CN205568606U - 一种智能窗户控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能窗户控制系统，包括窗体、窗帘、单片机最小应用系统模块、传感器数据采集模块、无线数据接发模块和电机控制模块。一种智能窗户控制系统，利用传感器完成对光线强弱感知、可燃气体浓度监测、人体热释电、温湿度等信号的采集工作，传送给单片机进行分析处理，再驱动电机进行正反转，最后利用传动结构达到控制窗户和窗帘开合度的目的。本实用新型可安装于传统窗户上，不需要重新更换窗户，实现了资源再利用；同时还具有价格低廉、拆卸方便、功能齐全等优势。本实用新型将窗户与窗帘进行整合，经联动控制整个室内的窗户窗帘，解决了舒适度、生命财产安全等现实问题。

Description

一种智能窗户控制系统

技术领域

本实用新型涉及窗户控制领域，尤其涉及一种智能窗户控制系统。

背景技术

随着高科技和信息技术时代的到来，家居智能化已然成为一场新的革命。各类家具正以智能化所带来的多元化和对环境所提供的安全、舒适、便捷作为新的目标和追求。窗户作为建筑介于内环境与外环境之间的通道，起通风、挡雨挡风作用的同时，还需要兼具防盗等功能。传统窗户常因为人们的不当操作导致雨水流入室内，炎热天气环境下窗帘的不正确开合导致室内温度急剧升高。传统窗户在实际生活中具有一定程度上的矛盾，比如出于防盗目的将窗户关闭时，起不了通风的目的，甚至可能造成煤气中毒等。

智能家居虽已被广泛使用，但市场现有的智能窗多是包括窗户本身以及控制系统在内的完整系统，一方面需要重新更换窗户，对资源再利用不利；另一方面是现有智能窗户在室内环境的舒适度和防盗等方面尚有欠缺且造价高昂。

发明内容

本实用新型要解决以上技术问题，提供一种智能窗户控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能窗户控制系统，包括窗体、窗帘、单片机最小应用系统模块、传感器数据采集模块、无线数据接发模块和电机控制模块，所述单片机最小应用系统模块包括单片机和与所述单片机相连的电源电路、时钟电路、复位电路，所述传感器数据采集模块包括DHT11温湿度感应模块、MQ2可燃性气体感应模块、光敏感应模块和人体热释电感应模块，所述DHT11温湿度感应模块、MQ2可燃性气体感应模块、光敏感应模块和人体热释电感应模块分别与所述单片机相连，所述电机控制模块包括第一步进电机、第一驱动器、齿轮齿条传动结构、第二步进电机、第二驱动器和同步带同步轮传动结构，所述单片机通过所述无线数据接发模块分别与所述第一驱动器和所述第二驱动器相连，所述第一驱动器与所述第一步进电机相连，所述第二驱动器与所述第二步进电机相连，所述第一步进电机通过所述齿轮齿条传动结构与所述窗体相连，所述第二步进电机通过所述同步带同步轮传动结构与所述窗帘相连。

所述单片机型号为STC12C5A60S2单片机。

所述DHT11温湿度感应模块为DHT11温湿度传感器，所述MQ2可燃性气体感应模块为MQ2烟雾传感器，所述光敏感应模块为光敏传感器，所述人体热释电感应模块为HC-SR501热释红外感应器。

所述齿轮齿条传动结构包括齿轮和齿条，所述齿条与所述窗体的窗框相连，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第一步进电机位于所述齿条下方，所述第一步进电机与所述窗体的窗框相连，所述第一步进电机与所述齿轮相连，所述第一步进电机驱动所述齿轮转动。

所述同步带同步轮传动结构包括同步带、主动轮和从动轮，所述主动轮和所述从动轮于同一直线设于所述窗帘上方，所述主动轮、所述从动轮与所述同步带啮合，所述第二步进电机与所述主动轮相连，所述第二步进电机驱动所述主动轮转动，所述同步带通过拉杆与所述窗帘相连。

所述第一步进电机和所述第二步进电机型号均为42BYG009型步进电机。

所述第一驱动器和所述第二驱动器型号均为SI-7300A驱动器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：一种智能窗户控制系统，利用传感器完成对光线强弱感知、可燃气体浓度监测、人体热释电、温湿度等信号的采集工作，传送给单片机进行分析处理，再驱动电机进行正反转，最后利用传动结构达到控制窗户和窗帘开合度的目的。本实用新型可安装于传统窗户上，不需要重新更换窗户，实现了资源再利用；同时还具有价格低廉、拆卸方便、功能齐全等优势。本实用新型将窗户与窗帘进行整合，经联动控制整个室内的窗户窗帘，解决了舒适度、生命财产安全等现实问题。

附图说明

图1是一种智能窗户控制系统的连接框图；

图2是齿轮齿条传动结构示意图；

图3是同步带同步轮传动结构示意图。

图中：1、窗体 2、窗帘 3、传感器数据采集模块 4、电机控制模块 5、齿轮 6、齿条7、窗框 8、同步带 9、主动轮 10、从动轮 11、拉杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1-3所示，一种智能窗户控制系统，包括窗体1、窗帘2、单片机最小应用系统模块、传感器数据采集模块3、无线数据接发模块和电机控制模块4，所述单片机最小应用系统模块包括单片机和与所述单片机相连的电源电路、时钟电路、复位电路，所述传感器数据采集模块3包括DHT11温湿度感应模块、MQ2可燃性气体感应模块、光敏感应模块和人体热释电感应模块，所述DHT11温湿度感应模块、MQ2可燃性气体感应模块、光敏感应模块和人体热释电感应模块分别与所述单片机相连，所述电机控制模块4包括第一步进电机、第一驱动器、齿轮齿条传动结构、第二步进电机、第二驱动器和同步带同步轮传动结构，所述单片机通过所述无线数据接发模块分别与所述第一驱动器和所述第二驱动器相连，所述第一驱动器与所述第一步进电机相连，所述第二驱动器与所述第二步进电机相连，所述第一步进电机通过所述齿轮齿条传动结构与所述窗体1相连，所述第二步进电机通过所述同步带同步轮传动结构与所述窗帘2相连。

所述单片机型号为STC12C5A60S2单片机。

所述DHT11温湿度感应模块为DHT11温湿度传感器，所述MQ2可燃性气体感应模块为MQ2烟雾传感器，所述光敏感应模块为光敏传感器，所述人体热释电感应模块为HC-SR501热释红外感应器。

所述齿轮齿条传动结构包括齿轮5和齿条6，所述齿条6与所述窗体1的窗框7相连，所述齿轮5与所述齿条6啮合，所述第一步进电机位于所述齿条6下方，所述第一步进电机与所述窗体1的窗框7相连，所述第一步进电机与所述齿轮5相连，所述第一步进电机驱动所述齿轮5转动。

所述同步带同步轮传动结构包括同步带8、主动轮9和从动轮10，所述主动轮9和所述从动轮10于同一直线设于所述窗帘2上方，所述主动轮9、所述从动轮10与所述同步带8啮合，所述第二步进电机与所述主动轮9相连，所述第二步进电机驱动所述主动轮9转动，所述同步带8通过拉杆11与所述窗帘2相连。

所述第一步进电机和所述第二步进电机型号均为42BYG009型步进电机。

所述第一驱动器和所述第二驱动器型号均为SI-7300A驱动器。

针对传统窗户使用中的矛盾，本实用新型的智能控制功能优先性排序为：

（1）MQ2可燃性气体感应模块。若室内监测到煤气等危险气体，控制系统其余功能均停止，系统做开窗处理并报警；

（2）人体热释电感应模块。在室内监测无可燃气体前提下，若传感器监测到室外有爬窗等不明侵入，系统立即关窗并报警；

（3）温湿度感应模块、光敏感应模块仅在上述两个传感器监测安全的情况下，才对窗体1和窗帘2做出控制。

所述DHT11温湿度感应模块为DHT11温湿度传感器，对环境温湿度进行分析，并将信号传输至STC12C5A60S2单片机，用于单片机控制窗户开闭的检测信号。所述MQ2可燃性气体感应模块为MQ2烟雾传感器，可检测多种可燃性气体，成本低廉，灵敏度高，作为单片机控制窗户开闭的检测信号。所述光敏感应模块为光敏传感器，主要用于控制窗帘2，当光强达到设定值时，单片机会根据光电流的大小对数据进行分析处理，从而控制步进电机驱动窗帘2根据室内采光状况进行状态改变，保证人们的休息与工作不受室内环境上的影响。所述人体热释电感应模块为HC-SR501热释红外感应器，当感应器探测到人体红外光谱的变化，则输出高频，单片机对数据分析处理，控制电路引起蜂鸣报警。

无线数据接发模块主要用于以下情况：单片机与电机驱动模块4分离，各传感器将采集到的数字信号传送至单片机，单片机再通过该模块向电机驱动模块4发射控制信号，无线数据接发模块节省了设备量和设备投入资金。

所述齿轮齿条传动结构包括齿轮5和齿条6，所述齿条6与所述窗体1的窗框7相连，所述齿轮5与所述齿条6啮合，所述第一步进电机与所述齿轮5相连，所述第一步进电机驱动所述齿轮5转动。齿条6与受控窗户的窗体1的外侧窗框7相连，齿条6与齿轮5紧密配合。第一步进电机正反转时，带动齿轮5正反方向转动，带动齿条6向左或向右移动，即带动受控窗户的左右移动，即完成窗户的控制。

所述同步带同步轮传动结构包括同步带8、主动轮9和从动轮10，所述主动轮9和所述从动轮10于同一直线设于所述窗帘2上方，所述主动轮9、所述从动轮10与所述同步带8啮合，所述同步带8通过拉杆11与所述窗帘2相连。主动轮9位于窗帘2上方右端，从动轮10与主动轮9于同一直线安装在窗帘2上方左端，拉杆11的一端安装在同步带8上，另一端与窗帘2相连。当第二步进电机驱动主动轮9转动时，带动同步带8传动，同步带8通过拉杆11带动窗帘2与同步带8一起移动，从而达到控制窗帘2的目的。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种智能窗户控制系统，其特征在于：包括窗体、窗帘、单片机最小应用系统模块、传感器数据采集模块、无线数据接发模块和电机控制模块，所述单片机最小应用系统模块包括单片机和与所述单片机相连的电源电路、时钟电路、复位电路，所述传感器数据采集模块包括DHT11温湿度感应模块、MQ2可燃性气体感应模块、光敏感应模块和人体热释电感应模块，所述DHT11温湿度感应模块、MQ2可燃性气体感应模块、光敏感应模块和人体热释电感应模块分别与所述单片机相连，所述电机控制模块包括第一步进电机、第一驱动器、齿轮齿条传动结构、第二步进电机、第二驱动器和同步带同步轮传动结构，所述单片机通过所述无线数据接发模块分别与所述第一驱动器和所述第二驱动器相连，所述第一驱动器与所述第一步进电机相连，所述第二驱动器与所述第二步进电机相连，所述第一步进电机通过所述齿轮齿条传动结构与所述窗体相连，所述第二步进电机通过所述同步带同步轮传动结构与所述窗帘相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能窗户控制系统，其特征在于：所述单片机型号为STC12C5A60S2单片机。

3.根据权利要求1所述的一种智能窗户控制系统，其特征在于：所述DHT11温湿度感应模块为DHT11温湿度传感器，所述MQ2可燃性气体感应模块为MQ2烟雾传感器，所述光敏感应模块为光敏传感器，所述人体热释电感应模块为HC-SR501热释红外感应器。

4.根据权利要求1所述的一种智能窗户控制系统，其特征在于：所述齿轮齿条传动结构包括齿轮和齿条，所述齿条与所述窗体的窗框相连，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第一步进电机与所述齿轮相连，所述第一步进电机驱动所述齿轮转动。

5.根据权利要求1所述的一种智能窗户控制系统，其特征在于：所述同步带同步轮传动结构包括同步带、主动轮和从动轮，所述主动轮和所述从动轮于同一直线设于所述窗帘上方，所述主动轮、所述从动轮与所述同步带啮合，所述同步带通过拉杆与所述窗帘相连。

6.根据权利要求1所述的一种智能窗户控制系统，其特征在于：所述第一步进电机和所述第二步进电机型号均为42BYG009型步进电机。

7.根据权利要求1所述的一种智能窗户控制系统，其特征在于：所述第一驱动器和所述第二驱动器型号均为SI-7300A驱动器。