CN206581784U - 一种智能双开式窗户 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能双开式窗户，包括窗户边框、安装在窗户边框内的窗框及安装在窗框内的玻璃，窗框由内框和外框构成，内框安装在外框内，并且内框与外框通过铰链铰接，玻璃安装在内框上；外框由至少两组外框分体构成，至少两组外框分体之间采用推拉窗形式配合；每组外框分体内侧均单独配合一个可开合的内框。本实用新型的智能双开式窗户，可以左右拉动也可以向内侧打开，这样可以更方便窗体玻璃的清洁。智能双开式还具有对天气是否下雨和是否天黑的检测功能，对燃气泄漏的检测功能，实现智能关闭窗户，保证室内的通风和安全保护。智能双开式的存在将会让居民的生活更安全、更舒适、更和谐。

Description

一种智能双开式窗户

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能双开式窗户。

背景技术

现在智能家居行业日新月异，各种产品都朝着高端智能化方向发展，在城市化建设中，居民每户都会铺设燃气管道，但燃气的使用安全问题一直威胁着人民的生命财产安全。而燃气泄漏，最先要采取的措施就是打开窗户，保持室内通风；所以，开启窗户是避免煤气中毒的关键，而现有的窗户不能在煤气泄漏的情况下，自动开启。

现有的窗户，最常用的有推拉窗和平开窗两种，两种窗户各有优势，对于现有的推拉窗而言，存在的缺点是开启面积小，窗户外侧不容易清洁；而现有的平开窗，存在的缺点是窗幅小，视野不开阔。外开窗开启要占用墙外的一块空间，刮大风时易受损；而内开窗更是要占去室内的部分空间，使用纱窗也不方便，开窗时使用纱窗、窗帘等也不方便。

现有的窗户，都需要手动打开或关闭，不能在天亮时自动打开通风，也不能在下雨时自动关闭，防止雨水进入室内。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能双开式窗户，不仅具有较大的视角，也具有较大的开启面积；能够在根据光线变化、天气情况自动开启或关闭窗户，还可以在发生燃气泄漏时，自动打开窗户，关闭燃气阀门，并报警提醒。同时也解决了窗外的清洁问题。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种智能双开式窗户，包括窗户边框、安装在窗户边框内的窗框及安装在窗框内的玻璃，其特征在于：所述窗框由内框和外框构成，所述内框安装在外框内，并且内框与外框通过铰链铰接，所述玻璃安装在内框上；所述外框由至少两组外框分体构成，至少两组外框分体之间采用推拉窗形式配合；每组外框分体内侧均单独配合一个可开合的内框。

作为优选，所述外框上设置有齿条，齿条与齿轮配合，齿轮由减速电机驱动，齿条水平设置，齿条镶入外框进行固定，减速电机通过齿轮驱动齿条，从而驱动外框水平移动，实现窗户的开合。

作为优选，所述外框上设置有齿槽，齿槽与齿轮配合，齿轮由减速电机驱动，齿槽沿外框的上边或下边水平走向布置，减速电机通过齿轮驱动齿槽，从而驱动外框水平移动，实现窗户的开合。

作为优选，所述内框采用内开式。

作为优选，所述窗框的两侧还设置有限位开关，限位开关控制减速电机。

作为优选，还包括燃气泄漏提醒装置，包括蜂鸣器和闪光灯，检测到燃气泄漏后，窗户将自动横向打开，蜂鸣器发出报警信号，并关闭燃气阀门，闪光灯闪烁，在嘈杂环境中或夜晚也能醒目的提醒用户。

作为优选，还包括智能控制部分，智能控制部分由四个单元组成，分别为：数据采集单元、信息处理单元、驱动单元和供电单元，数据采集单元将检测到的数据传递到信息处理单元，信息处理单元对数据进行分析并控制驱动单元，驱动单元控制窗框的开合，所述供电单元为各部分提供所需的电能；

所述数据采集单元包括光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器，所述的光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器分别采集光线强度、窗户外侧是否有雨滴、室内燃气浓度的相关数据，并将数据信息传递给信息处理单元进行信息处理；

所述信息处理单元采用单片机，单片机将采集的信息与预定值进行比较，当超出预定值时，单片机控制驱动单元，从而实现窗框的开合；

所述驱动单元由所述减速电机和控制燃气阀门的舵机构成，舵机安装在燃气阀门上，舵机的动作部分与燃气阀门的控制手柄连接，通过控制舵机的转角来旋转燃气阀门的控制手柄，从而控制燃气阀门的开关；

所述供电单元为蓄电池。

作为优选，所述可燃气体检测传感器采用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当所处环境中存在可燃气体时，电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大；将电导率的变化转换为与可燃气体浓度相对应的输出信号。

作为优选，所述蓄电池的输出电压为7.2V。

使用说明：本窗体的设计主要包括窗户本体设计和智能控制设计两个部分。窗户本体设计采用外框和内框结合的方式，外框可以承载内框左右推拉打开，内框可以单独向室内平展打开。这样的设计使窗框的打开程度达到最大，增强了窗户的通风性和采光性，解决了高层用户难以清洁外侧玻璃等问题。活动构件分别采用滑轮和铰链，保证了窗框活动的可行性和方便性。

智能控制部分采用STM32单片机，外围设置光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器检测环境信息。通过程序编写设置其功能，当天亮时，主窗框(外框)自动打开；天黑时，主窗框(外框)自动关闭。当居民室内发生燃气泄漏时，可燃气体检测传感器检测燃气浓度超过燃气浓度的安全阈值，主窗框(外框)在减速电机的作用下自动打开，并发送指令关闭燃气阀门；当白天天气下雨时，主窗框(外框)自动关闭。当三种情况同时发生时，优先操作可燃气体泄漏情况，其次操作下雨情况，最后操作天亮情况。

智能控制设计活动构件采用减速电机、齿轮、齿槽(或齿条)和滑轮配合使用，主窗框(外框)通过减速电机与齿轮、齿槽的结合，当需要开窗户时，减速电机正转，实现窗体的拉开。窗体完全打开时会抵住窗侧的触点开关(限位开关)，实现关闭电机。当需要关闭窗户的时候，减速电机反转，通过齿轮与齿槽配合，实现窗体的关闭。窗体完全关闭时会抵住窗户侧的触点开关，实现关闭电机，停止转动。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型具有智能燃气泄漏检测系统，当燃气泄漏的危险情况下，及时的关闭燃气阀门、打开窗户并报警提醒用户，从根本上保护了住户的安全；当没有燃气泄漏时，本实用新型的智能双开式窗户，可以左右拉动也可以向内侧打开，这样可以更方便窗体玻璃的清洁。智能双开式还加上了对天气是否下雨和是否天黑的检测，实现智能关闭窗户，保证室内的通风和安全保护。智能双开式的存在将会让居民的生活更安全、更舒适、更和谐。

与市场上的燃气报警器的不同：市场上的燃气报警器是单一的气体检测报警及阀门关闭的功能。本实用新型的产品融合了智能家居的思想，当出现燃气泄漏的时候，控制窗户的打开，达到及时通风排气的效果。在提醒装置上，此产品加上了闪光灯，当在环境嘈杂中及老人使用时也能醒目的提醒用户。

本实用新型适用于所有小区居民，尤其适用于家庭成员中有老人和儿童的居民；在多层和高层居住楼、商业办公楼、行政办公楼也发挥着巨大的作用；窗框可随意调节打开程度，在演出会场、报告厅等大型人员密集的活动场所可以得到广泛运用；而且在未来高科技化的城市建设和应用中都具有巨大的发展潜力，具有很强的实用价值和广泛的运用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为可燃气体检测传感器的电路图；

图3为光敏电阻传感器的电路图；

图4为雨滴检测传感器的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面结合附图描述本实用新型的具体实施例。

如图1所示，

一种智能双开式窗户，包括窗户边框1、安装在窗户边框1内的窗框2及安装在窗框2内的玻璃，窗框2由内框22和外框21构成，内框22安装在外框21内，并且内框22与外框21通过铰链铰接，玻璃安装在内框22上；外框21由至少两组外框分体构成，至少两组外框分体之间采用推拉窗形式配合；每组外框分体内侧均单独配合一个可开合的内框；

还包括智能控制部分，智能控制部分由四个单元组成，分别为：数据采集单元、信息处理单元、驱动单元和供电单元，数据采集单元将检测到的数据传递到信息处理单元，信息处理单元对数据进行分析并控制驱动单元，驱动单元控制窗框的开合，供电单元为各部分提供所需的电能；

数据采集单元包括光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器，所述的光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器分别采集光线强度、窗户外侧是否有雨滴、室内燃气浓度的相关数据，并将数据信息传递给信息处理单元进行信息处理；

信息处理单元采用单片机，单片机将采集的信息与预定值进行比较，当超出预定值时，单片机控制驱动单元，从而实现窗框的开合；

驱动单元包括减速电机、由减速电机驱动的齿轮，以及与齿轮配合的齿条或齿槽，所述齿条或齿槽设置在窗框上；

供电单元为输出电压7.2V的蓄电池。

单片机选用STM32单片机，基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，本实施例使用野火公司的STM32开发板是基于STM32F103“增强型”系列芯片。

系统作用

1、集成嵌入式Flash和SRAM存储器的ARM Cortex-M3内核。和8/16位设备相比，ARMCortex-M3 32位RISC处理器提供了更高的代码效率。STM32F103xxw微控制器带有一个嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和软件。

2、可变静态存储器(FSMC)：FSMC嵌入在STM32F103XC，STM32F103XE中带有4个片选，支持四种模式：Flash，RAM，PSRAM，NOR和NAND。3个FSMC中断线经过OR后直接连接到NVIC。没有读/写FIFO，除PCCARD之外，代码都是从外部存储器执行，不支持Boot，目标频率等于SYSCLK/2，所以当系统时钟是72MHZ时，外部访问按照36MHZ进行。

3、嵌套矢量中断控制器(NVIC)：可以处理43个可屏蔽中断通道，提供16个中断优先级。紧密耦合的NVIC实现了更低的中断处理延迟，直接向内核传递中断入口向量地址，紧密耦合的NVIC内核接口，允许中断提前处理，对后到达更高级优先级的中断进行处理，支持尾链，自动保存处理器状态，中断退出自动恢复，不需要指令干预。

4、外部中断/事件控制器(NXTI)：外部中断/事件控制器由用于19条产生中断/事件请求的边沿探测器线组成。每条线可以被单独配置用于选择触发事件，也可以被单独屏蔽，有一个挂起寄存器来维护中断请求的状态。当当外部线上长度超过内部APB2时钟周期的脉冲时，EXTI能够探测到。多达112个GPIO连接到外部中断。

5、Boot模式：在启动的时候，Boot引脚被用来在3种Boot选项种选择一种：从也用户Flash导入，从系统存储器导入，从SRAM导入。Boot导入程序位于系统存储器，用于通过USART1重新对Flash存储器编程。

可燃气体检测传感器(MQ-2气体传感器)：所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其他可燃蒸汽的检测很好。可燃气体检测传感器的电路图如图2所示。

光敏电阻传感器对环境光强最敏感，模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO口输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模块DO输出低电平。光敏电阻传感器的电路图如图3所示。

雨滴检测传感器工作原理：在没有雨时候，DO口输出为高电平，雨滴滴上去的时候，DO口输出为低电平。通过输出高低电平检测是否有雨。雨滴检测传感器的电路图如图4所示。

驱动单元还包括控制燃气阀门的舵机，舵机安装在燃气阀门上，舵机的动作部分与燃气阀门的控制手柄连接，通过控制舵机的转角来旋转燃气阀门的控制手柄，从而控制燃气阀门的开关。

窗户通过减速电机与齿轮、齿槽的结合，当需要开窗户时，电机正转带动齿槽的移动实现窗体的拉开。窗体完全打开时会抵住窗侧的触点开关(限位开关)，实现关闭电机。当需要关闭窗户的时候，电机反转带动齿槽的移动实现窗体的关闭。窗体完全关闭时会抵住窗户侧的触点开关，实现关闭电机，停止转动。

本实施例的先进性体现以下几个方面：

1、增大了窗户的采光面积。窗户的窗体不仅可以推拉，还可以使两扇窗户同时向内打开，使得室内的光线条件得到很大程度改善；同时解决了建筑窗体外部玻璃的擦拭困难的问题，杜绝了高空擦拭玻璃的危险。

2、居民室内一旦发生燃气泄漏，本实施例的智能双开式窗户将进行应急性处理；关闭燃气阀门，打开窗户；并通过声光报警通知用户，即使家中无人也可以保护住处的安全，一旦发生泄漏，如果居民没有进行处理泄漏问题，声光报警就会一直持续。

3、当遇到恶劣天气窗户自动关闭，在恶劣天气情况下，如果发生燃气泄漏，无条件的执行开窗关阀门功能并提醒用户。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种智能双开式窗户，包括窗户边框、安装在窗户边框内的窗框及安装在窗框内的玻璃，其特征在于：所述窗框由内框和外框构成，所述内框安装在外框内，并且内框与外框通过铰链铰接，所述玻璃安装在内框上；所述外框由至少两组外框分体构成，至少两组外框分体之间采用推拉窗形式配合；每组外框分体内侧均单独配合一个可开合的内框。

2.根据权利要求1所述的智能双开式窗户，其特征在于：所述外框上设置有齿条，齿条与齿轮配合，齿轮由减速电机驱动，齿条水平设置，齿条镶入外框进行固定，减速电机通过齿轮驱动齿条，从而驱动外框水平移动，实现窗户的开合。

3.根据权利要求1所述的智能双开式窗户，其特征在于：所述外框上设置有齿槽，齿槽与齿轮配合，齿轮由减速电机驱动，齿槽沿外框的上边或下边水平走向布置，减速电机通过齿轮驱动齿槽，从而驱动外框水平移动，实现窗户的开合。

4.根据权利要求1所述的智能双开式窗户，其特征在于：所述内框采用内开式。

5.根据权利要求1所述的智能双开式窗户，其特征在于：所述窗框的两侧还设置有限位开关，限位开关控制减速电机。

6.根据权利要求1所述的智能双开式窗户，其特征在于：还包括燃气泄漏提醒装置，包括蜂鸣器和闪光灯。

7.根据权利要求2所述的智能双开式窗户，其特征在于：还包括智能控制部分，智能控制部分由四个单元组成，分别为：数据采集单元、信息处理单元、驱动单元和供电单元，数据采集单元将检测到的数据传递到信息处理单元，信息处理单元对数据进行分析并控制驱动单元，驱动单元控制窗框的开合，所述供电单元为各部分提供所需的电能；

所述数据采集单元包括光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器，所述的光敏电阻传感器、雨滴检测传感器、可燃气体检测传感器分别采集光线强度、窗户外侧是否有雨滴、室内燃气浓度的相关数据，并将数据信息传递给信息处理单元进行信息处理；

所述信息处理单元采用单片机，单片机将采集的信息与预定值进行比较，当超出预定值时，单片机控制驱动单元，从而实现窗框的开合；

所述驱动单元由所述减速电机和控制燃气阀门的舵机构成，舵机安装在燃气阀门上，舵机的动作部分与燃气阀门的控制手柄连接，通过控制舵机的转角来旋转燃气阀门的控制手柄，从而控制燃气阀门的开关；

所述供电单元为蓄电池。

8.根据权利要求7所述的智能双开式窗户，其特征在于：所述可燃气体检测传感器采用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当所处环境中存在可燃气体时，电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大；将电导率的变化转换为与可燃气体浓度相对应的输出信号。

9.根据权利要求7所述的智能双开式窗户，其特征在于：所述蓄电池的输出电压为7.2V。