电，受制于电池容量的限制，需要频繁充电或更换电池或充电，待机时间大概在2个月之内，无法达到长期使用。这样的使用方式，既带来使用成本的提升，也有废旧电池的产生，不符合目前的绿色家居的需要。

同时，目前的无线门窗传感器开关，均是自身带有报警喇叭报警，或者将信号发射到主机由主机进行报警处理。而目前的智能家居已需求能实现智能化、互联网化的门窗传感器报警系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种自供电智能门窗传感器及信号发送方法。

一种自供电智能门窗传感器,主要由能量采集自供电模块、永磁体模块、信息接收处理模块和无线信号发射模块四部分组成；

能量采集自供电模块将开关门过程中的机械能转换为电能，为信息接收处理模块和无线信号发射模块提供能量；

干簧管置于能量采集自供电模块内，当门打开或关闭时，干簧管远离或接近永磁体，通断状态发生变化，其状态同时返回给信息接收处理模块，返回的信息经处理后通过Wi-Fi模块发送给路由器，信息再经过互联网传输给智能终端，包括手机、PAD、电脑；

自供电门窗传感器装置中永磁体模块安装于门框上，能量采集自供电模块安装于门上；

能量采集自供电模块包括主体壳体、软磁体、导电线圈、线圈骨架；线圈骨架的中心部位绕制有导电线圈；

能量采集自供电模块中的线圈软磁片与永磁体间保留有一定的间隙，间隙值在0-10mm。

一种自供电智能门窗传感器信号发送方法，含有以下步骤；

通过开关门的动作，能量采集自供电模块将开关门过程中的机械能转换为电能，为信息接收处理模块和无线信号发射模块提供能量；

当门打开或关闭时，干簧管远离或接近永磁体，通断状态发生变化，其状态同时返回给信息接收处理模块，返回的信息经处理后通过Wi-Fi模块发送给路由器，信息再经过互联网传输给智能终端，包括手机、PAD、电脑；

机械能转换为电能的步骤为：通过控制线圈骨架的活动，使之分别与软磁片的不同部位接触，可以快速改变导电线圈中的磁通，从而在导电线圈上产生电势，采集电能；

当开门时，发电线圈跟随门一起运动，该过程中软磁片从永磁体的N(S)极开始划过永磁体的S(N)极，导磁体以及线圈的磁通量经历了N-S-0的变化，利用线圈内磁通量的变化来将机械能转换为电能；

门的状态判断可通过添加干簧管来判断，也可通过发电线圈中电流方向来判断；开门的过程和关门的过程，软磁片通过的永磁体方向是相反的，也即线圈中产生的电流的方向是相反的，可根据电流的方向来判断开门和关门的动作。

本发明的优点是：

1、该门窗传感器采用能量采集自供电模块，无需外接电源或外加电池，可长时间使用；

2、该门窗传感器装置结构简单、易于安装，安装时无需布线打孔；可安装于各种门、窗、保险柜等设备；

3、该智能门窗传感器与互联网连接，可通过各种终端，随时监测门、窗的开关情况。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为发明提供的另一种结构示意图；

图3为发明提供的状态切换示意图；

图4为发明提供的一种安装结构示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4所示，一种自供电智能门窗传感器，提供一种长期稳定的能量来源，通过从开关门的过程中采集电能，实现智能门窗传感器系统的自供电，同时将门窗传感器报警的功能，接入互联网实现智能化。

一种自供电智能门窗传感器,主要由能量采集自供电模块、永磁体模块、信息接收处理模块和无线信号发射模块四部分组成。

通过开关门的动作，能量采集自供电模块将开关门过程中的机械能转换为电能，能量采集自供电模块连接信息接收处理模块和无线信号发射模块，为信息接收处理模块和无线信号发射模块提供能量。

同时，干簧管置于能量采集自供电模块内，当门打开或关闭时，干簧管远离或接近永磁体，通断状态发生变化，其状态同时返回给信息接收处理模块，返回的信息经处理后通过Wi-Fi模块发送给路由器，信息再经过互联网传输给智能终端，包括手机、PAD、电脑等。

经过处理的信号，也可经过射频调制发射模块，将信号直接传送给报警器报警。

路由器以及报警器，均可通过相应的遥控器，实现其布防和撤防的功能。所述的遥控器均采用能量采集自供电模块供电，无需外接电源或外加电池。

本发明所述自供电门窗传感器装置中永磁体模块5安装于门框上，能量采集自供电模块安装于门上。

能量采集自供电模块包括主体壳体、软磁体、导电线圈、线圈骨架等。线圈骨架的中心部位绕制有导电线圈，可在一定范围内活动。通过控制线圈骨架的活动，使之分别与软磁片的不同部位接触，可以快速改变导电线圈中的磁通，从而在导电线圈上产生电势，采集电能。当开门时，发电线圈跟随门一起运动，该过程中软磁片从永磁体的N(S)极开始划过永磁体的S(N)极，导磁体以及线圈的磁通量经历了N-S-0的变化，利用线圈内磁通量的变化来将机械能转换为电能。

能量采集自供电模块中的线圈软磁片与永磁体间可保留有一定的间隙，间隙值在0-10mm，即当门与门框之间处于非接触状态或上下左右偏移一定的距离时，门窗传感器仍然能正常工作，输出足够的电能.

干簧管用于门的开关状态检测。

当门关闭时，干簧管与永磁体距离接近，干簧管处于接通状态时；当门打开时，干簧管远离永磁体，干簧管内的触点分离断开。

实施例2:

本实施例提供一种如图1所示的一种自供电智能门窗传感器，并提供一种如图3、图4所示的能量采集自供电模块。该系统包括永磁体(1块或多块)，能量采集自供电模块，干簧管，信息接收处理模块，Wi-Fi模块，终端。所述的终端包括手机、PAD、电脑等智能终端。

永磁体模块包括磁铁支撑架5、第一永磁体10和第二永磁体11，该永磁体模块安装于门框上固定不动，第一永磁体10的N极(S极)和第二永磁体11的和S极(N极)处于同一侧，朝向门一侧。

自发电门窗传感器系统其余模块均安装于门6上，其中能量采集自供电模块中的软磁片2的端面指向永磁铁模块，软磁片2与永磁铁模块可以接触，也可以保留有一0—10mm的间隙。

第一线圈骨架30安装于软磁片2上，第一线圈骨架30距第一永磁体10的一端端面有一定的距离，第二线圈骨架31安装于软磁片2上的另一端，第二线圈骨架31与第一线圈骨架30的端面平齐，发电线圈4缠绕于软磁片2上，发电线圈4的线径介于0.05mm到0.5mm之间，圈数介于200-2000圈之间。

当门关闭时，能量采集自供电模块的软磁片2与第二永磁体11处于同一平面内。

当开门时，软磁片2从第二永磁体11滑向第一永磁体10，并最终远离第一永磁体10和第二永磁体11，该过程中通过软磁片2的磁场从南极变为北极再变为0。

软磁片2中磁通量的变化即为发电线圈4中磁通量的变化。发电线圈4中磁通量的改变即可发出电能，提供给信息接收处理模块和无线信号发射模块使用。

发电线圈有两个电源引出端，其中线圈的正极接入信息接收处理模块的正极，负极接入信息接收处理模块的负极。

干簧管置于能量采集自供电模块内，当门打开或关闭时，干簧管远离或接近永磁体，通断状态发生变化，其状态同时返回给信息接收处理模块，返回的信息经处理后通过Wi-Fi模块发送给路由器，信息再经过互联网传输给智能终端，包括手机、PAD、电脑等。

实施例3:

本实施例提供另一种如图2所示的一种自供电智能门窗传感器，并提供一种如图3、图4所示的能量采集自供电模块。该系统包括永磁体模块(1块或多块)，能量采集自供电模块，干簧管，信息接收处理模块，射频调制发射模块，报警器，报警器加防撤防遥控器。

能量采集自供电模块内的发电线圈有两条引出线，两条引出线分别与信号处理器的正极与负极相连接，信号处理器的2个输出端分别与射频调制发射模块相连接，将处理过的信号输出给射频调制发射模块，射频调制发射模块再将接收到的信号发送给报警器终端，实现报警功能。

报警器加防撤防遥控器是用于控制报警器的待机状态与关机状态。需要报警器处于工作状态时，通过报警器加防撤防遥控器来进行控制即可，当需要报警器在接收到信号时仍然不工作时，使用遥控器控制报警器撤防即可。遥控器同样采用微型能量采集自供电模块提供能量，无需外接电源或外加电池。

能量采集自供电模块与工作模式与实施例1相同。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自供电智能门窗传感器,其特征在于主要由能量采集自供电模块、永磁体模块、信息接收处理模块和无线信号发射模块四部分组成；

能量采集自供电模块将开关门过程中的机械能转换为电能，为信息接收处理模块和无线信号发射模块提供能量；

干簧管置于能量采集自供电模块内；

永磁体模块安装于门框上，能量采集自供电模块安装于门上；

能量采集自供电模块包括主体壳体、软磁体、导电线圈、线圈骨架；线圈骨架的中心部位绕制有导电线圈。

2.根据权利要求1所述的一种自供电智能门窗传感器，其特征在于能量采集自供电模块中的线圈软磁片与永磁体间保留有一定的间隙，间隙值在0-10mm。

3.根据权利要求1所述的一种自供电智能门窗传感器，其特征在于，当门打开或关闭时，干簧管远离或接近永磁体，通断状态发生变化通断状态返回给信息接收处理模块，返回的信息经处理后通过Wi-Fi模块发送给路由器，信息再经过互联网传输给智能终端，包括手机、PAD、电脑。

4.根据权利要求1所述的一种自供电智能门窗传感器，其特征在于永磁体模块包括磁铁支撑架、第一永磁体和第二永磁体，该永磁体模块安装于门框上固定不动，第一永磁体的N极(S极)和第二永磁体的和S极(N极)处于同一侧，朝向门一侧；

能量采集自供电模块中的软磁片的端面指向永磁铁模块，软磁片与永磁铁模块可以接触，也可以保留有一0—10mm的间隙。

5.根据权利要求4所述的一种自供电智能门窗传感器，其特征在于第一线圈骨架安装于软磁片上，第一线圈骨架距第一永磁体的一端端面有一定的距离，第二线圈骨架安装于软磁片上的另一端，第二线圈骨架与第一线圈骨架的端面平齐，发电线圈缠绕于软磁片上，发电线圈的线径介于0.05mm到0.5mm之间，圈数介于200-2000圈之间。

6.根据权利要求1所述的一种自供电智能门窗传感器，其特征在于发电线圈有两个电源引出端，其中线圈的正极接入信息接收处理模块的正极，负极接入信息接收处理模块的负极。

7.一种自供电智能门窗传感器信号发送方法，其特征在于含有以下步骤；

通过开关门的动作，能量采集自供电模块将开关门过程中的机械能转换为电能，为信息接收处理模块和无线信号发射模块提供能量；

当门打开或关闭时，干簧管远离或接近永磁体，通断状态发生变化，其状态同时返回给信息接收处理模块，返回的信息经处理后通过Wi-Fi模块发送给路由器，信息再经过互联网传输给智能终端，包括手机、PAD、电脑；

机械能转换为电能的步骤为：通过控制线圈骨架的活动，使之分别与软磁片的不同部位接触，可以快速改变导电线圈中的磁通，从而在导电线圈上产生电势，采集电能；

当开门时，发电线圈跟随门一起运动，该过程中软磁片从永磁体的N(S)极开始划过永磁体的S(N)极，导磁体以及线圈的磁通量经历了N-S-0的变化，利用线圈内磁通量的变化来将机械能转换为电能；

门的状态判断可通过添加干簧管来判断，也可通过发电线圈中电流方向来判断；开门的过程和关门的过程，软磁片通过的永磁体方向是相反的，也即线圈中产生的电流的方向是相反的，可根据电流的方向来判断开门和关门的动作。

8.根据权利要求7所述的一种自供电智能门窗传感器信号发送方法，其特征在于含有以下步骤；

当门关闭时，干簧管与永磁体距离接近，干簧管处于接通状态时；当门打开时，干簧管远离永磁体，干簧管内的触点分离断开。

9.根据权利要求7所述的一种自供电智能门窗传感器信号发送方法，其特征在于含有以下步骤；需要报警器处于工作状态时，通过报警器加防撤防遥控器来进行控制，当需要报警器在接收到信号时仍然不工作时，使用遥控器控制报警器撤防。

10.根据权利要求7所述的一种自供电智能门窗传感器信号发送方法，其特征在于含有以下步骤；经过处理的信号，也可经过射频调制发射模块，将信号直接传送给报警器报警。