CN109267902A - 一种家庭自动感应窗、其控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种家庭自动感应窗、其控制系统及控制方法。涉及对家庭用窗户的改进。提供一种雨前能自动及时关闭窗户的家庭自动感应窗、其控制系统及控制方法。一种家庭自动感应窗，设于墙体上，包括铰接在墙体上的窗框和嵌合在所述窗框内的玻璃，墙体上固定有用于驱动所述感应窗开关的驱动装置，所述窗框上设有自动感应装置。一种自动感应窗的控制系统，所述控制系统用于控制自动感应窗的开关。一种控制系统的控制方法，包括：硬件连接步骤、程序自检步骤、程序预设步骤、正常工作步骤。在雨前就能及时关闭窗户，避免在下雨之后才自动关窗，关窗动作不滞后，避免雨水打湿室内物品。

Description

一种家庭自动感应窗、其控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及对家庭用窗户的改进。

背景技术

随着科技技术的不断进步，智能、电动产品人性化强、使用方便等众多有益效果早已被人们接受和认可，例如市场上出现一种自动感应窗，包括安装于窗体上的雨水感应装置、窗户开关控制装置、窗户开关驱动装置以及中心网关，所述雨水感应装置包括依次连接的雨水感应器、第一微处理器和第一ZigBee节点模块，所述中心网关包括依次连接的ZigBee网关和第二微处理器，所述第一ZigBee节点模块与所述ZigBee网关无线连接，窗户开关控制装置包括依次连接的第二ZigBee节点模块、第三微处理器以及控制器，所述ZigBee网关与每一所述第二ZigBee节点模块无线连接，所述窗户开关驱动装置包括电机及受所述电机驱动的伸缩杆，所述电机与所述控制器连接。能够在根据雨水情况实现自动开关窗户，及时有效的保护室内物品不被雨水损坏，满足用户智能生活的需求，为用户的生活带来便利。

但是在实际使用时发现关窗户仅能在下雨后才能关闭，存在滞后，不能实现预判，因此仍然会造成室内物品被雨水淋湿，造成经济损失。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种雨前能自动及时关闭窗户的家庭自动感应窗、其控制系统及控制方法。

本发明的目的采用如下技术方案实现：一种家庭自动感应窗，设于墙体上，包括铰接在墙体上的窗框和嵌合在所述窗框内的玻璃，所述墙体上固定有用于驱动所述感应窗开关的驱动装置，所述窗框上设有自动感应装置。

进一步地，所述自动感应装置包括设于所述自动感应窗上的传感器组件，所述传感器组件包括置于所述窗框上的流量传感器和风速传感器；

所述窗框上设有若干导流槽，所述导流槽沿所述窗框的长度方向设置，所述流量传感器置于所述导流槽的底部，所述风速传感器固定在所述窗框上。

进一步地，所述自动感应装置还包括闭合检测装置，所述闭合检测装置包括设于所述墙体上的若干压力传感器。

进一步地，所述驱动装置包括固定在所述墙体上的直线驱动机构和设于所述墙体和所述窗框之间的传动杆，所述传动杆与所述直线驱动机构的轴固定连接。

进一步地，所述传动杆包括短杆一和短杆二，所述短杆一和所述短杆二的一端铰接，所述短杆一的另一端铰接在所述窗框上，所述短杆二的另一端铰接在墙体上，所述直线驱动装置的轴与所述短杆一或所述短杆二固定连接。

一种自动感应窗的控制系统，所述控制系统用于控制自动感应窗的开关。

进一步地，所述控制系统包括用于与外部互联网连接的RJ-45水晶头插口和单片机，所述RJ-45水晶头插口与所述单片机通过信号线连接，所述单片机通过RJ-45水晶头插口与外部互联网进行数据互通；

所述单片机上设有输入输出端口，所述自动感应装置通过输入输出端口与所述单片机信号连接。

一种控制系统的控制方法，包括：

硬件连接步骤，通过超五类双绞线将RJ-45水晶头插口与交换机或路由器连接，实现单片机与外部互联网的数据互通；

程序自检步骤，单片机随机生成指令，测试与单片机相连的各部分之间的信号传输是否通畅；

程序预设步骤，通过上位机向单片机写入程序预设值，用于与自动感应装置采集到的实时数据比对；

正常工作步骤，单片机通过自动感应装置采集到的数据与预设值及从外部互联网获取的天气数据比对，控制自动感应窗的开关程度。

进一步地，所述程序预设步骤中的程序预设值包括通过上位机分别写入单片机的风速值、流量值和压力值。

进一步地，所述正常工作步骤包括雨天工作步骤和非雨天工作步骤；

所述雨天工作步骤包括：

信息获取步骤，获取气象信息，通过互联网获取分时天气预报信息；

数据采集步骤，采集气象数据，通过传感器组件分别采集实时的流量信息及风速信息；

数据比对步骤，将风速信息与流量信息同分时天气预报做比对；

动作步骤，若数据比对步骤比对结果相同，则按天气预报指定的下雨时间紧闭窗户，若数据比对结果不同，则以数据采集步骤采集到的流量信息为准紧闭窗户；

动作检查步骤，将自动感应装置采集到的数据与程序预设值比对，检查窗户是否关闭到位；

所述非雨天工作步骤包括所述雨天工作步骤中的信息获取步骤、数据采集步骤和数据比对步骤；

还包括打开步骤，当信息获取步骤获取到的信息为非雨且比对结果为非雨时即打开窗户通风透气。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：当自动感应装置感应到雨水或风时，则控制驱动装置驱动感应窗关闭，在雨前就能及时关闭窗户，避免在下雨之后才自动关窗，关窗动作不滞后，避免雨水打湿室内物品。

当有雨水时，雨水经过导流槽汇流到流量传感器上通过流量传感器采集流量信息从而能够根据流量信息判定窗户开度，在下雨时若雨量不大，则自动感应窗不需要紧闭，只需要保持室内物品不会被打湿，这样既保证了室内通风，防止室内潮气过重，又保证在室内的物品不会被打湿，能够根据雨量自动调整窗户开度，与现有技术相比更加智能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中箭头方向为窗户开合方向；

图中1、墙体；2、窗框；3、玻璃；4、风速传感器；5、流量传感器；6、压力传感器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明如图1所示，一种家庭自动感应窗，设于墙体1上，包括铰接在墙体1上的窗框2和嵌合在所述窗框2内的玻璃3，所述墙体1上固定有用于驱动所述感应窗开关的驱动装置，所述窗框2上设有自动感应装置。当自动感应装置感应到雨水或风时，则控制驱动装置驱动感应窗关闭，在雨前就能及时关闭窗户，避免在下雨之后才自动关窗，关窗动作不滞后，避免雨水打湿室内物品。

自动感应装置包括设于所述自动感应窗上的传感器组件，所述传感器组件包括置于所述窗框2上的流量传感器5和风速传感器4；所述窗框2上设有若干导流槽，所述导流槽沿所述窗框2的长度方向设置，所述流量传感器5置于所述导流槽的底部，所述风速传感器4固定在所述窗框2上。当有雨水时，雨水经过导流槽汇流到流量传感器5上通过流量传感器5采集流量信息从而能够根据流量信息判定窗户开度，在下雨时若雨量不大，则自动感应窗不需要紧闭，只需要保持室内物品不会被打湿，这样既保证了室内通风，防止室内潮气过重，又保证在室内的物品不会被打湿，能够根据雨量自动调整窗户开度，与现有技术相比更加智能。

自动感应装置还包括闭合检测装置，所述闭合检测装置包括设于所述墙体1上的若干压力传感器6。闭合检测装置通过窗框2与墙体1之间接触，使得窗框2按压墙体1上的压力传感器6，也就是说，当压力传感器6检测到压力值时即能够确认窗户紧闭，避免雨天窗户关闭不严导致雨水淋湿室内物品造成损失。

驱动装置包括固定在所述墙体1上的直线驱动机构和设于所述墙体1和所述窗框2之间的传动杆，所述传动杆与所述直线驱动机构的轴固定连接。直线驱动机构(例如液压驱动机构和气动驱动机构)用于根据自动感应装置采集到的信息驱动窗户启闭，从而实现雨天自动关闭窗户，防止雨天窗户关闭不严导致雨水淋湿室内物品造成损失。

传动杆包括短杆一和短杆二，所述短杆一和所述短杆二的一端铰接，所述短杆一的另一端铰接在所述窗框2上，所述短杆二的另一端铰接在墙体1上，所述直线驱动装置的轴与所述短杆一或所述短杆二固定连接。直线驱动机构在驱动时，通过驱动其中一根短杆(短杆一或短杆二)从而驱动整个窗户开闭。

一种自动感应窗的控制系统，所述控制系统用于控制自动感应窗的开关。控制系统利用自动感应装置采集到的信息作为依据智能判断窗户开启和关闭状态，同时也能够依据实际天气状态调整窗户开度，从而能够保障室内物品不会被雨水淋湿，同时自主调整窗户开度，在保证室内物品不被淋湿的同时最大限度保证室内空气流通，防止雨天窗户紧闭造成室内空气污浊。

控制系统包括用于与外部互联网连接的RJ-45水晶头插口和单片机，所述RJ-45水晶头插口与所述单片机通过信号线连接，所述单片机通过RJ-45水晶头插口与外部互联网进行数据互通；所述单片机上设有输入输出端口，所述自动感应装置通过输入输出端口与所述单片机信号连接。单片机通过外部互联网获取当天分时天气预报信息，同时利用自动感应装置中的传感器组件检测到实际的天气状态，单片机将实际天气与天气预报的信息比对，判断是否按照天气预报信息提前紧闭窗户，能够依据天气预报的信息提前关闭窗户，避免现有技术中雨天关窗的滞后性。

一种控制系统的控制方法，包括：

硬件连接步骤，通过超五类双绞线将RJ-45水晶头插口与交换机或路由器连接，实现单片机与外部互联网的数据互通；通过超五类双绞线连接外网及单片机，即单片机和外部网络通过有线连接，保证了数据连接通畅稳定。

程序自检步骤，单片机随机生成指令，测试与单片机相连的各部分之间的信号传输是否通畅；

程序预设步骤，通过上位机向单片机写入程序预设值，用于与自动感应装置采集到的实时数据比对；设置的预设值包括自动感应装置中的流量传感器5的流量值和窗户的对应开度以及设置风速传感器4的风速值与窗户的对应开度，最终当流量值到达预设值时单片机就能够控制直线驱动机构驱动窗户达到对应开度，当流量值超出预设值时，单片机控制直线驱动机构驱动窗户紧闭，从而避免雨水打湿室内物品。

正常工作步骤，单片机通过自动感应装置采集到的数据与预设值及从外部互联网获取的天气数据比对，控制自动感应窗的开关程度。在进行预判时首先通过超五类双绞线获取当日分时预报信息，将其中的下雨信息及对应的时间提取，并通过自动感应装置获取同一时间内的天气信息，进行比对，若在同一时间内发现天气如预报一样变化，则直接按照预报的下雨时间关闭窗户，此时是紧闭窗户。

当实际下雨时，通过实际检测到的流量信息调节窗户的实际开度，也就是通过检测到的流量信息，通过单片机控制窗户达到预设的开度，这样既能够保证雨水不会弄湿室内物品，也能够保障室内通风，防止室内潮气过重。

程序预设步骤中的程序预设值包括通过上位机分别写入单片机的风速值、流量值和压力值。预设值包括自动感应装置中的流量传感器5的流量值和窗户的对应开度以及设置风速传感器4的风速值与窗户的对应开度，最终当流量值到达预设值时单片机就能够控制直线驱动机构驱动窗户达到对应开度，当流量值超出预设值时，单片机控制直线驱动机构驱动窗户紧闭，从而避免雨水打湿室内物品。

正常工作步骤包括雨天工作步骤和非雨天工作步骤；

所述雨天工作步骤包括：

信息获取步骤，获取气象信息，通过互联网获取分时天气预报信息；

数据采集步骤，采集气象数据，通过传感器组件分别采集实时的流量信息及风速信息；

数据比对步骤，将风速信息与流量信息同分时天气预报做比对；在进行预判时首先通过超五类双绞线获取当日分时预报信息，将其中的下雨信息及对应的时间提取，并通过自动感应装置获取同一时间内的天气信息，进行比对，若在同一时间内发现天气如预报一样变化，则直接按照预报的下雨时间关闭窗户。

动作步骤，若数据比对步骤比对结果相同，则按天气预报指定的下雨时间紧闭窗户，即提前紧闭窗户(此时不管是否有下雨均紧闭窗户)若数据比对结果不同，则以数据采集步骤采集到的流量信息为准紧闭窗户；比对不同时则到时间将窗户恢复为打开状态，当下雨时通过自动感应装置获取流量信息，通过单片机控制将窗户打开到相应流量的预定位置(通过预设值预设)。当超出预设值范围时即紧闭窗户，通过动作检查步骤检查紧闭状态。

动作检查步骤，将自动感应装置采集到的数据与程序预设值比对，检查窗户是否关闭到位；主要是压力值数据与预设的压力值比对若达到或超过压力值数据，即认定为紧闭到位，若达不到预设的压力值则认定为紧闭不到位，单片机控制窗户重新关闭。

所述非雨天工作步骤包括所述雨天工作步骤中的信息获取步骤、数据采集步骤和数据比对步骤；

还包括打开步骤，当信息获取步骤获取到的信息为非雨且比对结果为非雨时即打开窗户通风透气。

Claims (10)

1.一种家庭自动感应窗，设于墙体上，包括铰接在墙体上的窗框和嵌合在所述窗框内的玻璃，其特征在于：所述墙体上固定有用于驱动所述感应窗开关的驱动装置，所述窗框上设有自动感应装置。

2.如权利要求1所述的一种家庭自动感应窗，其特征在于：所述自动感应装置包括设于所述自动感应窗上的传感器组件，所述传感器组件包括置于所述窗框上的流量传感器和风速传感器；

所述窗框上设有若干导流槽，所述导流槽沿所述窗框的长度方向设置，所述流量传感器置于所述导流槽的底部，所述风速传感器固定在所述窗框上。

3.如权利要求1所述的一种家庭自动感应窗，其特征在于，所述自动感应装置还包括闭合检测装置，所述闭合检测装置包括设于所述墙体上的若干压力传感器。

4.如权利要求1所述的一种家庭自动感应窗，其特征在于，所述驱动装置包括固定在所述墙体上的直线驱动机构和设于所述墙体和所述窗框之间的传动杆，所述传动杆与所述直线驱动机构的轴固定连接。

5.如权利要求4所述的一种家庭自动感应窗，其特征在于，所述传动杆包括短杆一和短杆二，所述短杆一和所述短杆二的一端铰接，所述短杆一的另一端铰接在所述窗框上，所述短杆二的另一端铰接在墙体上，所述直线驱动装置的轴与所述短杆一或所述短杆二固定连接。

6.一种家庭自动感应窗的控制系统，其特征在于，所述控制系统用于控制权利要求1-5中任一所述的自动感应窗的开关。

7.如权利要求6所述的一种家庭自动感应窗的控制系统，其特征在于，

所述控制系统包括用于与外部互联网连接的RJ-45水晶头插口和单片机，所述RJ-45水晶头插口与所述单片机通过信号线连接，所述单片机通过RJ-45水晶头插口与外部互联网进行数据互通；

所述单片机上设有输入输出端口，所述自动感应装置通过输入输出端口与所述单片机信号连接。

8.一种权利要求7所述的控制系统的控制方法，其特征在于包括：

硬件连接步骤，通过超五类双绞线将RJ-45水晶头插口与交换机或路由器连接，实现单片机与外部互联网的数据互通；

程序自检步骤，单片机随机生成指令，测试与单片机相连的各部分之间的信号传输是否通畅；

程序预设步骤，通过上位机向单片机写入程序预设值，用于与自动感应装置采集到的实时数据比对；

正常工作步骤，单片机通过自动感应装置采集到的数据与预设值及从外部互联网获取的天气数据比对，控制自动感应窗的开关程度。

9.如权利要求8所述的控制系统的控制方法，其特征在于，所述程序预设步骤中的程序预设值包括通过上位机分别写入单片机的风速值、流量值和压力值。

10.如权利要求8所述的控制系统的控制方法，其特征在于，所述正常工作步骤包括雨天工作步骤和非雨天工作步骤；

所述雨天工作步骤包括：

信息获取步骤，获取气象信息，通过互联网获取分时天气预报信息；

数据采集步骤，采集气象数据，通过传感器组件分别采集实时的流量信息及风速信息；

数据比对步骤，将风速信息与流量信息同分时天气预报做比对；

动作步骤，若数据比对步骤比对结果相同，则按天气预报指定的下雨时间紧闭窗户，若数据比对结果不同，则以数据采集步骤采集到的流量信息为准紧闭窗户；

动作检查步骤，将自动感应装置采集到的数据与程序预设值比对，检查窗户是否关闭到位；

所述非雨天工作步骤包括所述雨天工作步骤中的信息获取步骤、数据采集步骤和数据比对步骤；

还包括打开步骤，当信息获取步骤获取到的信息为非雨且比对结果为非雨时即打开窗户通风透气。