CN106948706B - 智能开窗机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能开窗机，包括开窗机主体、智能开窗机主机、风雨传感器、窗内人体探测传感器、窗外远距离人体探测传感器、窗外近距离人体探测传感器、火灾报警传感器、射频遥控器以及UPS电源。本发明实现的功能包括：1)、可采用遥控器或智能开窗机主机按键对窗户进行开窗、关窗控制。2)、窗户外有人员靠近时，自动关窗，实现防盗功能。3)、室内人员靠近窗户时，自动关窗，防止儿童意外坠楼。4)、具备风雨检测功能，大风或下雨时能够自动关窗。5)、具备火灾检测功能，控制器采用UPS供电，即便火灾导致市电断电时，也可保证开窗机的正常工作，室内发生火灾时，自动开窗，以便于消防人员实施灭火救援。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种智能开窗机。
背景技术
用于打开和关闭窗户的机器称作为“开窗机”或“开窗器”，国外一般称作“开窗器”，而在国内大都叫作“开窗机”。现有的开窗机多数仅仅实现人工操作按键控制电动开窗和关窗功能；少数开窗及具备风雨检测功能，可实现风速过大或下雨时自动关窗功能；但均不具备防止儿童意外坠楼、防盗等功能。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种智能开窗机，可以解决现有技术中的防止儿童意外坠楼、防盗等功能。
本发明的技术方案是：智能开窗机，包括开窗机主体，还包括智能开窗机主机、风雨传感器、窗内人体探测传感器、窗外远距离人体探测传感器、窗外近距离人体探测传感器、火灾报警传感器、射频遥控器以及UPS电源；所述风雨传感器安装于室外，用于探测风速和雨滴，当风速大于设定值或下雨时发射射频信号给智能开窗机主机；所述窗内人体探测传感器安装于窗户内侧，用于探测人体是否靠近窗户，如果人体靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防止儿童意外坠楼；所述窗外远距离人体探测传感器安装在窗户外侧，用于探测窗外是否有人靠近窗户，如果有人从外部靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防盗；所述窗外近距离人体探测传感器安装在窗户外侧，用于探测窗外是否有人近距离靠近窗户，如果有人从外部近距离靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防盗；所述火灾报警传感器安装在室内，用于检测室内是否发生火灾，当室内发生火灾时，火灾报警传感器发射射频信号给智能开窗机主机，用于火灾救援；所述射频遥控器用于和智能开窗机主机之间进行人机交互，实现智能开窗机主机对开窗机主体执行开窗、关窗、开窗电机停止的控制操作；所述UPS电源用于向智能开窗机主机供电；所述智能开窗机主机用于接收风雨传感器所发射来的射频信号，接收信号后，控制开窗机主体执行关窗动作；还用于接收窗内人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止儿童高空坠楼；还用于接收窗外远距离人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止盗贼侵入；还用于接收窗外近距离人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止盗贼侵入；还用于接收火灾报警传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行开窗动作，以便于消防人员实施灭火救援或室内人员通过窗户逃生。
较佳地，所述风雨传感器采用型号为JR-FY01的风雨传感器。
较佳地，所述人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的PIR-800无线幕帘式被动红外探测器。
较佳地，所述窗外远距离人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线太阳能双鉴被动红外探测器PIR-926。
较佳地，所述窗外近距离人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线四光束红外栅栏AID-420。
较佳地，所述火灾报警传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线烟雾探测器SMK-500。
较佳地，所述智能开窗机主机还包括蜂鸣器、LED闪烁灯，当智能开窗机主机接收到窗外近距离人体探测传感器所发射来的射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作的同时，还控制蜂鸣器发出声音以及控制LED闪烁灯闪烁，以起到对盗贼的心里威慑及提醒家中主人的作用。
较佳地，所述智能开窗机主机采用STC15F2K60S2单片机。
本发明的有益效果：本发明实施例中，提供一种智能开窗机，可实现如下功能：
1)、可采用遥控器或智能开窗机主机按键对窗户进行开窗、关窗控制。
2)、窗户外有人员靠近时，自动关窗，实现防盗功能。
3)、室内人员靠近窗户时，自动关窗，防止儿童意外坠楼。
4)、具备风雨检测功能，大风或下雨时能够自动关窗。
5)、具备火灾检测功能，控制器采用UPS供电，即便火灾导致市电断电时，也可保证开窗机的正常工作，室内发生火灾时，自动开窗，以便于消防人员实施灭火救援。
此外，本发明的智能开窗机主机的CPU采用STC15F2K60S2单片机，其性能强、使用方便，传感器采用无线通信与控制器CPU实现通信，可方便接入新的传感器，有很好的扩展性。人机接口部分有本机按键输入和遥控器输入两种方式，控制灵活。传感器及遥控器采用射频方式与CPU通信，且控制器有射频编码学习功能，可兼容不同厂家的传感器及遥控器，应用灵活，安装免布线。
附图说明
图1为本发明的智能开窗机主机CPU控制电路原理图；
图2为本发明的智能开窗机主机前面板电路原理图；
图3为本发明的智能开窗机主机电机驱动及保护电路原理图；
图4为本发明的智能开窗机主机电源电路及接口电路原理图。
图5为本发明的电系统连接框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参见图5，本发明实施例提供了一种智能开窗机，包括开窗机主体，还包与开窗机主体连接的智能开窗机主机，以及风雨传感器、窗内人体探测传感器、窗外远距离人体探测传感器、窗外近距离人体探测传感器、火灾报警传感器、射频遥控器以及UPS电源；所述风雨传感器安装于室外，用于探测风速和雨滴，当风速大于设定值或下雨时发射射频信号给智能开窗机主机；所述窗内人体探测传感器安装于窗户内侧，用于探测人体是否靠近窗户，如果人体靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防止儿童意外坠楼；所述窗外远距离人体探测传感器安装在窗户外侧，用于探测窗外是否有人靠近窗户，如果有人从外部靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防盗；所述窗外近距离人体探测传感器安装在窗户外侧，用于探测窗外是否有人近距离靠近窗户，如果有人从外部近距离靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防盗；所述火灾报警传感器安装在室内，用于检测室内是否发生火灾，当室内发生火灾时，火灾报警传感器发射射频信号给智能开窗机主机，用于火灾救援；所述射频遥控器用于和智能开窗机主机之间进行人机交互，实现智能开窗机主机对开窗机主体执行开窗、关窗、开窗电机停止的控制操作；所述UPS电源用于向智能开窗机主机供电；当火灾引起市电断电后，智能开窗机仍然可以正常工作。
所述智能开窗机主机用于接收风雨传感器所发射来的射频信号，接收信号后，控制开窗机主体执行关窗动作；还用于接收窗内人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止儿童高空坠楼；还用于接收窗外远距离人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止盗贼侵入；还用于接收窗外近距离人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止盗贼侵入；还用于接收火灾报警传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行开窗动作，以便于消防人员实施灭火救援或室内人员通过窗户逃生。
进一步地，所述风雨传感器采用型号为JR-FY01的风雨传感器。
进一步地，所述人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的PIR-800无线幕帘式被动红外探测器。
进一步地，所述窗外远距离人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线太阳能双鉴被动红外探测器PIR-926。该窗外远距离人体探测传感器的探测距离可达8米，该产品具有红外和微波两种探测功能，采用先进的数字双核模糊逻辑红外控制处理技术和智能分析算法，有效分辨干扰信号和人体移动信号，防止误报。其太阳能板可对探测器进行充电，环保节能。特殊的外壳材质和结构设计提高了防水等级，适用于户外。
进一步地，所述窗外近距离人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线四光束红外栅栏AID-420。该产品是一款用于窗户、阳台、车库等周界防范的新型户外探测器。通过发射和接收四束红外光，形成隐形警戒线。当盗贼入侵时，两束以上光束被遮断，将立即发出报警信号给主机。安装无需布线，长效锂电池供电，超长耐力领跑马拉松，待机长达3年。
进一步地，所述火灾报警传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线烟雾探测器SMK-500。
进一步地，所述智能开窗机主机还包括蜂鸣器、LED闪烁灯，当智能开窗机主机接收到窗外近距离人体探测传感器所发射来的射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作的同时，还控制蜂鸣器发出声音以及控制LED闪烁灯闪烁，以起到对盗贼的心里威慑及提醒家中主人的作用。
进一步地，所述智能开窗机主机采用STC15F2K60S2单片机。智能开窗机主机是系统控制核心，其电路原理图如图1～4所示。具备射频接收与学习功能，能够兼容多种无线传感器及遥控器。人机接口输入方式有本机按键输入和射频遥控器输入两种方式；人机接口输出方式采用LED指示工作状态。
以下进一步从具体电路上对本发明所提供的智能开窗机进行介绍，P3为射频接收模块，用于接收各传感器及遥控器的射频信号，不同的传感器具有不同的地址码，射频接收模块将接收到的射频信号放大及解调后，送至三接管Q3放大，之后送至CPU的35脚，CPU将接收到的信号译码处理，从而识别信号的内容。R15、R16、R17、C10用于电池电压检测，可估测UPS备用电池的剩余电量。
图2为智能开窗机主机前面板电路原理图，LED用于工作状态指示，按键RST为人工复位键。KEY1为开窗键(切换至下一个学习对象)，KEY2为关窗键(保存学习编码)，KEY3为停止键(退出学习状态)，KEY4为晾晒衣服键(学习键)；这四个按键为功能复用键，在进行无线传感器的学习操作时按键功能为括号内的功能。LS1为蜂鸣器，CPU输出电平信号经三极管Q14放大后驱动LS1发出声音。P6为排针，用于连接至智能开窗机主机CPU控制电路板的P5。
图3为电机驱动及保护电路，驱动芯片采用L298P，该芯片可同时控制两路直流电机的正反转。P2外接开窗机电机，CN2外接火灾逃生装置的逃生电机(备用)。U3A用于逃生电机过流检测，电位器W1用于逃生电机过流阀值调节。U3B用于开窗机电机过流检测，电位器W2用于开窗机电机过流阀值调节。U3A、U3B输出的过流检测信号送至CPU的外部中断口，由中断服务程序处理电机过流事件。
图4为智能开窗机主机电源电路及接口电路原理图，D1用于防止电源极性接反保护，当电源极性接反时反偏截止，保护其他电路免于损坏。F1为自恢复保险丝，当负载短路过流时阻抗增大起到过流保护作用，在过流现象消失后自动恢复正常呈现低阻状态。D2为瞬态抑制二极管，起到双向限压作用，用于过压保护。U5将24V电压稳压为12V，可用于有线传感器(备用)的电源供电。U1将12V电压稳压为5V，给CPU、射频接收模块、LED指示灯等负载供电。D3、D12用于信号线的防静电处理。CN1用于外接负离子发生器(备用)。
本发明的具体使用方法：
初次使用前应进行无线传感器的学习操作，将无线传感器与智能开窗机主机绑定。该项操作可在出厂检验时由技术人员完成，用户单独购买智能开窗机主机或日后更换无线传感器时可自己操作进行绑定。
无线传感器的学习操作：
参见附图1-4，在上电复位或手动复位，首先LED7闪烁3次，在复位的同时长时间按下KEY4，当LED6点亮时进入传感器学习状态。首先LED1点亮，按下KEY1切换到下一个学习对象(共5路传感器学习对象，分别由LED1、ED2、LED3、LED4、LED5指示学习的对象，详见“指示灯说明”部分)，当接收到射频编码时，指示灯熄灭250mS，之后再进入常亮状态；按下KEY2时若正常接收射频编码2次则保存数据至对应的EEPROM单元，并读取保存至EEPROM的数据进行数据校验，校验正确发出蜂鸣声，说明学习编码得到了正确保存；按下KEY3可退出传感器学习状态并进入工作状态。
将无线传感器与智能开窗机主机绑定后，智能开窗机主机进入正常工作状态。在“开窗状态”下，当出现大风或下雨时，风雨传感器向智能开窗机主机发出射频信号，智能开窗机主机接收信号并进行译码，随后自动执行关窗指令。在“开窗状态”下，当儿童靠近窗户时，安装在窗户内侧的窗内人体探测传感器检测到人体信号向智能开窗机主机发出射频信号，智能开窗机主机接收信号译码后执行关窗指令，防止儿童意外坠楼。在“开窗状态”下，当盗贼从室外靠近窗户时，安装在窗户外侧的窗外远距离人体探测传感器检测到人体信号向智能开窗机主机发出射频信号，智能开窗机主机接收信号译码后执行关窗指令，防止盗贼入室；如果盗贼继续靠近窗户，安装在窗户外侧的窗外近距离人体探测传感器检测到人体信号向智能开窗机主机发出射频信号，智能开窗机主机接收信号译码后执行关窗指令的同时发出声光报警。当室内出现火灾时，火灾报警传感器检测到烟雾后，向智能开窗机主机发出射频信号，智能开窗机主机接收信号译码后转换至“火灾状态”并执行开窗指令，以便于消防人员灭火救援。当需要在窗外晾晒衣服时，可按下“晾晒衣服键”，智能开窗机主机将切换至“撤防状态”，智能开窗机主机仅对火灾报警传感器的信号有响应，该状态用于晾晒衣服，五分钟后自动切换至“开窗状态”。
人工开窗操作：按下智能开窗机主机的“开窗”键或遥控器的“开窗”键，开窗电机启动，执行开窗任务，开窗到位后，开窗到位检测开关动作，开窗电机停止工作。
人工关窗操作：按下智能开窗机主机的“关窗”键或遥控器的“关窗”键，开窗电机反转，执行关窗任务，关窗到位后，关窗到位检测开关动作，开窗电机停止工作。
在开窗或关窗过程中，可按下智能开窗机主机的“停止”键或遥控器的“停止”键，随时停止开窗电机工作。
附图1-2中各指示灯代表含义：
LED1：室内红外传感器
LED2：室外靠近红外传感器
LED3：室外远距离探测传感器
LED4：风雨传感器
LED5：火灾传感器
LED6：开窗电机过载保护指示灯(防夹伤)
LED7：逃生装置、复位指示(复位时闪烁3次)、人由外部直接靠近窗户时灯光闪烁指示灯
按键使用说明：
RST：复位键
KEY1:开窗键(切换至下一个学习对象)
KEY2:关窗键(保存学习编码)
KEY3:停止键(退出学习状态)
KEY4:晾晒衣服键(学习键)
综上所述，本发明提供的智能开窗机，可实现如下功能：采用遥控器或本机按键对窗户进行开窗、关窗控制。窗户外有人员靠近时，自动关窗，实现防盗功能。室内人员靠近窗户时，自动关窗，防止儿童意外坠楼。具备风雨检测功能，大风或下雨时能够自动关窗。具备火灾检测功能，控制器采用UPS供电，即便火灾导致市电断电时，也可保证开窗机的正常工作，室内发生火灾时，自动开窗，以便于消防人员实施灭火救援或室内人员通过窗户逃生。本发明的智能开窗机的单片机性能强、使用方便，传感器采用无线通信与控制器CPU实现通信，可方便接入新的传感器，有很好的扩展性。人机接口部分有本机按键输入和遥控器输入两种方式，控制灵活。传感器及遥控器采用射频方式与CPU通信，且控制器有射频编码学习功能，可兼容不同厂家的传感器及遥控器，应用灵活，安装免布线。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.智能开窗机，包括开窗机主体，其特征在于，还包括智能开窗机主机、风雨传感器、窗内人体探测传感器、窗外远距离人体探测传感器、窗外近距离人体探测传感器、火灾报警传感器、射频遥控器以及UPS电源；
所述风雨传感器安装于室外，用于探测风速和雨滴，当风速大于设定值或下雨时发射射频信号给智能开窗机主机；
所述窗内人体探测传感器安装于窗户内侧，用于探测人体是否靠近窗户，如果人体靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防止儿童意外坠楼；
所述窗外远距离人体探测传感器安装在窗户外侧，用于探测窗外是否有人靠近窗户，如果有人从外部靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防盗；
所述窗外近距离人体探测传感器安装在窗户外侧，用于探测窗外是否有人近距离靠近窗户，如果有人从外部近距离靠近窗户则发射射频信号给智能开窗机主机，用于防盗；
所述火灾报警传感器安装在室内，用于检测室内是否发生火灾，当室内发生火灾时，火灾报警传感器发射射频信号给智能开窗机主机，用于火灾救援；
所述射频遥控器用于和智能开窗机主机之间进行人机交互，实现智能开窗机主机对开窗机主体执行开窗、关窗、开窗电机停止的控制操作；
所述UPS电源用于向智能开窗机主机供电；
所述智能开窗机主机用于接收风雨传感器所发射来的射频信号，接收信号后，控制开窗机主体执行关窗动作；还用于接收窗内人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止儿童高空坠楼；还用于接收窗外远距离人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止盗贼侵入；还用于接收窗外近距离人体探测传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作，以防止盗贼侵入；还用于接收火灾报警传感器所发射来的射频信号，接收射频信号后，控制开窗机主体执行开窗动作，以便于消防人员实施灭火救援或室内人员通过窗户逃生；
所述智能开窗机主机还包括蜂鸣器、LED闪烁灯，当智能开窗机主机接收到窗外近距离人体探测传感器所发射来的射频信号后，控制开窗机主体执行关窗动作的同时，还控制蜂鸣器发出声音以及控制LED闪烁灯闪烁，以起到对盗贼的心里威慑及提醒家中主人的作用。
2.如权利要求1所述的智能开窗机，其特征在于，所述风雨传感器采用型号为JR-FY01的风雨传感器。
3.如权利要求1所述的智能开窗机，其特征在于，所述人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的PIR-800无线幕帘式被动红外探测器。
4.如权利要求1所述的智能开窗机，其特征在于，所述窗外远距离人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线太阳能双鉴被动红外探测器PIR-926。
5.如权利要求1所述的智能开窗机，其特征在于，所述窗外近距离人体探测传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线四光束红外栅栏AID-420。
6.如权利要求1所述的智能开窗机，其特征在于，所述火灾报警传感器采用福建创高安防技术股份有限公司生产的无线烟雾探测器SMK-500。
7.如权利要求1所述的智能开窗机，其特征在于，所述智能开窗机主机采用STC15F2K60S2单片机。
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