CN111535693A - 电动窗户防盗控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动窗户防盗控制系统，根据防盗控制装置监测的防盗控制信息自动进行窗户防盗功能的布撤，根据移动检测装置检测的窗户移动信号，主动通过锁止装置阻止窗户的移动，防止他人翻窗而入；在撤防状态下，可以通过手动自由开关电动窗户。本发明把电动窗户融入家庭安防系统中，通过安防系统自动控制电动窗户，通过电动窗户的自我锁止主动防止他人进入，变被动报警为主动阻止，在手动与锁止之间通过安防智能切换。

Description

电动窗户防盗控制系统

技术领域

本发明涉及电动窗户技术领域，尤其是一种电动窗户的防盗控制系统。

背景技术

电动窗户可以通过手动和电动方式控制打开和关闭。家庭安防系统通过设置在门窗的人体感应器检测窃入的人体信号进行报警，不能阻止窗外人翻窗而入，而且需要人为设置安防系统的开启和关闭。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动窗户防盗控制系统，自动进行窗户安防的布撤，在有人试图移动窗户时主动进行锁止，防止外人翻窗而入，同时又不影响家人手动开关窗。

本发明提出一种电动窗户防盗控制系统，包括窗户、电动装置、移动检测装置、锁止装置、防盗控制装置、报警装置、处理控制器，其中电动装置包括电机、电机驱动电路、机械传动机构，处理控制器通过电机驱动电路控制电机转动，通过机械传动机构带动窗户移动；防盗控制装置用于向处理控制器传输防盗控制信息，处理控制器根据输入的防盗控制信息，控制开启系统防盗功能：如果移动检测装置检测到窗户移动信号，判断有人盗开窗户，处理控制器打开锁止装置，阻止窗户移动，触发报警装置发出报警信息。

可选的，所述防盗控制装置包括以下一种或多种：所述防盗控制装置包括智能摄像头，拍摄门口区域，用于检测屋内人员进出，所述防盗控制信息包括屋内所有成员都已出门；或所述防盗控制装置包括设置在门口区域的无线检测装置，通过无线通信方式监测进出门口区域智能手机识别家庭成员进出门信息，所述防盗控制信息包括屋内所有成员都已出门；或所述防盗控制装置包括定时器，所述防盗控制信息包括设定防盗时间段；或所述防盗控制装置包括智能手机，所述防盗控制信息包括智能手机输入的防盗开启指令。

所述锁止装置包括设置在电动装置中的电磁离合器，电磁离合器闭合可使电动装置输出电机转动以推动窗户移动，如果外力推动窗户移动则带动电动装置反转，通过电动装置的反向传动阻力阻止窗户移动。

所述锁止装置包括电机，在电机电路中设置一电子开关，处理控制器根据窗户移动控制所述电子开关闭合，以使电机中线圈形成闭合回路产生的磁场阻止电机转动，进而增加电动装置的传动阻力。

所述锁止装置包括电机，处理控制器根据窗户移动方向给电机接通反向电流，使电机反向转动，产生与窗户移动方向相反的推力，以阻止窗户打开。

所述锁止装置包括电磁锁止器，电磁锁止器安装在一个不能转动的锁止轴上，电磁锁止器断开时，电磁锁止器可随窗户传动机构一起转动，当电磁锁止器闭合时，电磁锁止器受制于锁止轴而不能转动，并阻止窗户传动机构的转动，进而锁止窗户不能移动。

所述锁止装置包括设置在窗户上的电磁锁，在窗户关闭状态下与电磁锁对应的窗框上设置铁板，通过电磁锁与铁板之间的吸力阻止窗户打开。

进一步，所述防盗功能包括处理控制器控制电动装置关闭窗户。

进一步，所述防盗功能包括处理控制器控制开启移动检测装置以检测窗户移动信号。

所述系统根据防盗控制装置传输的非防盗控制信息，处理控制器通过手动控制装置，允许用户手动移动窗户。

所述非防盗控制信息包括通过智能摄像头的视频图像分析，识别到有家庭成员进屋；或通过门口区域的无线检测装置监测到进门智能手机识别家庭成员进门；或在设定的防盗时间段外；或智能手机输入的关闭防盗功能指令。

本发明根据防盗控制装置监测的防盗控制信息自动进行窗户防盗功能的布撤，根据移动检测装置检测的窗户移动信号，判断有人盗开窗户，主动通过锁止装置阻止窗户的移动，进而防止他人翻窗而入；在撤防状态下，可以通过手动自由开关电动窗户。本发明把电动窗户融入家庭安防系统中，通过家庭安防系统自动控制电动窗户，通过电动窗户的自我锁止主动防止他人进入，变被动报警为主动阻止，在手动与锁止之间通过安防智能切换。

附图说明

图1是本发明的电动窗户防盗控制方法流程示意图。

图2是本发明的电动窗户防盗控制系统结构示意框图。

具体实施方式

在图1所示的电动窗户防盗控制方法流程示意图中，通过防盗控制装置监测防盗控制信息，通过移动检测装置检测到窗户移动信号，通过锁止装置阻止窗户移动，具体包括以下步骤：

（1）通过防盗控制装置监测防盗控制信息；

（2）处理控制器根据防盗控制信息开启防盗功能；

（3）通过移动检测装置检测窗户移动信号；

（4）处理控制器根据窗户移动信号通过锁止装置阻止窗户移动；

（5）通过报警器发出报警信息。

结合以下实施例，分别描述本发明的技术方法。

在图2所示的本发明一种电动窗户防盗控制系统结构示意图中，包括窗户、电动装置、移动检测装置、锁止装置、防盗控制装置、报警装置、处理控制器，其中电动装置包括电机、电机驱动电路、机械传动机构，处理控制器通过电机驱动电路控制电机转动，通过机械传动机构带动窗户移动。

防盗控制装置与处理控制器通过有线或无线方式连接。所述无线连接方式包括红外线、蓝牙、RF射频、ZigBee、WiFi等通信方式。所述处理控制器可以是一种逻辑判断控制电路，也可以包括MCU、CPU或是单片机等。

防盗控制装置用于向处理控制器传输防盗控制信息，处理控制器根据输入的防盗控制信息，控制开启系统防盗功能。

所述防盗控制装置包括智能摄像头，拍摄门口区域，用于检测屋内人员进出，所述防盗控制信息包括屋内所有成员都已出门。

所述智能摄像头拍摄门口区域，通过视频图像分析识别家庭成员进出门信息，包括通过图像识别进入门口区域的用户，通过移动分析，监测用户进出门过程。

智能摄像头的设置方式包括两种，一种是设置在屋内某处比如墙上或桌子上，朝向屋门拍摄门口区域，可以拍摄到屋门图像，另一种是设置在屋门所在的墙上，比如门内横门框或门口墙上，向下可以拍摄到门口区域，但拍摄不到屋门图像。

设置在屋内智能摄像头可以通过采集的屋门打开和关闭状态的图像信息建立开关门识别模型，根据开关门模型可以识别门的开关门状态。

对于用户进门，当门打开，屋内智能摄像头可以拍摄到进门用户从门外进入摄像头，转身关门，然后离开门锁，向屋内移动，直到从拍摄区域消失。对于随同进门人员，在开门后，智能摄像头拍摄到用户从门外进入摄像头，向屋内方向移动，直到从拍摄区域消失。

对于用户出门，屋内智能摄像头可以拍摄到出门用户从屋内进入摄像头，向门口移动直到出门，关门后用户图像消失。对于随同出门人员，在开门后，智能摄像头拍摄到用户从屋内进入摄像头，向门口移动，直到从门外消失。

设置在门内横门框或门口墙上的门内智能摄像头向下拍摄门厅区域，可以俯视进出门的用户，门处于拍摄区域外的底部，进门用户是从画面底部（屋外）进入，向上（屋内）移动，然后从顶部（屋内）消失，出门用户是从画面顶部（屋内）进入，向下（屋外）移动，然后从底部（屋外）消失。

对于用户进门，当门打开，门内智能摄像头可以拍摄到进门用户从门外进入摄像头，屋门关闭后转身离开门锁，向屋内移动并消失。对于随同进门人员，在开门后，智能摄像头拍摄到用户从门外进入摄像头，然后向屋内移动并消失。

对于用户出门，开门前，门内智能摄像头可以拍摄到出门用户从屋内进入，并向门口移动，开门后从门外消失。对于随同出门人员，在开门后，智能摄像头拍摄到用户从屋内进入摄像头，向门口移动，然后从门外消失。

相对与设置在屋内的智能摄像头，把智能摄像头设置门内横门框或门口墙上，可以通过安装设置提高智能摄像头的识别效果，并使安装标准化，降低对视频分析软件要求。

在智能摄像头中建立家庭成员图像识别信息，根据预置的图像识别信息，识别进门或出门成员。建立方法是在智能摄像头设置好后，通过采集用户单独进出家门过程的视频图像，建立图像识别信息，尤其是关键节点时的图像信息，比如用户进入摄像头时的图像、或离开摄像头前的图像，或是开、关门时的图像、或是用户处于拍摄区域中某一特定位置时的图像等。

需要说明的是，所述图像识别信息是用于区分家庭成员，而不是身份认证，因此，可以是人脸图像信息，也可以是身高、胖瘦等体型特征，或是男女性别特征等。此外，根据智能摄像头设置方式不同，获取用户图像识别信息的角度也不同，可以是正面图像，也可以侧面图像，或是俯视图像。比如设置在门上头的智能摄像头俯视门口区域，可以通过俯视用户的正面信息，识别出门用户，通过俯视用户的背面或侧面信息，识别进门用户。设置在屋内的摄像头，可以正视或斜视门口区域，通过用户正面图像信息识别进门用户，通过用户背面图像信息识别出门用户。

系统预置家庭成员人数，并通过图像识别家庭成员的进出，当最后一个家人出门后，处理控制器制开启系统防盗功能。

所述防盗控制装置还可以包括设置在门口区域的无线检测装置，通过无线通信方式监测进出门口区域智能手机，根据监测的智能手机信号变化监测用户进门或出门过程，所述防盗控制信息包括屋内所有成员都已出门。

一种监测智能手机方法是通过室内定位技术，以门口为中心，设置门口区域的位置范围，比如以门为中心小于0.5~2米的区域范围，通过对智能手机的室内定位，识别进入门口区域的智能手机，进而识别用户，此时监测装置是室内定位技术中的定位节点，设置在门口区域或室内其它地方。

通过确定室内位置范围，根据智能手机的位置变化可以判断用户进门或出门，也就是说当智能手机的位置从室内位置范围进入门口区域，判断用户出门，如果智能手机从室内位置范围以外的位置进入门口区域，判断用户进门。

另一种监测智能手机方法是通过设置在门口区域的无线检测装置接收的无线信号强度范围识别进入门口区域的智能手机，如果监测装置检测的智能手机信号强度大于设定阈值，判断手机处入门口区域，如果小于设定阈值，判断手机处于门口区域以外。

一种优化，所述信号强度判断值也可以是统计值。所述统计值是通过统计一个时期的用户开门时的信号强度建立，包括在门口监测的开门时电子端信号强度最小值，或信号强度中心值的修正值，比如平均值减去一个设定值，处于门口区域电子端是在门口监测的电子端信号强度大于统计值。统计值相对于设定值，可以更好适应不同用户的携带习惯和不同应用场景，比如，蓝牙信号强度易受环境影响，包括用户家庭环境、用户携带习惯，根据统计方法建立的处于门口区域的判断条件，反映了场景综合特点，适用性更强。

设置在门口区域的无线检测装置可以根据智能手机信号强度的变化判断用户进出门。在用户进门过程中，无线检测装置检测的智能手机信号从无变有，然后信号强度由小于设定阈值逐渐增强到大于设定阈值；当用户进门后，智能手机始终处于无线检测装置的通信范围，在用户出门过程中，无线检测装置检测的智能手机信号强度由小于设定阈值逐渐增强到大于设定阈值，然后逐渐变小直到消失。

为了扩大无线检测装置的通信范围，可以在屋内设置多个通信节点，以组成覆盖全屋的无线通信网络，通过智能手机是否处于网络范围，判断处于屋内或屋外。

另一种通过信号强度判断智能手机进门或出门的方法是在门内外分别设置无线检测装置，通过对比两者检测的手机信号强度大小判断进出门，即当用户携带手机进门，门外无线检测装置检测的手机信号强度大于门内无线检测装置检测的信号强度，当用户携带手机出门，门内无线检测装置检测的手机信号强度大于门外无线检测装置检测的信号强度。

所述防盗控制装置还可以包括定时器，所述防盗控制信息包括设定防盗时间段，比如用户设定的上班时间段，或是夜间睡觉时间段等，在设定时间段，处理控制器控制开启系统防盗功能。

所述防盗控制装置还可以包括智能手机，所述防盗控制信息包括智能手机输入的防盗开启指令，处理控制器根据手机控制信号，控制开启系统防盗功能。

在防盗模式下，系统通过移动检测装置检测窗户移动信号。所述移动检测装置包括位移传感器、或位置传感器、或运动传感器、或霍尔传感器中任一种，可以检测窗户的移动信号，也可以通过检测传动机构的转动信号，判断窗户移动。可以在窗户与窗框之间设置位置传感器，比如在窗户关闭状态下的窗户和对应窗框上设置一对彼此面对的磁性传感器，可以检测窗户打开动作，或是在窗户与移动轨道之间设置位移传感器，检测窗户移动信号，也可以在窗户中设置运动传感器比如加速度传感器，通过窗户的运动信号判断窗户移动。

另外一种方法是在传动机构中设置移动传感器检测传动机构的转动信号，比如在转动轮上设置磁铁，通过霍尔传感器检测转动轮上的磁性变化检测转动信号，或是在转动轮上开外通光孔，在通光孔一侧设置发光管，对侧设置接收管，通过对射式光电开关检测转动轮的转动信号。

显而易见，移动传感器检测窗户移动信号需要窗户移动一定的检测距离，可以称之为移动检测灵敏度或移动检测延迟。移动检测灵敏度或移动检测延迟可以影响对窗户的锁止控制，移动检测灵敏度越高或移动检测延迟越小对窗户锁止控制的影响越小。

在系统防盗模式下，如果移动检测装置检测到窗户移动信号，判断有人盗开窗户，处理控制器打开锁止装置以阻止窗户移动，并触发报警装置发出报警信息。

所述锁止装置包括设置在电动装置中的电磁离合器，电磁离合器闭合可使电动装置输出电机转动以推动窗户移动，当通过外力推动窗户移动时，带动电动装置反转，通过电动装置的反向传动阻力阻止窗户移动。反向传动阻力主要来自转速比、系统摩擦力，如果传动机构的转速比越大，反向传动阻力越大。当电磁离合器断开，窗户与传动机构分离，可以独立移动。

增大传动机构反向传动阻力的另一种方法是控制电机中的电流，在电机电路中设置一电子开关，处理控制器根据窗户移动控制所述电子开关闭合，以使电机中的线圈形成闭合回路，当电机转动时，在外部磁场的作用下，转动的电机线圈中产生电流，回路电流又产生磁场，通过电机线圈中电流产生的磁场与磁铁之间的磁力作用阻止电机转动，进而增加电动装置的传动阻力。

增大传动机构反向传动阻力的再一种方法是给电机接通反向电流，通过电机线圈中反向电流产生的磁场与磁铁之间的磁力使电机反向转动，产生与窗户移动方向相反的推力，阻止窗户打开移动。

此外，所述锁止装置还包括电磁锁止器，电磁锁止器安装在一个不能转动的锁止轴上，电磁锁止器断开时，电磁锁止器可随窗户传动机构一起转动，当电磁锁止器闭合时，电磁锁止器受制于锁止轴而不能转动，并阻止窗户传动机构的转动，进而锁止窗户不能移动。

所述锁止装置还包括电磁锁止器，电磁锁止器安装在一个不能转动的锁止轴上，通过齿轮传动与传动机构联动，当电磁锁止器断开时，电磁锁止器可随窗户传动机构一起转动，当电磁锁止器闭合时，电磁锁止器受制于锁止轴而不能转动，并阻止窗户传动机构的转动，进而锁止窗户不能移动。

与电磁离合器不同的是，电磁锁止器安装在一个不能转动的锁止轴上，而电磁离合器是安装在传动机构的传动轴上，两者的功能相反，电磁锁止器是阻止转动，电磁离合器是传递转动。

所述锁止装置还包括设置在窗户上的电磁锁，在窗户关闭状态下与电磁锁对应的窗框上设置铁板，当电磁锁中电流通过硅钢片时，电磁锁产生较大的磁吸力吸住铁板达到锁止效果，进而通过电磁锁与铁板之间的吸力阻止窗户打开。

考虑到移动检测装置检测的移动信号有一定的滞后性，也就是说当窗户打开一个距离后，系统才打开电磁锁，此时，电磁锁与铁板已经离开一定距离，影响锁止作用。一种优化方法是，结合移动检测装置的移动检测灵敏度或移动检测延迟，给铁板设置一个固定滑道，允许铁板沿滑道移动，在窗户完全关闭时，通过电磁锁推挤铁板向一侧移动，在窗户打开过程中，电磁锁释放对铁板的挤压，通过弹簧推动铁板向另一侧移动到起始位置，以抵消移动检测的延迟，这样，在窗户移动一定距离后，仍然能保持铁板与电磁锁的紧密接触而锁止窗户。

在防盗模式下，系统通过移动检测装置监测窗户的移动，一旦监测到窗户移动信号，判断有人企图翻窗而入，立即通过锁止装置锁止窗户而难以移动，变被动报警为主动防止进入。

显然，系统在防止入侵的同时，还可以通过报警器发出报警信息，比如通过喇叭发出高音报警声，或通过无线通信向用户手机发出报警信息。

进一步，在防盗模式下，处理控制器控制电动装置关闭窗户。系统通过位移检测装置检测的移动距离和方向判断窗户当前闭合度，如果闭合度小于100%100，处理控制器控制电动装置继续关闭窗户，直到闭合度达到100%。

所述电动窗户的闭合度是当前已闭合的位移与最大范围位移的比值，即电动窗户由完全开启到当前位置的移动位移与由完全打开到完全闭合的最大位移比值，或与由完全闭合到完全打开的最大位移比值。

通过位移传感器检测电动窗户发生的位移，在电动窗户完全闭合位置和完全开启位置设置位置传感器，以检测电动窗户的最大位移范围，通过电机传动方向控制电动窗户的开启或闭合。

所述位移传感器可以是对射式光电开关，在电动窗户的传动带或传动轮上打孔，把光电开关的发光管和接收管分别设置在传送带或传动轮的两边，通过光电开关的开关次数记录传送带移过或传动轮转过的孔数，通过移动或转动的孔数与电动窗户最大移动范围内的总孔数之比，可以确定电动窗户的闭合度。

所述位移传感器还可以包括步进电机、或检测传动轮转动的角度传感器。

此外，也可以在窗户和窗框对应位置设置位置传感器，比如触点开关或一对磁性传感器，检测窗户完全关闭信号，在防盗模式下，如果位置传感器没有检测到窗户关闭信号，处理控制器控制电动装置关闭窗户。

进一步，所述系统根据防盗控制装置传输的非防盗控制信息，处理控制器通过手动控制装置，允许用户手动移动窗户。所述非防盗控制信息包括通过智能摄像头的视频图像分析，识别到有家庭成员进屋，或通过门口区域的无线检测装置监测到进门智能手机识别家庭成员进门，或在设定的防盗时间段外，或智能手机输入关闭防盗功能指令中任一种。

所述手动控制装置包括电磁离合器，在窗户传动机构与电机动力输出机构之间设置电磁离合器，当电磁离合器闭合，可以把电机动力传递到窗户而移动；如果处理控制器控制断开电磁离合器，可以使窗户传动机构与电机动力输出机构之间断开连接，使窗户移动过程可以不受电机动力机构的约束，以方便手动开关窗户。

所述手动控制装置还包括移动检测装置，通过移动检测装置检测窗户的移动信号和方向，比如通过三轴加速度运动传感器不单可以检测到窗户运动信号，而且可以判断运动方向，处理控制器根据窗户的移动方向控制电机电流方向，以使电动窗户根据用户手推方向自动控制移动窗户，到达手自一体控制效果。

本发明通过防盗控制装置控制系统在防盗模式和非防盗模式之间自动转换，在非防盗模式下，保持电动窗户手动开关的便利；在防盗模式下，通过移动检测装置监测的窗户移动信号判断窗户被盗开，主动通过锁止装置阻止窗户移动，以防止外人翻窗而入，使电动窗户具有主动防盗功能。

Claims (10)

1.一种电动窗户防盗控制系统，包括窗户、电动装置、移动检测装置、锁止装置、防盗控制装置、报警装置、处理控制器，其中电动装置包括电机、电机驱动电路、机械传动机构，处理控制器通过电机驱动电路控制电机转动，通过机械传动机构带动窗户移动，其特征是：

防盗控制装置用于向处理控制器传输防盗控制信息，处理控制器根据传输的防盗控制信息，控制开启系统防盗功能：

如果移动检测装置检测到窗户移动信号，判断有人盗开窗户，处理控制器打开锁止装置以阻止窗户移动，触发报警装置发出报警信息。

2.依据权利要求1所述系统，其特征是：所述防盗控制装置包括以下一种或多种：

所述防盗控制装置包括智能摄像头，拍摄门口区域，用于检测屋内人员进出，所述防盗控制信息包括屋内所有成员都已出门；或

所述防盗控制装置包括设置在门口区域的无线检测装置，通过无线通信方式监测进出门口区域智能手机识别家庭成员进出门信息，所述防盗控制信息包括屋内所有成员都已出门；或

所述防盗控制装置包括定时器，所述防盗控制信息包括设定防盗时间段；或

所述防盗控制装置包括智能手机，所述防盗控制信息包括智能手机输入的防盗开启指令。

3.依据权利要求1所述系统，其特征是：所述锁止装置包括设置在电动装置中的电磁离合器，电磁离合器闭合可使电动装置输出电机转动以推动窗户移动，如果外力推动窗户移动则带动电动装置反转，通过电动装置的反向传动阻力阻止窗户移动。

4.依据权利要求1或3所述系统，其特征是：所述锁止装置包括电机，在电机电路中设置一电子开关，处理控制器根据窗户移动控制所述电子开关闭合，以使电机中线圈形成闭合回路产生的磁场阻止电机转动，进而增加电动装置的传动阻力。

5.依据权利要求1或3所述系统，其特征是：所述锁止装置包括电机，处理控制器根据窗户移动方向给电机接通反向电流，使电机反向转动，产生与窗户移动方向相反的推力，以阻止窗户打开。

6.依据权利要求1所述系统，其特征是：所述锁止装置包括电磁锁止器，电磁锁止器安装在一个不能转动的锁止轴上，电磁锁止器断开时，电磁锁止器可随窗户传动机构一起转动，当电磁锁止器闭合时，电磁锁止器受制于锁止轴而不能转动，并阻止窗户传动机构的转动，进而锁止窗户不能移动。

7.依据权利要求1所述系统，其特征是：所述锁止装置包括设置在窗户上的电磁锁，在窗户关闭状态下与电磁锁对应的窗框上设置铁板，通过电磁锁与铁板之间的吸力阻止窗户打开。

8.依据权利要求1所述系统，其特征是：所述防盗功能包括处理控制器控制电动装置关闭窗户。

9.依据权利要求1或2或3所述系统，其特征是：所述系统根据防盗控制装置传输的非防盗控制信息，处理控制器通过手动控制装置，允许用户手动移动窗户。

10.依据权利要求9所述系统，其特征是：所述非防盗控制信息包括以下一种或多种：

通过智能摄像头的视频图像分析，识别到有家庭成员进屋；或

通过门口区域的无线检测装置监测到进门智能手机识别家庭成员进门；或

在设定的防盗时间段外；或

智能手机输入的关闭防盗功能指令。

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