CN108150048A - 一种多功能自动控制窗户系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能自动控制窗户系统，包括集成在窗户上的风速检测传感器、雨水检测传感器、温度检测传感器、可燃气体检测传感器，所述的风速检测传感器、雨水检测传感器、温度检测传感器以及可燃气体检测传感器连接中央处理器，中央处理器连接键盘输入电路、电机驱动电路、显示电路以及报警电路；电机驱动电路通过电机来控制窗户实现开合。本发明以中央处理器为核心，能够完成自动开窗、防风雨、防可燃气体泄漏、温度控制等功能，通过按键设置自动开关窗时间、手动和自动控制切换、调整各种传感器阈值参数等功能。本发明功能强大、造价低廉、适用性强且能稳定工作于复杂环境。

Description

一种多功能自动控制窗户系统
技术领域
本发明涉及智能建筑领域，具体涉及一种多功能自动控制窗户系统。
背景技术
智能建筑利用计算机技术对建筑内的空调、供水、消防、安保和供配电等系统进行自动化综合管理。在综合管理建筑物的同时，还为建筑物内的住户提供实时数据以及智能监控等各种信息服务。随着智能建筑向着高度自动化、智能化、集成化方向发展，未来智能建筑的运行、维护可实现无人值守，同时一体式信息交互与控制系统将集成于智能建筑之中。
现有的智能控制窗户系统多针对高端用户，大众消费者认可度和使用度不高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种造价低廉、适用性强的多功能自动控制窗户系统，能够稳定工作于复杂环境，采用多种传感器对室内外环境变化实时感知，通过自动或手动开关窗户实现对室内环境的调控，提高智能控制窗户系统的推广程度。
为了实现上述目的，本发明包括集成在窗户上的风速检测传感器、雨水检测传感器、温度检测传感器、可燃气体检测传感器，所述的风速检测传感器、雨水检测传感器、温度检测传感器以及可燃气体检测传感器连接中央处理器，中央处理器连接键盘输入电路、电机驱动电路、显示电路以及报警电路；电机驱动电路通过电机来控制窗户实现开合。
所述的中央处理器采用STC89C52微控制器芯片，搭接型号为PCF8591的模数转换芯片。
风速检测传感器采用三风杯式风速变送器，并配备15V直流电源与信号变换电路；三风杯式风速变送器顶端三个风杯夹角120度，由上部风杯带动转轴转动，输出一个4mA-20mA的直流电流信号，通过信号变换电路转换为0.824V-4.12V的直流电压信号送入模数转换芯片。
所述的报警电路配备电源并通过有源蜂鸣器与红色LED发光二极管结合进行报警。
所述的键盘输入电路包括按照3*3排列的9个按键，分别对应显示界面切换键、主机时间小时设定键、主机时间分钟设定键、定时开窗小时设定键、定时开窗分钟设定键、定时关窗小时设定键、定时关窗分钟设定键、手动开窗键和手动关窗键。
所述的显示电路采用由2个三位共阴极LED数码管组成的6位LED数码管，通过界面的切换显示当前传感器的数据参数以及初始设定值。
所述的电机采用二相四线步进电机，步距角为18°，每转一周走20步；所述的电机驱动电路包括型号为L298N的电机驱动控制芯片。
所述的雨水检测传感器配备受雨板、LM393比较器芯片、+5V直流电源与电位器。
所述的可燃气体检测传感器采用型号为MQ-2的传感器，输出端直接与中央处理器连接。
温度检测传感器选用DS18B20数字温度传感器，通讯线通过阻值为10千欧的上拉电阻连接中央处理器。
与现有技术相比，本发明以中央处理器为核心完成自动开窗、防风雨、防可燃气体泄漏、温度控制等功能。自动防风：当风速超过设置阈值时，通常为8m/s，通过风速检测传感器检测信号并通过中央处理器控制窗户自动关闭。自动防雨：通过对室外雨水的检测实现自动关闭窗户的功能。防可燃气体、有害气体泄漏：检测可燃气体、有害气体浓度并实现泄漏时自动开窗功能。温度控制：能够实现温度过高开窗，温度过低关窗功能，实现手动调节和自动调节能够互相转换。通过按键设置自动开关窗时间、手动和自动控制切换、调整各种传感器阈值参数等功能。本发明功能强大、造价低廉、适用性强且能稳定工作于复杂环境。
附图说明
图1本发明系统控制原理框图；
图2本发明电路结构连接示意图；
图3本发明步进电机的驱动原理示意图；
图4本发明系统控制方法流程图。
附图中：1-风速检测传感器；2-雨水检测传感器；3-温度检测传感器；4-可燃气体检测传感器；5-中央处理器；6-键盘输入电路；7-电机驱动电路；8-显示电路；9-报警电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，本发明的多功能自动控制窗户系统采用一个闭环控制系统，中央处理器5外围连接有风速检测传感器1、雨水检测传感器2、温度检测传感器3、可燃气体检测传感器4以及电机驱动电路7、显示电路8、键盘输入电路6、报警电路9。
参见图2-3，本系统的控制器使用STC89C52最小应用系统，外设硬件部分包括四个传感器、3*3矩阵键盘、一个拨码开关、两个3位LED数码管、两个位置检测微动开关、一个二相四线步进电机等，其中模数转换芯片使用PCF8591。
报警电路9采用蜂鸣器加红色LED报警指示灯结合的方法，主要由有源蜂鸣器、红色LED发光二极管、+5V供电电源、三极管驱动电路、74LS138芯片和74LS245芯片等组成。实现实验室内出现危险情况(如发生可燃气体泄漏事故)时，报警电路9及时发出声光报警，提醒实验室内工作人员及时检查可燃气体管道和储存设备，并及时撤离到安全区域。
键盘输入电路6共设置9个按键按3*3排列，分别对应显示界面切换键、主机时间小时设定键、主机时间分钟设定键、定时开窗小时设定键、定时开窗分钟设定键、定时关窗小时设定键、定时关窗分钟设定键、手动开窗键和手动关窗键。键盘电路在系统开机或是工作过程中完成各种参数的设定和更改。
显示电路8选用6位LED数码管显示的方案。显示电路8的硬件部分主要由2个三位共阴极LED数码管、74LS245芯片、74LS138芯片和+5V直流电源组成。通过界面的切换能够显示当前传感器的数据参数以及初始设定值。
电机模块主要由二相四线步进电机、电机驱动电路7和+5V直流供电电源组成，电机驱动电路7包括L298N电机驱动单元，二相四线步进电机的四个绕组分别为A+、A-、B+、B-，步距角为每步18°，转动一周需要20步。由于单片机的负载能力有限，选取L298N电机驱动单元作为电机驱动控制芯片，L298N电机驱动单元驱动供电的电压范围很宽，输入电压在+5V-+35V之间，这样的特性使得本发明单元系统集成度高、体积小、重量轻，并通过两个位置检测微动开关与电机驱动电路共同控制窗户的打开和关闭状态。
风速传感器模块主要包括风速检测传感器1、15V直流电源和信号变换电路，风速检测传感器1采用三风杯式风速变送器。YT-FS-J型号风速变送器供电采用15V直流电源，顶端三个风杯夹角120度，能够全方位无死角的测量风速。由上部风杯带动变送单元的转轴转动，输出一个4mA-20mA的直流电流信号，通过信号变换电路转换为0.824-4.12V的直流电压信号，送入模数转换模块PCF8591芯片。该模块实现对外界环境风速的实时检测。
雨水检测传感器2配备受雨板、LM393芯片，+5V直流电源和电位器等辅助电路组成。本发明将雨水检测传感器2的数字输出端与单片机P2.4引脚直接相连，供电电源与主板+5V电源相连，该模块实现对外界环境雨量的实时检测。
可燃气体检测传感器4选用MQ-2传感器检测环境可燃气体浓度，使用可燃气体传感器的数字输出端。其输出端直接与单片机芯片相连接，不需要经过其他外接电平转换接口电路。单片机芯片的P2.0引脚作为可燃气体检测信号的输入端。可燃气体传感器的电源端口与单片机主控制板的板载+5V直流电源相连接。该模块实现对室内环境可燃气体浓度的实时检测。
温度检测传感器3选用DS18B20数字温度传感器作为测温元件，通讯线通过阻值为10千欧的上拉电阻接到单片机的P1.3口。该模块实现对室内环境温度的实时检测。
在智能建筑自动控制窗户系统中，本发明以STC89C52单片机控制系统为核心，能够完成自动开窗、防风雨、防可燃气体泄漏、温度控制等功能。
(1)自动防风：当风速超过8m/s(阈值可调)时，通过风速检测传感器1检测信号并通过中央处理器5控制自动关闭窗户；
(2)自动防雨：通过对室外雨水的检测可实现自动关闭窗户的功能；
(3)防可燃气体、有害气体泄漏：检测可燃气体、有害气体浓度，泄漏时自动开窗功能；
(4)温度控制：可实现温度过高开窗，温度过低关窗功能；
(5)可实现手动调节和自动调节的互换功能；
(6)按键设置自动开关窗时间、手动和自动控制切换、调整各种传感器阈值参数等功能；
(7)通过显示部分实时切换显示四个传感器的实时数据和阈值数据。

Claims (10)

1.一种多功能自动控制窗户系统，其特征在于：包括集成在窗户上的风速检测传感器(1)、雨水检测传感器(2)、温度检测传感器(3)、可燃气体检测传感器(4)，所述的风速检测传感器(1)、雨水检测传感器(2)、温度检测传感器(3)以及可燃气体检测传感器(4)连接中央处理器(5)，中央处理器(5)连接键盘输入电路(6)、电机驱动电路(7)、显示电路(8)以及报警电路(9)；电机驱动电路(7)通过电机来控制窗户实现开合。
2.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的中央处理器(5)采用STC89C52微控制器芯片，搭接型号为PCF8591的模数转换芯片。
3.根据权利要求2所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的风速检测传感器(1)采用三风杯式风速变送器，并配备15V直流电源与信号变换电路；三风杯式风速变送器顶端的三个风杯夹角120度，由上部风杯带动转轴转动，输出一个4mA-20mA的直流电流信号，通过信号变换电路转换为0.824V-4.12V的直流电压信号，送入模数转换芯片。
4.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的报警电路(9)配备电源并通过有源蜂鸣器与红色LED发光二极管结合进行报警。
5.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的键盘输入电路(6)包括按照3*3排列的9个按键，分别对应显示界面切换键、主机时间小时设定键、主机时间分钟设定键、定时开窗小时设定键、定时开窗分钟设定键、定时关窗小时设定键、定时关窗分钟设定键、手动开窗键和手动关窗键。
6.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的显示电路(8)采用由2个三位共阴极LED数码管组成的6位LED数码管，通过界面的切换显示当前传感器的数据参数以及初始设定值。
7.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的电机采用二相四线步进电机，步距角为18°，每转一周走20步；所述的电机驱动电路(7)包括型号为L298N的电机驱动控制芯片。
8.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的雨水检测传感器(2)配备受雨板、LM393比较器芯片、+5V直流电源与电位器。
9.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：所述的可燃气体检测传感器(4)采用型号为MQ-2的传感器，输出端直接与中央处理器(5)连接。
10.根据权利要求1所述的多功能自动控制窗户系统，其特征在于：温度检测传感器(3)选用DS18B20数字温度传感器，通讯线通过阻值为10千欧的上拉电阻连接中央处理器(5)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112922490A (zh) * 2021-02-09 2021-06-08 哈尔滨理工大学 一种基于fpga与stm32联合的智能窗系统
CN115600639A (zh) * 2022-09-30 2023-01-13 国网四川省电力公司眉山供电公司（Cn） 一种风速传感器、输电线路风速预测方法及预警系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949252A (zh) * 2010-09-10 2011-01-19 深圳职业技术学院 一种多功能智能窗
CN102296906A (zh) * 2011-07-29 2011-12-28 高杉 自动开关窗系统
CN204177821U (zh) * 2014-11-03 2015-02-25 成都蓝宇科维科技有限公司 一种三杯式风速传感器
JP2015048630A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 三協立山株式会社 電動突き出し窓
CN205604956U (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 龙岩学院 一种智能开关窗装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949252A (zh) * 2010-09-10 2011-01-19 深圳职业技术学院 一种多功能智能窗
CN102296906A (zh) * 2011-07-29 2011-12-28 高杉 自动开关窗系统
JP2015048630A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 三協立山株式会社 電動突き出し窓
CN204177821U (zh) * 2014-11-03 2015-02-25 成都蓝宇科维科技有限公司 一种三杯式风速传感器
CN205604956U (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 龙岩学院 一种智能开关窗装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112922490A (zh) * 2021-02-09 2021-06-08 哈尔滨理工大学 一种基于fpga与stm32联合的智能窗系统
CN115600639A (zh) * 2022-09-30 2023-01-13 国网四川省电力公司眉山供电公司（Cn） 一种风速传感器、输电线路风速预测方法及预警系统
CN115600639B (zh) * 2022-09-30 2023-11-14 国网四川省电力公司眉山供电公司 一种风速传感器、输电线路风速预测方法及预警系统

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