CN106948708A - 一种智能电动推拉式窗户 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电动推拉式窗户，包括执行机构、控制系统、数据采集系统、数据处理系统、天气网站和窗户，所述数据采集系统通过互联网模块与天气网站相连，所述数据采集系统通过数据处理系统与控制系统相连，所述控制系统通过执行机构与窗户相连。本发明结构设计合理，使用方便，根据采集的互联网上的温度、相对湿度、PM2.5、风速和晴雨阴或多云等实时天气信息，然后智能决策将窗户打开某个宽度，调节与改善屋内的温湿度、空气质量状况和光照，实现了根据天气变化来智能调节窗户开关，从而达到室内外温湿度、空气质量和光照调节改善功能，具有很大的应用价值。

Description

一种智能电动推拉式窗户

技术领域

本发明涉及建筑物窗户领域，具体涉及一种智能电动推拉式窗户。

背景技术

随着经济条件的改善，高层建筑成为楼房发展的趋势，与此同时，高层建筑的安全也受到越来越多的重视，如防盗防护纱窗等一体窗逐渐兴起。此类一体窗大多有一个共同点，即防盗防护网安装在室内，虽然安全性提高了，但窗户开关的方便性却不断下降。

与此同时，人民对健康的重视程度也日渐增强，经常通风便成了每个家庭的生活习惯，而绝大多数人不清楚最适宜通风的时间或者在快节奏的生活中，时常忘记开关窗户；另一方面，许多家庭常因忙于工作不经常在家，在下雨刮风等天气突变时无法及时关窗，或遇到天气晴朗、适宜通风时不能适时开窗通风造成的生活不便日益突出。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种安全性好、成本较低、自动化程度较高，根据互联网获得的实时天气数据进行智能决策的电动推拉式窗户。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能电动推拉式窗户，包括执行机构、控制系统、数据采集系统、数据处理系统、天气网站和窗户，所述数据采集系统通过互联网模块与天气网站相连，所述数据采集系统通过数据处理系统与控制系统相连，所述控制系统通过执行机构与窗户相连；

所述窗户包括窗框、可移动窗扇、固定窗扇和螺栓，所述窗框内设置可移动窗扇和固定窗扇，所述可移动窗户通过止动销与臂叉固定，并由臂叉带动可移动窗户移动；所述固定窗扇通过螺栓与窗框进行固定连接，所述窗框上方设置有固定侧和支持侧；

所述执行机构包括限位开关、传动螺母、止动销、臂叉、螺杆和电机，所述螺杆通过固定侧和支持侧固定在窗框上，所述限位开关固定在螺杆上，所述限位开关与固定侧和支持侧保持一定距离（因窗户尺寸而异），所述传动螺母套设在螺杆上，并通过止动销与臂叉固定，所述臂叉与可移动窗扇固定；所述电机固定设置在支持侧一端上，所述电机通过驱动轴与螺杆相连；所述电机通过信号线与设置在窗框上方的控制器相连；

所述控制器由ARM、互联网模块和箱体组成，所述ARM设置在箱体内部，所述ARM上设置有互联网模块，所述控制器上设置有手动开关；所述控制系统、数据采集系统和数据处理系统搭载设在ARM内。

进一步地，所述控制器通过控制电机的正反转以完成相应命令，进而带动螺杆正转与反转，实现传动螺母的左右移动，同时使传动螺母带动臂叉、可移动窗扇左右移动，达到开关窗；并通过螺杆上的螺纹与传动螺母之间的连接实现可移动窗扇的锁定。

进一步地，所述ARM通过互联网模块，数据采集系统按照设定的程序访问指定网站指定位置的天气数据，数据处理系统根据设定好的专家规则，对数据采集系统所得的温度、相对湿度、PM2.5、风速和晴雨阴或多云等实时天气信息进行智能决策，使执行装置执行相应命令，自动控制窗户打开的宽度；所述ARM采用ARM开发板。

进一步地，所述用户可以通过手动开关进行手动开窗。

本发明结构设计合理，使用方便，根据采集的互联网上的温度、相对湿度、PM2.5、风速和晴雨阴或多云等实时天气信息，然后智能决策将窗户打开某个宽度，调节与改善屋内的温湿度、空气质量状况和光照，实现了根据天气变化来智能调节窗户开关，从而达到室内外温湿度、空气质量和光照调节改善功能，具有很大的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的控制器结构示意图。

图3为本发明的臂叉结构示意图。

图4为本发明的传动螺母结构示意图。

图5为本发明的执行机构结构示意图。

图6为本发明的操作控制原理框图。

附图中： 1、窗框 2、可移动窗扇 3、固定侧 4、限位开关 5、传动螺母 6、止动销7、臂叉 8、螺杆 9、支持侧 10、控制器 11、电机 12、手动开关 13、螺栓、14、固定窗扇 15、ARM 16、互联网模块 17、箱体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-6所示，一种智能电动推拉式窗户，包括执行机构、控制系统、数据采集系统、数据处理系统、天气网站和窗户，所述数据采集系统通过互联网模块与天气网站相连，所述数据采集系统通过数据处理系统与控制系统相连，所述控制系统通过执行机构与窗户相连；

所述窗户包括窗框1、可移动窗扇2、固定窗扇14和螺栓13，所述窗框1内设置有一个可移动窗扇2和一个固定窗扇14，所述可移动窗扇2和固定窗扇14通过螺栓13分别与窗框1进行固定连接，所述窗框1上方设置有固定侧3和支持侧9；

所述执行机构包括限位开关4、传动螺母5、止动销6、臂叉7、螺杆8和电机11，所述螺杆8通过固定侧3和支持侧9固定在窗框1上，所述限位开关4固定在螺杆8上，所述限位开关4与固定侧3和支持侧9保持一定距离（因窗户尺寸而异），所述传动螺母5套设在螺杆8上，并通过止动销6与臂叉7固定，所述臂叉6与可移动窗扇2固定；所述电机11固定设置在支持侧9一端上，所述电机11通过驱动轴与螺杆8相连；所述电机11通过信号线与设置在窗框1上方的控制器10相连；

所述控制器10由ARM15、互联网模块16和箱体17组成，所述ARM15设置在箱体17内部，所述ARM15上设置有互联网模块16，所述控制器10上设置有手动开关10；所述控制系统、数据采集系统和数据处理系统搭载设在ARM15内。

所述控制器10通过控制电机11的正反转以完成相应命令，进而带动螺杆8正转与反转，实现传动螺母5的左右移动，同时使传动螺母5带动臂叉7、可移动窗扇2左右移动，达到开关窗；并通过螺杆8上的螺纹与传动螺母5之间的连接实现可移动窗扇2的锁定。

所述ARM15通过互联网模块16，数据采集系统按照设定的程序访问指定网站指定位置的天气数据，数据处理系统根据设定好的专家规则，对数据采集系统所得的温度、相对湿度、PM2.5、风速和晴多云阴雨或雪等实时天气信息进行智能决策，使执行装置执行相应命令，自动控制窗户打开的宽度；所述ARM15采用ARM开发板。

所述户主可以通过手动开关12关闭或打开窗户。

未受传动螺母5、臂叉7控制的窗户因螺栓13保持紧锁状态。

本发明中ARM15获取指定网络指定位置的天气数据的实现方式：ARM15采用ARM开发板，其数据采集系统工作原理及步骤如下：

（1）建立基于C#的WinForm应用程序项目。

（2）在项目中引用Ivony.Core.dll、Ivony.Html.dll、Ivony.Html.Parser.dll、Ivony.Html.、Parser.Regulars.dll，并用using语句引入需要的命名空间：usingIvony.Html; using Ivony.Html.Parser。

（3）用代码操作Jumony。

本发明中智能决策窗户打开程度的专家规则描述如下：假设陆地的风力(简称为：Wind)大小为0~12级，将其模糊化，模糊子集为{NB,NM,NS,Z, PS,PM,PB}，分别表示风力特别小，比较小，一般，稍微偏大，有点大，非常大，特别大。假设陆地的温度(简称为：Temperature)大小为-20~42(超过下限或上限时，分别取下限和上限值)，将其模糊化，模糊子集为{NB,NM,NS,Z, PS,PM,PB}，分别表示温度特别低，比较低，有点低，一般，舒适，比较高。 相对湿度(简称为：Humidity)大小为0%~100%，将其模糊化，模糊子集为模糊子集为{ NM,NS,Z,PS, PM }，分别表示相对湿度特别小，比较小，合适，比较大，特别大；PM2.5的大小为0~250ug/L(大于250ug/L时按250ug/L处理)，将其模糊化，模糊子集为模糊子集为{ NM,NS,Z,PS, PM }，分别代表空气质量的优、良、轻度污染、中度污染、重度或严重污染。晴多云阴雨或雪分别用SUNNY, CLOUDY，OVERCAST，RAINY，SNOWY表示。窗户的打开程度(简称：Window_Open)为0%~100%(注：0%为完全关闭，100%为完全打开)，将其模糊化，模糊子集为模糊子集为{ NM,NS,Z,PS, PM }，分别代表窗户关闭，打开较小的宽度，打开一般宽度，打开较大的宽度，完全打开。为保证最舒适的室内环境，设计了智能决策窗户打开程度的专家规则，下面列举三条典型的专家规则。

规则1：If Wind is NB, and Humidity is Z, and PM2.5 is NM, andTemperature is PS, and SUNNY, then Window_Open is PM.

即当风力特别小，相对湿度合适，空气质量为优，温度适中和出太阳的情况下，属于特别好的天气状况，因此，将窗户全部打开；

规则2：If Wind is PS, and Humidity is PM, and PM2.5 is PS, and Temperatureis NS, and RAINY, then Window_Open is NM.

即当风力有点大，相对湿度很高，空气质量为中度污染，温度有点低和下雨的情况下，属于比较差的天气状况，因此，将窗户完全关闭；

规则3：If Wind is NM, and Humidity is PS, and PM2.5 is Z, and Temperatureis NS, and SUNNY, then Window_Open is Z.

即当风力比较小，相对湿度比较大，空气质量为轻度污染，温度有点低和出太阳的情况下，属于不是太好的天气状况，因此，将窗户打开约一半的宽度；

限于篇幅，其它专家规则没有一一列举，但是所有专家规则遵循室内舒适性的原则，都在保护的范围内。例如，当PM2.5 is PM，即空气质量为重度或严重污染时，不管其它的湿度、温度和风力等如何，都应该完全关闭窗户(Window_Open is NM)。例如，当Wind is PMand Temperature is NB，即当风力非常大，而且温度特别低时，不管其它的湿度、PM2.5和晴雨雪等如何，都应该完全关闭窗户(Window_Open is NM)。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种智能电动推拉式窗户，其特征在于：包括执行机构、控制系统、数据采集系统、数据处理系统、天气网站和窗户，所述数据采集系统通过互联网模块与天气网站相连，所述数据采集系统通过数据处理系统与控制系统相连，所述控制系统通过执行机构与窗户相连；

所述窗户包括窗框（1）、可移动窗扇（2）、固定窗扇（14）和螺栓（13），所述窗框（1）内设置有可移动窗扇（2）和固定窗扇（14），所述可移动窗户（2）通过止动销（6）与臂叉（7）固定，并由臂叉（7）带动可移动窗户（2）移动；所述固定窗扇（14）通过螺栓（13）与窗框（1）进行固定连接，所述窗框（1）上方设置有固定侧（3）和支持侧（9）；

所述执行机构包括限位开关（4）、传动螺母（5）、止动销（6）、臂叉（7）、螺杆（8）和电机（11），所述螺杆（8）通过固定侧（3）和支持侧（9）固定在窗框（1）上，所述限位开关（4）固定在螺杆（8）上，所述限位开关（4）与固定侧（3）和支持侧（9）保持一定距离，所述传动螺母（5）套设在螺杆（8）上，并通过止动销（6）与臂叉（7）固定，所述臂叉（7）与可移动窗扇（2）固定；所述电机（11）固定设置在支持侧（9）一端上，所述电机（11）通过驱动轴与螺杆（8）相连；所述电机（11）通过信号线与设置在窗框（1）上方的控制器（10）相连；

所述控制器（10）由ARM（15）、互联网模块（16）和箱体（17）组成，所述ARM（15）设置在箱体（17）内部，所述ARM（15）上设置有互联网模块（15），所述控制器（10）上设置有手动开关（12）；所述控制系统、数据采集系统和数据处理系统搭载设在ARM（15）内。

2.根据权利要求1所述的一种智能电动推拉式窗户，其特征在于：所述控制器（10）通过控制电机（11）的正反转以完成相应命令，进而带动螺杆（8）正转与反转，实现传动螺母（5）的左右移动，同时使传动螺母（5）带动臂叉（7）、可移动窗扇（2）左右移动，达到开关窗；并通过螺杆（8）上的螺纹与传动螺母（5）之间的连接实现可移动窗扇（2）的锁定。

3.根据权利要求1所述的一种智能电动推拉式窗户，其特征在于：所述ARM（15）通过互联网模块（16）采集数据，数据采集系统按照设定的程序访问指定网站指定位置的天气数据，数据处理系统根据设定好的专家规则，对数据采集系统所得的温度、相对湿度、PM2.5、风速和晴雨阴或多云等实时天气信息进行智能决策，使执行装置执行相应命令，自动控制窗户打开的宽度；所述ARM（15）采用ARM开发板。

4.根据权利要求1所述的一种智能电动推拉式窗户，其特征在于：所述窗户可以根据互联网的天气信息进行智能决策，自动控制窗户打开的宽度；户主也可以通过手动开关（12）进行开窗或关窗。