CN114033272A - 一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，涉及到智能窗技术领域，包括智能窗本体、网关、远程手持终端和管理后台，管理后台包括交换机、本地管理服务器、无线路由器和远程管理服务器，智能窗本体包括金属框架，金属框架的两侧内壁均通过合页活动连接有玻璃窗体，玻璃窗体的边缘通过销轴活动连接有风撑连杆，金属框架的上下两端均设置有电动开关模块，电动开关模块包括旋转电机和皮带。本发明通过后台管理服务器，实现多个区域集中管理统一控制，也可针对单个区域分别调节控制，通过接入互联网，可实现远程实时控制功能，只要有网络或电信运营商信号的地方，均能实现前端数据的展示及相应的远程实时控制功能。

Description

一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗
技术领域
本发明涉及智能窗技术领域，特别涉及一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗。
背景技术
随着科技的进步以及人们生活水平的提高，用户在满足自身居住需求的条件下，愈加重视智能窗对室内居住环境的影响。
但目前，建筑物通风部分(玻璃幕墙、玻璃窗户)在打开后，当室外环境发生变化，如刮风、下雨、噪声大、粉尘大等，不能根据环境变化实现自动关闭，以阻止风雨噪声或污染物进入室内，以减少外界环境对室内的影响，且未接入物联网，不能实现远程实时控制功能。因此，发明一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，包括智能窗本体、网关、远程手持终端和管理后台，所述管理后台包括交换机、本地管理服务器、无线路由器和远程管理服务器，所述智能窗本体包括金属框架，所述金属框架的两侧内壁均通过合页活动连接有玻璃窗体，所述玻璃窗体的边缘通过销轴活动连接有风撑连杆，所述金属框架的上下两端均设置有电动开关模块，所述电动开关模块包括旋转电机和皮带，所述旋转电机与皮带之间传动连接，所述皮带的中部固定连接有窗体连接扣，所述风撑连杆的一端通过销轴与窗体连接扣活动连接，所述金属框架的正面设置有湿度传感模块、噪声传感模块、粉尘传感模块、风速传感模块、太阳能面板供电模块、和控制模块，所述金属框架的背面设置有无线通信模块，所述无线通信模块与网关之间无线通信，所述本地管理服务器、无线路由器和网关均与交换机电性连接，所述交换机与远程管理服务器之间通过互联网通信。
优选的，所述金属框架的内部设置有蓄电池模块，所述湿度传感模块、噪声传感模块、粉尘传感模块、风速传感模块、太阳能面板供电模块、无线通信模块和蓄电池模块均与无线通信模块电性连接，所述太阳能面板供电模块产生的电能经控制模块控制整流后存储在蓄电池模块内。
优选的，所述湿度传感模块感知室外湿度，当室外下雨时，实时将环境参数传输至控制模块，控制模块控制旋转电机工作实现玻璃窗体自动关闭，同时通过无线通信模块将环境参数传输至管理后台。
优选的，所述噪声传感模块感知室外噪声大小，当室外存在严重噪声污染时，实时将环境参数传输至控制模块，控制模块控制旋转电机工作实现窗户自动关闭，同时通过无线通信模块将环境参数传输至管理后台。
优选的，所述粉尘传感模块感知室外粉尘污染物PM.和PM的浓度，当室外存在严重粉尘污染时，实时将环境参数传输至控制模块，控制模块控制旋转电机工作实现窗户自动关闭，同时通过无线通信模块将环境参数传输至管理后台。
优选的，所述风速传感模块感知室外风速，当室外刮大风时，实时将环境参数传输至控制模块，控制模块控制旋转电机工作实现窗户自动关闭，同时通过无线通信模块将环境参数传输至管理后台。
优选的，所述无线通信模块实现智能窗本体与管理后台的双向通信功能，将智能窗本体周围的环境参数通过无线方式传输至管理后台，同时接收管理后台的控制指令下发至控制模块。
优选的，所述远程手持终端可以通过基站以互联网的方式与交换机进行通信，还可以通过无线路由器以无线的方式与交换机进行通信，所述远程手持终端能够监测管理后台的信息，并对控制模块进行远程调节控制，进而控制玻璃窗体的开启或者闭合。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过在智能窗本体的正面设置有控制模块，智能窗本体上设置有电动开关模块，玻璃窗体上活动设置有风撑连杆，风撑连杆与电动开关模块内的窗体连接扣通过销轴活动连接，因此电动开关模块工作时能够带动风撑连杆移动，进而调节玻璃窗体的开合度，而控制模块能够对电动开关模块工作进行控制，从而自动控制玻璃窗体的开启或者关闭，以及控制玻璃窗体的开合度；
2、本发明通过在智能窗本体的正面设置有湿度传感模块、噪声传感模块、粉尘传感模块和风速传感模块，从而分别感知室外的湿度、噪声、粉尘污染物和风速，智能窗本体的正面还设置有无线通信模块与管理后台通信，湿度传感模块、噪声传感模块、粉尘传感模块、风速传感模块和无线通信模块均与控制模块电性连接，因此管理后台能够接收室外环境的信号，并通过控制模块来控制玻璃窗体自动关闭，进而避免室外风、雨、噪声和污染物进入室内而影响室内环境，从而提高了用户的居住舒适性；
3、本发明通过太阳能面板产生的电能为系统供电，绿色节能，通过蓄电池模块存储电能，当光照不佳时亦可正常使用；
4、本发明通过设置有无线路由器和远程手持终端，远程手持终端可以通过互联网与管理后台通信，还可以通过无线路由器与管理后台无线通信，从而保证了用户能够实时监测室外环境，并且实时动态调节玻璃窗体的开合度；
5、本发明适用于公共建筑中大面积的玻璃幕墙，可多个区域集中管理统一控制，也可针对单个区域分别调节控制，极大地方便了管理人员；
6、本发明通过接入互联网，可实现远程实时控制功能，只要有网络或电信运营商信号的地方，均能实现前端数据的展示及相应的远程实时控制功能。
附图说明
图1为本发明整体结构系统示意图。
图2为本发明智能窗本体结构立体示意图。
图3为本发明智能窗本体结构闭合示意图。
图4为本发明电动开关模块结构立体示意图。
图5为本发明控制模块结构控制示意图。
图中：1、智能窗本体；2、网关；3、交换机；4、本地管理服务器；5、无线路由器；6、远程手持终端；7、金属框架；8、玻璃窗体；9、电动开关模块；91、旋转电机；92、皮带；93、窗体连接扣；10、风撑连杆；11、湿度传感模块；12、噪声传感模块；13、粉尘传感模块；14、风速传感模块；15、太阳能面板供电模块；16、无线通信模块；17、控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-5所示的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，包括智能窗本体1、网关2、远程手持终端6和管理后台，远程手持终端6可以是手机或者Pad，管理后台包括交换机3、本地管理服务器4、无线路由器5和远程管理服务器，交换机3与远程管理服务器之间通过互联网通信，本地管理服务器4、无线路由器5和网关2均与交换机3电性连接，交换机3用于将网关2和无线路由器5接收到的信息传递至本地管理服务器4，并由本地管理服务器4对其进行处理，也可将本地管理服务器4发出的信息传递给网关2和无线路由器5。
其次，智能窗本体1包括金属框架7，金属框架7的两侧内壁均通过合页活动连接有玻璃窗体8，因此玻璃窗体8能够开启或者闭合，玻璃窗体8的边缘通过销轴活动连接有风撑连杆10，风撑连杆10用于对玻璃窗体8起到支撑定位的作用，以控制玻璃窗体8的开合度，金属框架7的上下两端均设置有电动开关模块9，电动开关模块9包括旋转电机91和皮带92，旋转电机91与皮带92之间传动连接，皮带92的中部固定连接有窗体连接扣93，风撑连杆10的一端通过销轴与窗体连接扣93活动连接，因此当旋转电机91工作转动时，能够带动皮带92转动，进而带动窗体连接扣93移动，窗体连接扣93通过风撑连杆10的连接作用能够带动玻璃窗体8围绕其一侧的合页转动，进而能够控制玻璃窗体8的开合。
进一步的，在金属框架7的正面设置有湿度传感模块11、噪声传感模块12、粉尘传感模块13、风速传感模块14、太阳能面板供电模块15、和控制模块17，金属框架7的背面设置有无线通信模块16，无线通信模块16与网关2之间无线通信，因此无线通信模块16与网关2之间的信号能够双向传递，从而实现智能窗本体1与管理后台之间的双向通信，金属框架7的内部设置有蓄电池模块，湿度传感模块11、噪声传感模块12、粉尘传感模块13、风速传感模块14、太阳能面板供电模块15、无线通信模块16和蓄电池模块均与无线通信模块16电性连接，太阳能面板供电模块15利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏特效应将太阳能直接转换为电能，太阳能面板供电模块15产生的电能经控制模块17控制整流后能够存储在蓄电池模块内，从而为智能窗本体1的开合进行供电，因此更加绿色节能。
具体的，湿度传感模块11感知室外湿度，当室外下雨时，实时将环境参数传输至控制模块17，控制模块17控制旋转电机91工作实现玻璃窗体8自动关闭，从而避免外界雨水进入室内而影响室内的环境，同时通过无线通信模块16将环境参数传输至管理后台。
噪声传感模块12感知室外噪声大小，当室外存在严重噪声污染时，实时将环境参数传输至控制模块17，控制模块17控制旋转电机91工作实现窗户自动关闭，从而避免外界环境中的噪声传入室内而影响用户的正常生活，同时通过无线通信模块16将环境参数传输至管理后台。
粉尘传感模块13感知室外粉尘污染物PM2.5和PM10的浓度，当室外存在严重粉尘污染时，实时将环境参数传输至控制模块17，控制模块17控制旋转电机91工作实现窗户自动关闭，从而避免外界空气中的粉尘进入室内而导致室内空气被污染，同时通过无线通信模块16将环境参数传输至管理后台。
风速传感模块14感知室外风速，当室外刮大风时，实时将环境参数传输至控制模块17，控制模块17控制旋转电机91工作实现窗户自动关闭，从而能够避免外界大风将空气中的杂物吹入室内，同时通过无线通信模块16将环境参数传输至管理后台。
其次，无线通信模块16实现智能窗本体1与管理后台的双向通信功能，将智能窗本体1周围的环境参数通过无线方式传输至管理后台，同时接收管理后台的控制指令下发至控制模块17，远程手持终端6可以通过基站以互联网的方式与交换机3进行通信，还可以通过无线路由器5以无线的方式与交换机3进行通信，远程手持终端6能够监测管理后台的信息，并对控制模块17进行远程调节控制，进而控制玻璃窗体8的开启或者闭合，因此用户可自行选择不同区域的智能窗本体1进行控制，实时动态调节智能窗本体1的开合度，更加方便了使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，包括智能窗本体(1)、网关(2)、远程手持终端(6)和管理后台，其特征在于：所述管理后台包括交换机(3)、本地管理服务器(4)、无线路由器(5)和远程管理服务器，所述智能窗本体(1)包括金属框架(7)，所述金属框架(7)的两侧内壁均通过合页活动连接有玻璃窗体(8)，所述玻璃窗体(8)的边缘通过销轴活动连接有风撑连杆(10)，所述金属框架(7)的上下两端均设置有电动开关模块(9)，所述电动开关模块(9)包括旋转电机(91)和皮带(92)，所述旋转电机(91)与皮带(92)之间传动连接，所述皮带(92)的中部固定连接有窗体连接扣(93)，所述风撑连杆(10)的一端通过销轴与窗体连接扣(93)活动连接，所述金属框架(7)的正面设置有湿度传感模块(11)、噪声传感模块(12)、粉尘传感模块(13)、风速传感模块(14)、太阳能面板供电模块(15)、和控制模块(17)，所述金属框架(7)的背面设置有无线通信模块(16)，所述无线通信模块(16)与网关(2)之间无线通信，所述本地管理服务器(4)、无线路由器(5)和网关(2)均与交换机(3)电性连接，所述交换机(3)与远程管理服务器之间通过互联网通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述金属框架(7)的内部设置有蓄电池模块，所述湿度传感模块(11)、噪声传感模块(12)、粉尘传感模块(13)、风速传感模块(14)、太阳能面板供电模块(15)、无线通信模块(16)和蓄电池模块均与无线通信模块(16)电性连接，所述太阳能面板供电模块(15)产生的电能经控制模块(17)控制整流后存储在蓄电池模块内。
3.根据权利要求2所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述湿度传感模块(11)感知室外湿度，当室外下雨时，实时将环境参数传输至控制模块(17)，控制模块(17)控制旋转电机(91)工作实现玻璃窗体(8)自动关闭，同时通过无线通信模块(16)将环境参数传输至管理后台。
4.根据权利要求3所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述噪声传感模块(12)感知室外噪声大小，当室外存在严重噪声污染时，实时将环境参数传输至控制模块(17)，控制模块(17)控制旋转电机(91)工作实现窗户自动关闭，同时通过无线通信模块(16)将环境参数传输至管理后台。
5.根据权利要求4所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述粉尘传感模块(13)感知室外粉尘污染物PM2.5和PMi0的浓度，当室外存在严重粉尘污染时，实时将环境参数传输至控制模块(17)，控制模块(17)控制旋转电机(91)工作实现窗户自动关闭，同时通过无线通信模块(16)将环境参数传输至管理后台。
6.根据权利要求5所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述风速传感模块(14)感知室外风速，当室外刮大风时，实时将环境参数传输至控制模块(17)，控制模块(17)控制旋转电机(91)工作实现窗户自动关闭，同时通过无线通信模块(16)将环境参数传输至管理后台。
7.根据权利要求6所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述无线通信模块(16)实现智能窗本体(1)与管理后台的双向通信功能，将智能窗本体(1)周围的环境参数通过无线方式传输至管理后台，同时接收管理后台的控制指令下发至控制模块(17)。
8.根据权利要求7所述的一种基于环境监测实现自动控制的物联网智能窗，其特征在于：所述远程手持终端(6)可以通过基站以互联网的方式与交换机(3)进行通信，还可以通过无线路由器(5)以无线的方式与交换机(3)进行通信，所述远程手持终端(6)能够监测管理后台的信息，并对控制模块(17)进行远程调节控制，进而控制玻璃窗体(8)的开启或者闭合。
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