CN205370257U - 物联网智能窗户 - Google Patents

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Inventor
王超
林百顺
冯开屏
李清清
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吉林大学
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Abstract

本实用新型公开了一种物联网智能窗,是由窗框、窗体、安装于底层窗框中的驱动装置、安装于窗体中的各种传感器、单片机控制器以及联网模块组成,所述驱动装置包括:电机、电磁离合器和传动装置,铝合金窗体内部有凹槽用于固定数据线,各种传感器通过内部数据线连接到单片机控制器,联网模块用于连接互联网,来接收用户手机的命令以及发送传感器的数据到用户手机,相比传统的通过移动通讯模块发送消息的智能窗户,本实用新型的数据传输速度更快,而且实时监控能力比传统智能窗户强很多,本实用新型结构简单,操作方便,外型美观,安全级别很高,具备智能安防、实时监控的功能。

Description

物联网智能窗户
技术领域
[0001]本实用新型涉及建筑物窗户领域,特别涉及一种物联网智能窗户。
背景技术
[0002]目前智能家居领域发展火热,随着人们生活水平的提高,智能窗户的出现满足了人们对智能生活的要求。智能窗户种类很多,现有智能窗户大多数实现的仅仅是本地智能,即根据环境温度的变化,实现自动开关窗户。其中有少数智能窗户可以远程控制,但是都是利用了移动通讯GSM模块,这种方式传输数据量小,而且根本不具备实时性。综上所述,现有智能窗户主要存在以下不足:1、数据传输量很小,不具备实时监控的功能。2、智能与手动切换复杂,操作繁琐。有的智能窗户甚至不具备手动功能。3、不具备智能安防的功能。4、窗体驱动模块设计不好,不具备良好的传动装置,导致用较高电压驱动窗体,存在较大的安全隐串
■/Ql、O
发明内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:克服现有智能窗户的诸多不足,提供一种操作简单,具备智能安防与智能监测功能的一种物联网智能窗户。
[0004]本实用新型包括窗框、窗体、安装于底层窗框中的驱动装置、安装于窗体和窗框中的各种传感器、控制模块以及联网模块。
[0005] 所述驱动装置包括:电机、电磁离合器、与电磁离合器配合的传动装置。电磁离合器实现传动齿轮与电机之间的脱离,平时电磁离合器的两个轴心脱离,所述传动装置包括若干传动齿轮以及一根安装于窗体底端的齿条,主动轮为直接安装在电磁离合器上的蜗杆,蜗杆与齿轮啮合,通过一系列齿轮的啮合,带动安装窗体底下齿条;
[0006]所述控制模块包括单片机控制器、超声波测距模块,超声波测距模块安装于窗体前端,通过数据线与单片机控制器相连,再将单片机控制器连接到驱动装置中的电机和电磁离合器;
[0007] 所述各种传感器包括温湿度传感器、烟雾传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器,各种传感器均通过窗体内部的数据线与单片机控制器相连。
[0008]本实用新型的工作原理和过程:
[0009] 1、本实用新型区别于传统的智能窗户,没有采用GSM移动通讯模块实现远程控制,而是采用联网模块接入互联网,具备较大的数据传输量,且具备实时监测的功能。所述功能实现原理如下:窗体上安装的温湿度传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器、烟雾传感器分别检测当前环境的温湿度,是否下雨,PM2.5的数值以及烟雾浓度,并将信息通过数据线传递给单片机控制器,控制器通过AT命令控制联网模块连接本地无线路由器的网络,将各种传感器的数值经过互联网发送到远程智能手机上,实现手机实时监测室内外环境状况,同时,用户根据实际环境状况,例如雨滴传感器的数据显示当前正在下雨,用手机发送关窗命令,联网模块收到关窗信号,将信号传递给单片机控制器,控制器控制电机运转来驱动窗体运动,同时窗体前端安装的超声波传感器检测窗体到窗框的距离,并将距离信息通过数据线反馈到控制器。当窗体到窗框的距离为O时,控制器控制电机制动,窗户关闭,以上过程实现了实时监测和远程控制功能;
[0010] 2、智能模式与手动模式切换简捷,在智能模式下,只要用户手动滑动窗扇,自动转换为手动模式,有很好的用户体验,所述功能实现原理及工作过程如下:单片机控制器中存储有自动切换智能与手动模式的算法,在智能模式下,只要用户手动滑动窗扇,就会触发切换算法,从而使单片机控制器切换到手动模式,手动模式下智能窗户仅仅向手机发送传感器检测的环境数值,不进行自动开关窗户,所述切换算法原理如下:在智能模式下,窗扇最后一次移动到的位置为数值A,数值A保存在单片机控制器中,安装于窗扇前端的超声波传感器实时监测窗扇当前位置,智能模式下,单片机控制器控制移动窗体之前,会先修改数值A,使A变为窗体将要移动到的位置。这样保持数值A和超声波传感器检测的数值一致,如果此时用户强行滑动窗户,数值A不会发生改变,而超声波传感器检测的当前位置信息将会与数值A不一致,所以,单片机控制器可以判断出用户手动滑动了窗户,便切换为手动模式;
[0011] 3、本实用新型具备智能安防的功能,所述功能实现原理及过程如下:超声波传感器实时监测当前窗扇的位置信息,单片机控制器将当前窗户位置信息发送到联网模块,联网模块再通过互联网将当前窗户状态发送到远程手机,如果窗户被强行打开,窗体前端的超声波传感器检测到窗体到窗框距离的变化,并将距离信息通过数据线发送到单片机控制器,单片机控制器通过联网模块发送到远程手机,这样用户便可知道家中被盗;
[0012] 4、本实用新型具备传动装置,只需5V小功率电机,便可驱动窗体运动,所述传动装置实现原理如下:驱动装置主动轮为直接安装在离合器上的蜗杆,蜗杆与齿轮10啮合,齿轮10与齿轮18同轴转动,齿轮18与齿轮9啮合,齿轮9与齿轮19同轴转动,齿轮19与齿轮8啮合,齿轮8带动安装窗体底下齿条12,通过一系列齿轮的啮合,实现电机减速与传动。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014] 1、具备实时监控的功能,传感器收集的数据通过互联网发送到手机,用户可以用手机实时监控家中的环境数据。
[0015] 2、电机隐藏于窗框之中,电机带动电磁离合器,电磁离合器通过蜗杆带动齿轮,这样窗户的传动齿轮与电机是脱离的。电磁离合器轴心只有在电机运作时才锁死,平常开关智能窗户同开关普通窗户没有区别,操作简单,符合用户生活习惯;
[0016] 3、安全级别很高,由于窗体前端安装有距离传感器,并且数据通过数据线发送到控制模块,控制模块在将数据通过联网模块发送到远程手机,这样用户随时都知道家中窗户是否被打开;
[0017] 4、具备远程控制功能,如果家中下雨,用户收到信息后,可以通过手机控制窗户关闭,相比传统的通过移动通讯模块发送消息的智能窗户,本实用新型的数据传输速度更快,而且实时监控能力比传统智能窗户强很多;
[0018] 5、所需电压为5V电压,更加安全,且功耗低。
附图说明
[0019]图1是本实用新型结构示意图。
[0020]图2是本实用新型传动装置结构示意图。
[0021]图3是本实用新型局部示意图。
[0022]图4是本实用新型传感器连接示意图。
具体实施方式
[0023]请参阅图1和图2所示,窗户的整体结构,本实用新型是由窗框1、窗体2、驱动装置、若干个传感器、联网模块14和单片机控制器17组成的,驱动装置安装于窗框的底端,驱动装置由电机13,电磁离合器11,与电磁离合器配合的传动装置构成,传动装置包括:若干传动齿轮以及一根安装于窗体底端的齿条12,主动轮为直接安装在电磁离合器上的蜗杆16,蜗杆与齿轮10啮合,齿轮10与齿轮18同轴转动,齿轮18与齿轮9啮合,齿轮9与齿轮19同轴转动,齿轮19与齿轮8啮合,齿轮8带动安装窗体底端齿条12;
[0024]如图3所示是窗体截面图,单片机控制器17安装于窗体前端,通过数据线连接同样安装于窗体前端的超声波传感器7,超声波传感器7检测窗体到窗框的距离,随时发送到单片机控制器17,这样用户可以随时知道窗户打开的状态;
[0025] 如图1和图4所示,传感器包括:雨滴传感器5和PM2.5传感器6,通过数据线29与单片机控制器17连接,铝合金窗框中有多处凹槽,用于固定数据线,数据线内藏于窗框和窗体中,安装于室内的部件包括:温湿度传感器3、烟雾传感器4和IXD液晶显示器15 ο这些部件均通过数据线30连接到单片机控制器17,联网模块14安装于窗框前端;
[0026]如图4所示,单片机控制器17先通过数据线28控制电磁离合器11闭合,然后发出的控制信号通过数据线26发送给电机驱动电路,驱动电路驱动电机13运转,电机驱动电磁离合器上的蜗杆16运转,通过转动齿轮带动窗体底部的齿条12运动,从而控制窗体运动,而当窗体与窗框的距离发生变化时,安装于窗体前端的超声波传感器7将距离信息通过数据线27反馈给单片机控制器17,从而控制电机13制动,让窗户停在适当位置。

Claims (6)

1.一种物联网智能窗户,其特征在于:由窗框(I)、窗体(2)、驱动装置、若干个传感器、单片机控制器(17)以及联网模块(14)组成,所述驱动装置包括:电机(13)、电磁离合器(11)和离合器配合的传动装置,所述传动装置包括:直接与电磁离合器连接的蜗杆(16)、若干传动齿轮、安装于窗体底端的齿条(12),其中蜗杆(16)与齿轮(10)啮合,齿轮(10)与齿轮(18)同轴转动,齿轮(18)与齿轮(9)啮合,齿轮(9)与齿轮(19)同轴转动,齿轮(19)与齿轮(8)啮合,齿轮(8)带动安装于窗体底端齿条(12)。
2.根据权利要求1所述智能窗户,其特征在于:所述传感器包括雨滴传感器(5)、PM2.5传感器(6)、温湿度传感器(3)、烟雾传感器(4),雨滴传感器和PM2.5传感器置于窗框外侧,温湿度传感器和烟雾传感器置于窗框内侧,窗体与窗框内设置有凹槽,用于固定数据线,传感器通过数据线连接到单片机控制器(17)。
3.根据权利要求1所述的一种物联网智能窗户,其特征在于:所述联网模块(14)为WIFI模块 ESP8266。
4.根据权利要求1所述的一种物联网智能窗户,其特征在于:所述单片机控制器(17)为单片机芯片。
5.根据权利要求2所述的一种物联网智能窗户,其特征在于:所述传感器还包括安装于窗体前端的超声波传感器(7)。
6.根据权利要求1所述的一种物联网智能窗户,其特征在于:所述窗框顶端安装有一块IXD液晶显示器(15)。
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