CN106869675B - 一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置及控制方法，包含：控制系统与窗体；窗体进一步包含：外框，其设置在墙体上；内扇，其顶部与外框的顶部连接；外框内部两侧分别设有驱动装置；控制系统进一步包含：接收控制装置与发送控制装置，接收控制装置设置在窗体的外框上，用于接收语音指令；发送控制装置用于采集并发送所述语音指令；所述驱动装置各自设有的交流同步电机与所述接收控制装置连接，所述接收控制装置控制所述交流同步电机正转或反转控制所述内扇的开启或关闭。本发明具有提高居家舒适性与便捷性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及生活电器领域，特别涉及一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置及其控制方法。
背景技术
目前，随着社会科技和文化的发展，人们越来越注重生活水平的提高。与此同时高楼建筑也无处不在，而往往高楼建筑中多采用上悬式窗户，目前上悬式窗户只能通过手动操作来实现打开和关闭，由于上悬窗多安装于高处，所以手动操作不仅仅危险，而且又费时费力。
发明内容
本发明目的是提供一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，实现在远处通过语音控制窗户的打开和关闭，以及在雨天或PM2.5指数超标的情况下自动关窗。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，包含：
控制系统与窗体；所述窗体进一步包含：外框，其设置在墙体上；内扇，其顶部与所述外框的顶部连接；所述外框内部两侧分别设有驱动装置；
所述控制系统进一步包含：接收控制装置与语音遥控器，所述接收控制装置设置在所述窗体的外框上，用于接收语音指令；所述语音遥控器内部设有发送控制装置用于采集并发送所述语音指令；所述驱动装置各自设有的交流同步电机共同通过第一继电器与第二继电器与所述接收控制装置连接，所述接收控制装置控制所述交流同步电机正转或反转，进而带动所述内扇开启或关闭。
优选地，所述驱动装置进一步包含：梅花联轴器，第一丝杆支撑座，螺母与螺母转换座，L型接头，第二丝杆支撑座、丝杆与支撑杆；所述丝杆通过梅花联轴器与交流同步电机连接；所述第一丝杆支撑座与支撑杆的一端均与所述丝杆固定连接，另一端均与所述外框固定连接，用于固定所述丝杆；所述螺母与螺母转换座位于所述第一丝杆支撑座与第二丝杆支撑座之间；所述螺母与螺母转换座通过L型接头与所述支撑杆的第一端连接，所述支撑杆的第二端与所述内扇一侧连接。
优选地，所述交流同步电机通过导线接入220V交流电。
优选地，所述发送控制装置包含；第二单片机，分别与所述第二单片机连接的语音输入模块与无线发送模块；所述语音输入模块采集语音指令并输出；所述第二单片机接收并将所述语音指令转换成数字信号并输出，所述无线发送模块发送所述转换成数字信号的语音指令；向所述接收控制装置发送所述语音指令信号；
接收电源，其与第二单片机连接，为所述发送控制装置供电。
优选地，所述接收控制装置进一步包含：第一单片机，分别与所述第一单片机连接的无线接收模块与电机驱动模块，所述第一单片机通过电机驱动模块与两个交流同步电机连接；
所述无线接收模块接收转换成数字信号的语音指令并输出，所述电机驱动模块根据所述语音指令信号控制所述交流同步电机的正转或反转；
接收电源，其与所述第一单片机连接，用于给所述接收控制装置供电；
所述电机驱动模块进一步包含第一继电器与第二继电器；所述各个交流同步电机均通过导线与所述第一继电器与第二继电器连接，所述第一继电器与第二继电器中任意一个用于控制两个交流同步电机正转，则另一个用于控制两个交流同步电机反转。
优选地，所述接收控制装置进一步还设有分别与所述第一单片机连接的PM2.5传感器与湿度传感器，分别用于根据检测到的空气中PM2.5的含量与湿度向所述电机驱动模块发送信号指令控制所述交流同步电机正转或反转，控制内扇开启或关闭。
优选地，上悬窗智能装置进一步设有机械开关，其与所述交流同步电机连接；用于手动开合窗户。
本发明另一个技术方案为一种利用上述基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制方法，包含以下过程：
上悬窗初始状态为关闭状态，通过无线语音指令信号控制上悬窗的开合；通过发送控制装置的语音输入模块采集到开窗语音指令时，其设有的语音模块将所述语音指令转化成语音指令信号，并将所述语音指令信号发送给所述第二单片机，所述第二单片机将所述语音指令信号转化成数字信号并输出，无线发送模块接收所述转化成数字信号的语音指令信号并向外发送；
所述接收控制装置的无线接收模块接收所述无线发送模块输出的语音指令信号并输出；
所述第一单片机根据所述语音指令信号控制所述交流同步电机正转，带动所述螺母与螺母转换座向上移动，进而带动所述支撑杆支开内扇，窗户打开；
当所述语音输入模块采集到关窗语音指令，经过所述发送控制装置对所述语音指令的转换与发送，所述接收控制装置控制所述交流同步电机反转，带动所述螺母与螺母转换座向移动，进而带动所述支撑杆关闭内扇，窗户关闭。
优选地，上述控制方法进一步包含以下过程：所述湿度传感器或PM2.5传感器感应到湿度或PM2.5超标时，则发送关窗指令信号给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制所述交流同步电机反转，窗户关闭；
当天气转晴或PM2.5指数恢复正常以后，则发送开窗指令信号给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制所述交流同步电机正转，窗户打开。
优选地，上述控制方法进一步包含以下过程：
当所述控制系统出现故障时，通过机械开关可手动操作打开和关闭上悬窗。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明在单片机与语音控制基础上通过无线发送与接收模块，可实现以声波传递信号的方式将高处或远距离的上悬窗自动开合，具有操作简单，提高人们的生活质量和舒适度。
通过在窗架上搭载了PM2.5传感器和湿度传感器装置，能够自动感知天气变化，当下雨或PM2.5指数超标时，通过湿度传感器或PM2.5传感器做出判断通过单片机对电机进行控制，从而实现窗户的闭合。
附图说明
图1是本发明一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的整体结构示意图；
图2是本发明一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制系统的发送控制装置结构框图；
图3是本发明一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制系统的接收控制装置结构框图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
本发明的顶部与底部皆以图1为准，图1的上方位顶部，图1的下方为底部。
如图1所示，一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，包含：控制系统与窗体两部分；
所述窗体进一步包含：外框10，其设置在墙体上；内扇11，其顶部与所述外框的顶部连接；
所述外框10内部两侧分别设有驱动装置，其中，各个驱动装置包含：交流同步电机2，梅花联轴器3，第一丝杆支撑座4，螺母与螺母转换座5，L型接头6，第二丝杆支撑座7、丝杆8与支撑杆9；所述交流同步电机2通过梅花联轴器3与丝杆8连接；所述第一丝杆支撑座4与第二丝杆支撑座7的一端均与所述丝杆8固定连接，另一端均与所述外框10固定连接，用于固定所述丝杆8；所述第一丝杆支撑座4位于所述丝杆8底部，所述梅花联轴器3上部；所述第二丝杆支撑座7位于所述丝杆8顶部；所述螺母与螺母转换座5位于所述第一丝杆支撑座4与第二丝杆支撑座7之间；所述螺母与螺母转换座5通过L型接头6与所述支撑杆9的一端连接，所述支撑杆9的另一端与所述内扇11中部一侧连接。
结合图2与图3所示，所述控制系统包含：接收控制装置1，其设置在窗体的外框10上，用于接收语音指令；所述接收控制装置1进一步包含：第一单片机，分别与所述第一单片机连接的无线接收模块、湿度传感器以及PM2.5传感器，所述第一单片机通过电机驱动模块与两个交流同步电机连接；接收电源，其与所述第一单片机连接，用于给所述接收控制装置1供电。
所述湿度传感器用于检测空气湿度；所述PM2.5传感器用于检测空气中PM2.5的含量。
所述电机驱动模块进一步包含第一继电器与第二继电器；
所述各个交流同步电机2均通过导线与所述第一继电器与第二继电器连接，所述第一继电器与第二继电器中任意一个用于控制两个交流同步电机正转，则另一个用于控制两个交流同步电机反转。所述交流同步电机均可直接通过导线接入220V交流电。
所述控制系统进一步设有语音遥控器，其内部设有发送控制装置，用于发送所述语音指令；其中，语音遥控器为可移动端。
所述发送控制装置包含：
第二单片机，分别与所述第二单片机连接的语音输入模块与无线发送模块；所述语音输入模块用于采集并输出语音指令；所述无线发送模块用于向所述接收控制装置1发送所述语音指令信号。
接收电源，其与第二单片机连接，用于给所述发送控制装置供电。
所述接收控制装置1设有的外壳上设有机械开关，其与所述各个交流同步电机2连接，通过所述机械开关可实现手动使窗户开合，增加操作的多样性，避免了当语音遥控器故障时，无法操作窗户的弊端。
所述接收与发送电源为通过导线连接的4节1.5V干电池。所述第一与第二单片机均采用型号为SPCE061A的单片机；所述无线接收模块与无线发送模块均采用型号为nRF24L01的无线模块。
一种利用上述基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制方法，包含以下过程：
上悬窗初始状态为关闭状态，通过无线语音控制上悬窗的开合。通过发送控制装置的语音输入模块采集到如“开窗”语音指令时，其设有的语音模块将所述语音指令转化成语音指令信号，并将所述语音指令信号发送给所述第二单片机，所述第二单片机将所述语音指令信号转化成数字信号并输出，所述无线发送模块接收所述转化成数字信号的语音指令信号并向外发送；
所述接收控制装置1的无线接收模块接收所述无线发送模块输出的语音指令信号，并输出给所述第一单片机，所述第一单片机根据所述语音指令信号控制所述交流同步电机2正转，带动所述螺母与螺母转换座5向上移动，进而实现打开上悬窗；与上述过程相类似，当所述语音输入模块采集到如“关窗”语音指令后，经过所述发送控制装置对所述语音指令的转换与发送，所述接收控制装置1控制所述交流同步电机2反转，带动所述螺母与螺母转换座5向下移动，进而实现关闭上悬窗；
所述湿度传感器或PM2.5传感器感应到湿度或PM2.5超标时，则发送关窗指令信号给所述第一单片机，所述第一单片机控制所述交流同步电机2反转，带动所述螺母与螺母转换座5向下移动，进而实现关闭上悬窗。同理，当天气转晴或PM2.5指数恢复正常以后，则发送开窗指令信号给所述第一单片机，所述第一单片机控制所述交流同步电机2正转，带动所述螺母与螺母转换座5向上移动，进而实现再次打开上悬窗。
当所述控制系统出现故障时，通过所述机械开关可手动操作打开和关闭上悬窗。
上述实施例中所使用的窗体、支撑杆、交流同步电机、联轴器、螺母与螺母转换座、丝杆支撑座、单片机、无线接收模块，湿度传感器、PM2.5传感器、语音输入模块、继电器均为市售产品，可通过购买获得。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，其特征在于，包含：
控制系统与窗体；所述窗体进一步包含：外框，其设置在墙体上；内扇，其顶部与所述外框的顶部连接；所述外框内部两侧分别设有驱动装置；
所述驱动装置进一步包含：梅花联轴器，第一丝杆支撑座，螺母与螺母转换座，L型接头，第二丝杆支撑座、丝杆与支撑杆；所述丝杆通过梅花联轴器与交流同步电机连接；所述第一丝杆支撑座与支撑杆的一端均与所述丝杆固定连接，另一端均与所述外框固定连接，用于固定所述丝杆；所述螺母与螺母转换座位于所述第一丝杆支撑座与第二丝杆支撑座之间；所述螺母与螺母转换座通过L型接头与所述支撑杆的第一端连接，所述支撑杆的第二端与所述内扇一侧连接；
所述控制系统进一步包含：接收控制装置与语音遥控器，所述接收控制装置设置在所述窗体的外框上，用于接收语音指令；所述语音遥控器内部设有发送控制装置用于采集并发送所述语音指令；
所述接收控制装置进一步包含：第一单片机，分别与所述第一单片机连接的无线接收模块与电机驱动模块，所述第一单片机通过电机驱动模块与驱动装置各自设有的交流同步电机连接；
所述无线接收模块接收转换成数字信号的语音指令并输出，所述电机驱动模块根据所述语音指令信号控制所述交流同步电机的正转或反转带动所述内扇开启或关闭；
接收电源，其与所述第一单片机连接，用于给所述接收控制装置供电；
所述电机驱动模块进一步包含第一继电器与第二继电器；所述各个交流同步电机均通过导线与所述第一继电器与第二继电器连接，所述第一继电器与第二继电器中任意一个用于控制两个交流同步电机正转，则另一个用于控制两个交流同步电机反转；
与所述第一单片机连接的PM2.5传感器与湿度传感器，用于分别根据检测到的空气中PM2.5的含量与湿度向所述电机驱动模块发送信号指令控制所述交流同步电机正转或反转，控制内扇开启或关闭。
2.如权利要求1所述一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，其特征在于，所述交流同步电机通过导线接入220V交流电。
3.如权利要求2所述一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，其特征在于，所述发送控制装置包含；第二单片机，分别与所述第二单片机连接的语音输入模块与无线发送模块；所述语音输入模块采集语音指令并输出；所述第二单片机接收并将所述语音指令转换成数字信号并输出，所述无线发送模块发送所述转换成数字信号的语音指令；向所述接收控制装置发送所述语音指令信号；
接收电源，其与第二单片机连接，为所述发送控制装置供电。
4.如权利要求3所述一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置，其特征在于，上悬窗智能装置进一步设有机械开关，其与所述交流同步电机连接；用于手动开合窗户。
5.一种利用如权利要求4所述基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制方法，其特征在于，包含以下过程：
上悬窗初始状态为关闭状态，通过无线语音指令信号控制上悬窗的开合；
通过发送控制装置的语音输入模块采集到开窗语音指令时，其设有的语音模块将所述语音指令转化成语音指令信号，并将所述语音指令信号发送给所述第二单片机，所述第二单片机将所述语音指令信号转化成数字信号并输出，所述无线发送模块接收所述转化成数字信号的语音指令信号并向外发送；
所述接收控制装置的无线接收模块接收所述无线发送模块输出的语音指令信号并输出；
所述第一单片机根据所述语音指令信号控制所述交流同步电机正转，带动所述螺母与螺母转换座向上移动，进而带动所述支撑杆支开内扇，窗户打开；
当所述语音输入模块采集到关窗语音指令，经过所述发送控制装置对所述语音指令的转换与发送，所述接收控制装置控制所述交流同步电机反转，带动所述螺母与螺母转换座向移动，进而带动所述支撑杆关闭内扇，窗户关闭。
6.如权利要求5所述一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制方法，其特征在于，进一步包含以下过程：
所述湿度传感器或PM2.5传感器感应到湿度或PM2.5超标时，则发送关窗指令信号给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制所述交流同步电机反转，窗户关闭；
当天气转晴或PM2.5指数恢复正常以后，则发送开窗指令信号给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制所述交流同步电机正转，窗户打开。
7.如权利要求5所述一种基于无线语音控制的高处上悬窗智能装置的控制方法，其特征在于，进一步包含以下过程：
当所述控制系统出现故障时，通过所述机械开关可手动操作打开和关闭上悬窗。
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