CN203441254U

CN203441254U - 物联网智能调控窗

Info

Publication number: CN203441254U
Application number: CN201320475038.5U
Authority: CN
Inventors: 毛春昱; 叶海洋; 周董越; 刘英凯; 董万强
Original assignee: 毛春昱
Current assignee: Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2023-08-06

Abstract

物联网智能调控窗，由主机控制器、三个从机控制器，开窗动力机构组成；其中的主机控制器由控制芯片、GSM短信模块、ZigBee无线模块、液晶屏显示器组成；从机控制器包括室内环境控制器室外环境控制器和智能开窗器；室内环境控制器和室外环境控制器由传感器、控制芯片、ZigBee无线模块组成，智能开窗器由ZigBee无线模块、控制芯片、行程开关组成；开窗动力机构由电机、电机驱动的螺杆、螺杆上的螺帽、螺帽与窗扇间的五联杆组成。本实用新型的有益效果在于：具有智能化功能，能够根据室内、外环境因素及时打开或关闭窗户。通过无线方式组成家庭网络，布线极其简单，不破坏家居原来的装修，且窗户本体没有特殊要求，成本低，适合于普通家居使用。

Description

物联网智能调控窗

技术领域

本实用新型属于建筑领域，具体涉及一种平开窗的开、关智能控制装置。

背景技术

现有普通家居的窗户基本是手动进行打开和关闭的，不能根据室外天气和室内情况自动打开和关闭，缺乏智能化功能。如果住户外出时没有关闭窗户，而又刮起大风或下起大雨，大风可能刮坏室内物品，大雨就可能淋湿室内物品，从而造成损失。另外，目前家居大多数使用燃气灶或煤气灶做饭，如果夜里住户熟睡后燃气、煤气发生泄漏，而窗户又全部关闭不能自动打开，就可能发生严重后果。

随着工业化、信息化社会的发展，对家居生活的影响带来了家务劳动和日常生活的革命性变化，从而诞生了智能家居的概念。智能家居系统是一个开放的、使用了多项高新技术的智能化、人本化的集成型家居系统，它把宽带互联网、信息家电、家居自动化和家庭安全防护防盗有机地结合到一起。智能化和网络化是未来家居发展的必然趋势。智能门窗作为智能家居系统的重要组成部分，流行于上世纪七十年代的美国，并且在欧洲有很大的应用，随着中国人民生活水平的不断提高，自动化、智能化的门窗将越来越受到消费者的青睐。根据市场的调查，随着经济的快速发展，我国对门窗的需求量不断增加，然而市面上那种手动的窗户早已落后于现代人们的生活节奏，特别是大型的手动窗户对于老人来说，关窗是一件麻烦事。智能窗通过将传统窗户进行改造与网络技术相连接实现了人们远程遥控窗户开启和关闭的目的，但是现有智能窗主要实现推拉窗的调控，平开窗只能实现较小角度的开合，并且需要提前布线造价昂贵，不利于大范围的推广使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种物联网智能调控窗，实现用户通过GSM移动通信网络实时控制和监视主机，主机实时显示室内外的环境状况和控制窗户状态，并可以通过手动或自动两种模式控制开窗和关窗，克服以往平拉窗不能在需要的时刻、按意愿的角度远程控制开窗、关窗及根据室内、外多项环境因素自动控制的不足。

本实用新型的物联网智能调控窗由主机控制器、三个从机控制器和开窗动力机构组成；其中的主机控制器由控制芯片、GSM短信模块、ZigBee无线模块、液晶屏显示器组成；从机控制器包括采集及处理室内的温度、烟及有害气体信息的室内环境控制器，采集及处理雨水、风力的室外环境控制器和智能开窗器，室内环境控制器和室外环境控制器由传感器、控制芯片、ZigBee无线模块组成，智能开窗器由ZigBee无线模块、控制芯片、行程开关组成；开窗动力机构由电机、电机驱动的螺杆、安装电机及螺杆的组合支架，螺杆上的螺帽、铰接在螺帽与窗扇间的五联杆组成。

本实用新型的工作原理是：主机控制器与各个从机控制器通过zigbee无线网络进行通信，用户通过GSM物联网进行监视和控制主机控制器；室内环境从机采集室内的温度、烟气及有害气体（煤气、甲醛）信息，室外环境从机采集室外是否下雨、风力大小及烟尘等空气质量信息，室内、外环境从机控制器将采集到的信息进行处理，将有用信息通过无线网络传送给主机控制器；主机控制器应用多传感器信息融合算法将信息进行融合得到控制窗户开关状态的信号，然后将控制信号通过无线网络传送给智能开窗器；智能开窗器根据主控制器传送的控制信号执行窗户的开关。

本实用新型中的温度传感器的型号为DS18B20，烟雾传感器（可以检测烟、煤气、甲醛浓度）的型号为RB-02S015，灰尘传感器型号为PPD4NS，GSM模块的型号为华为MG323，单片机STC12C5A32S2控制芯片，ZigBee无线模块型号为Core2530，开、关窗动力电机型号为2230-012s-23/1-246:1的直流力矩伺服电机。

本实用新型的有益效果在于：具有智能化功能，能够根据室内、外环境因素及时打开或关闭窗户。本实用新型通过无线方式组成家庭网络，布线极其简单，不需要破坏家居原来的装修，且窗户本体没有特殊要求，成本低，适合于普通家居使用。

附图说明

图1为开窗器结构图。

图2为开窗器电机、螺杆装配图。

图3为智能控制器原理框图。

具体实施方式

参见图1、图2，将电机1、电机驱动的螺杆2安装在组合支架3上。螺杆上安装螺帽4。螺帽4下侧有伸入组合支架3底梁上导槽的翼、在螺帽4与窗扇6之间铰接五联杆5，组成开、关窗动力机构。其中的组合支架3固定在墙壁或窗台上。

参阅图3，用温度传感器DS18B20、烟雾传感器RB-02S015、STC12C5A32S2控制芯片、ZigBee无线模块Core2530组成室内环境控制器（从机1号）。用雨滴传感器、风力传感器、灰尘传感器、STC12C5A32S2控制芯片、ZigBee无线模块Core2530组成室外环境控制器（从机2号）。用GSM模块（型号为华为MG323）、STC12C5A32S2控制芯片、ZigBee无线模块Core2530、液晶显示屏组成主机控制器。用STC12C5A32S2控制芯片、ZigBee无线模块Core2530、行程开关组成智能开窗器（从机3号）。连接智能开窗器和电动机，组成本实用新型的智能调控窗。

使用时，烟雾传感器、温度传感器、雨滴传感器、风力传感器的传感信号通过STC单片机接收和转换，通过控制算法达到自动控制电动机使窗户开合。GSM短信平台可以将单片机接收到的检测信号（有害气体、风、雨滴、温度、灰尘）以短信的形式发给用户手机，然后可以根据情况人为的发短信给控制系统从而控制窗户的开合，极大地方便了用户。窗页可自动开合或闭合，有效地解决了烟雾浓度过高，煤气泄漏、室内外温差较大、雨天窗口进水等带来的种种不利，保障了人们生活的有序与健康。

本实施例的具体控制方式如下：

（1）自动开窗

当烟雾传感器感应到室内煤气及有害气体浓度高于某一设定置值时，自动开窗，并以短信形式告知户主；当灰尘传感器感应到室内灰尘浓度高于某一设定值时，自动开窗，并以短信形式通知户主；当温度传感器感应到室内温度高于某一设定值时，自动开窗，并以短信形式通知户主。

（2）自动关窗

当红外传感器感应到室外有人时，自动关窗，并以短信形式通知户主；当雨滴传感器感应到室外湿度高于某一设定值时，自动关窗，并以短信形式通知户主。当风力传感器感应到室外风力等级高于某一设定值时，自动关窗，并以短信形式通知户主。当室外空气质量（灰尘浓度）低于某一设定值时，自动关窗，并以短信形式通知户主。

（3）手动控制

智能终端通过手机短信方式与主控制器进行通信，通过发送相对应的短信内容即可控制窗户开关。

（4）信息显示

通过采集温度传感器、烟雾传感器、灰尘传感器、雨滴传感器和风力传感器的信息，在液晶屏上显示温度、有害气体浓度值、空气质量、是否下雨、风力等级和是否有小偷。

上述各产品中雨滴传感器和风力传感器自制（给出他人可复制的技术信息），控制器的芯片型号为STC12C5A32S2；温度传感器的型号为DS18B20；烟雾传感器的型号为RB-02S015；灰尘传感器型号为PPD4NS；GSM模块的型号为华为MG323；锁紧结构所用伺服直流电机型号为2230-012s-23/1-246:1；ZigBee无线模块型号为Core2530。

本实用新型中用到的现有产品的一些技术参数：

1、控制器

技术参数：电源：4.5-5.5V；待机电流：≤5mA。

2、.温度传感器

技术参数：感应精度范围：±0.5℃。

3.、烟雾传感器

技术参数：工作电压：5V；可以用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、烟雾等的探测。

4、GSM模块（华为MG323）

技术参数：接收灵敏度<-107dBm；工作温度-30℃～+75℃；电源电压3.3V～4.8V（推荐值3.8V）；平均待机电流<3.0mA；关机漏电流47uA。

5、伺服直流电机

技术参数：电机的额定电压为DC12V；行星减速器的材质为合金不锈钢，减速比为246:1；扭力最大可达8KG.CM。

6、ZigBee

技术参数：工作频段：2.4GHz；温度范围：-40℃～85℃;工作电压：2.0V-3.6V。

Claims

1.物联网智能调控窗，其特征是：由主机控制器、三个从机控制器和开窗动力机构组成；其中的主机控制器由控制芯片、GSM短信模块、ZigBee无线模块、液晶屏显示器组成；其中的从机控制器包括采集及处理室内的温度、烟及有害气体信息的室内环境控制器，采集及处理雨水、风力的室外环境控制器和智能开窗器，室内环境控制器和室外环境控制器由传感器、控制芯片、ZigBee无线模块组成，智能开窗器由ZigBee无线模块、控制芯片、行程开关组成；开窗动力机构由电机、电机驱动的螺杆、安装电机及螺杆的组合支架，螺杆上的螺帽、铰接在螺帽与窗扇间的五联杆组成。