CN210033217U - 一种智能百叶窗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能百叶窗系统，包括：百叶窗、单片机、第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和舵机控制模块；所述第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和舵机控制模块分别与所述单片机电连接；所述舵机控制模块与百叶窗的转轴连接；所述第一光敏传感器用于采集室外的光强信息；所述第二光敏传感器用于采集室内的光强信息；所述单片机用于接收采集的室内外光强信息，并根据光强信息控制舵机控制模块实现百叶窗的开启或关闭。本实用新型所述的百叶窗系统采用蓝牙模块、舵机控制模块和传感器等模块，形成集远程遥控、百叶窗自动开闭、异常报警为一体的智能系统，能够提升家居生活的安全性、便利性和舒适性，提高用户的生活质量。

Description

一种智能百叶窗系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，具体涉及一种智能百叶窗系统。

背景技术

随着社会经济和科学技术的日益发展，生活质量成为现代社会普遍关注的焦点问题，人们对自身生活环境的安全度和舒适度有了越来越高的要求。在现实生活中，百叶窗是大多数家庭都会使用的一款产品。传统的百叶窗完全依靠人力手动进行调节，使用不方便，且功能比较单一，仅能起到调节光照、遮挡光线的作用。

传统的百叶窗已经不能满足人们追求高质量便捷生活的需求，不能为用户带来安全、舒适的家居体验，可见，现有的百叶窗已经不适宜智能家居的要求，亟需更新换代。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能百叶窗系统。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种智能百叶窗系统，包括：

百叶窗、单片机、第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和舵机控制模块；

所述第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和所述舵机控制模块分别与所述单片机电连接；所述舵机控制模块与所述百叶窗的转轴连接；

所述第一光敏传感器固定设置在窗外，用于采集室外的光强信息；

所述第二光敏传感器固定设置在室内，用于采集室内的光强信息；

所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器分别将各自采集的光强信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对光强信息进行处理后，再传送给所述单片机，所述单片机根据光强信息控制所述舵机控制模块实现所述百叶窗的开启或关闭。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

湿度传感器；

所述湿度传感器与所述A/D转换器电连接，所述湿度传感器固定设置在窗外，用于采集室外的湿度信息，并将采集的湿度信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对湿度信息进行处理后，传送给所述单片机。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

蓝牙模块；

所述蓝牙模块与所述单片机电连接；

所述单片机通过所述蓝牙模块能够与外部终端进行无线通信。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

第一LED指示灯和第二LED指示灯；

所述第一LED指示灯和所述第二LED指示灯分别与所述单片机电连接；所述第一LED指示灯和所述第二LED指示灯用于显示所述百叶窗的工作模式；

其中，所述百叶窗的工作模式包括：自动模式和手动模式。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

一氧化碳浓度探测器和二氧化碳浓度探测器；

所述一氧化碳浓度探测器和所述二氧化碳浓度探测器分别与所述A/D转换器电连接，所述一氧化碳浓度探测器和所述二氧化碳浓度探测器均设置在室内，用于采集室内的气体含量信息，并将采集的气体含量信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对气体含量信息进行处理后，传送给所述单片机。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

温度传感器；

所述温度传感器与所述A/D转换器电连接，所述温度传感器设置在室内，用于采集室内的温度信息，并将采集的温度信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对温度信息进行处理后，传送给所述单片机。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

报警模块；

所述报警模块与所述单片机电连接，用于当室内的环境参数超出特定范围时，在所述单片机的控制下以声音或灯光闪烁的方式报警；

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

舵机异常转动监测模块，用于监测所述舵机控制模块是否发生异常转动；

具体的，所述报警模块包括：蜂鸣器，用于当所述舵机控制模块发生异常转动时进行报警。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述单片机电连接，所述液晶显示屏用于在所述单片机的控制下，将实时采集到的室内温度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和室外湿度信息进行显示。

可选的，所述智能百叶窗系统还包括：

供电模块，用于为所述单片机、所述第一光敏传感器、所述第二光敏传感器、所述A/D转换器和所述舵机控制模块供电；

所述供电模块包括：充电电池和一块或多块与所述充电电池连接的太阳能板；其中，所述太阳能板固定设置在所述百叶窗叶片上，且每块所述太阳能板的尺寸与所述百叶窗叶片的尺寸相适配。

可选的，所述单片机为STC15w408AS单片机。

本实用新型采用以上技术方案，所述智能百叶窗系统包括：百叶窗、单片机、第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和舵机控制模块；所述第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和所述舵机控制模块分别与所述单片机电连接；所述舵机控制模块与所述百叶窗的转轴连接；所述第一光敏传感器固定设置在窗外，用于采集室外的光强信息；所述第二光敏传感器固定设置在室内，用于采集室内的光强信息；所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器分别将各自采集的光强信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对光强信息进行处理后，再传送给所述单片机，所述单片机根据光强信息控制所述舵机控制模块实现所述百叶窗的开启或关闭。本发明所述的百叶窗系统采用蓝牙模块、舵机控制模块、各种传感器等模块，形成集远程遥控、百叶窗自动开闭调节、异常报警、入侵报警为一体的智能家居安全系统，能够为用户提供更好的人身安全保障，提升家居生活的安全性、便利性和舒适性，从而提高用户的生活质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型智能百叶窗系统实施例一提供的结构示意图；

图2是本实用新型智能百叶窗系统实施例一提供的电路连接图；

图3是本实用新型智能百叶窗系统实施例二提供的结构示意图。

图中：1、百叶窗；2、单片机；3、第一光敏传感器；4、第二光敏传感器；5、A/D转换器；6、舵机控制模块；7、湿度传感器；8、蓝牙模块；9、第一LED指示灯；10、第二LED指示灯；11、舵机异常转动监测模块；12、蜂鸣器；13、一氧化碳浓度探测器；14、二氧化碳浓度探测器；15、温度传感器；16、液晶显示屏；17、充电电池；18、太阳能板；19、用户智能终端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型智能百叶窗系统实施例一提供的结构示意图。

如图1和图2所示，本实施例所述的智能百叶窗系统，包括：

百叶窗1、单片机2、第一光敏传感器3、第二光敏传感器4、A/D转换器5和舵机控制模块6；

所述第一光敏传感器3、第二光敏传感器4、A/D转换器5和所述舵机控制模块6分别与所述单片机2电连接；所述舵机控制模块6与所述百叶窗1的转轴连接；

所述第一光敏传感器3固定设置在窗外，用于采集室外的光强信息；

所述第二光敏传感器4固定设置在室内，用于采集室内的光强信息；

所述第一光敏传感器3和所述第二光敏传感器4分别将各自采集的光强信息传送给所述A/D转换器5，所述A/D转换器5对光强信息进行处理后，再传送给所述单片机2，所述单片机2根据光强信息控制所述舵机控制模块6实现所述百叶窗1的开启或关闭。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

湿度传感器7；

所述湿度传感器7与所述A/D转换器5电连接，所述湿度传感器7固定设置在窗外，用于采集室外的湿度信息，并将采集的湿度信息传送给所述A/D转换器5，所述A/D转换器5对湿度信息进行处理后，传送给所述单片机2。

具体的，所述湿度传感器7为DHT11湿度传感器，DHT11湿度传感器具有超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

蓝牙模块8；

所述蓝牙模块8与所述单片机2电连接；

所述单片机2通过所述蓝牙模块8能够与外部终端进行无线通信。所述蓝牙模块8可以是HC-06蓝牙模块。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

第一LED指示灯9和第二LED指示灯10；

所述第一LED指示灯9和所述第二LED指示灯10分别与所述单片机2电连接；所述第一LED指示灯9和所述第二LED指示灯10用于显示所述百叶窗1的工作模式；

所述第一LED指示灯9为绿色LED灯，所述第二LED指示灯10为蓝色LED灯，当绿灯亮的时候，表明当前是自动模式，当蓝灯亮的时候表明当前是手动模式。

其中，所述百叶窗的工作模式包括：自动模式和手动模式。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

舵机异常转动监测模块11，用于监测所述舵机控制模块6是否发生异常转动；

蜂鸣器12，用于当所述舵机控制模块6发生异常转动时进行报警。

此处所述的舵机异常转动是指：所述舵机控制模块6没有在所述单片机2的控制下而进行的开启百叶窗的行为。

所述报警模块与所述单片机2电连接，用于当室内的环境参数超出特定范围时，在所述单片机2的控制下以声音或灯光闪烁的方式报警。

需要说明的是，所述单片机2为STC15w408AS单片机，所述STC15w408AS单片机具有高速、低功耗和超强抗干扰的优点。

本实施例所述的系统由STC15w408AS单片机作为主控器，利用单片机2灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性。本实施例在实际使用中，通过所述第一光敏传感器3采集室内的光强信息，通过所述第二光敏传感器4采集室外的光强信息，通过所述DHT11湿度传感器采集室外湿度信息，并将采集的室内外光强信息和湿度信息经过所述A/D转换器5处理后，传送给所述单片机2，从而由所述单片机2进行控制。

所述智能百叶窗系统具有至少两种工作模式：自动模式和手动模式。

在自动模式下，所述单片机2具体的判定过程可以是：首先，判定室外是否下雨；当室外湿度(即所述DHT11湿度传感器采集的室外湿度)大于湿度预设值(可以是80％)时，则判定此时室外正在下雨，所述单片机2通过所述舵机控制模块6控制所述百叶窗关闭，以防止室外的雨水落入室内。将所述单片机2接收到的所述第一光敏传感器3采集的室内光强信息，与接收到的所述第二光敏传感器4采集的室外光强信息进行对比，如果室外光强大于室内光强，且两者光强之差大于设定阈值时，说明此时是白天，则控制舵机控制模块6将百叶窗打开；否则，所述单片机2控制舵机控制模块6将百叶窗关闭。因为湿度而关窗的优先级大于光照的优先级，即只要下雨，不管窗外光强有多大，百叶窗都是关闭的。所述蓝牙模块8可通过串口与单片机2进行通信，用户智能终端19(如智能手机、平板电脑)通过所述蓝牙模块8能够与所述单片机2进行无线通信，将所述百叶窗的开闭状态发送到用户的智能终端。

在手动模式下，用户还可通过手机终端上与所述百叶窗系统相匹配的应用软件向所述百叶窗系统发送控制指令，如通过智能手机向所述蓝牙模块8发送开窗或关窗的指令，所述蓝牙模块8接收到该指令后，再通过串口将该指令传输给所述单片机2，从而控制百叶窗开窗或关窗。

具体的，所述舵机控制模块6是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。

所述舵机控制模块6的控制：

舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms～2.5ms范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：

0.5ms-------------0度；

1.0ms------------45度；

1.5ms------------90度；

2.0ms-----------135度；

2.5ms-----------180度。

舵机转动带动百叶窗窗体，使百叶窗实现开启、关闭、打开固定角度等功能。当系统处于自动模式时，单片机2根据光敏传感器和湿度传感器7所采集数据发出指令，舵机做出相应调节；当系统处于手动模式时，通过蓝牙模块8，用手机向系统发出指令，舵机做出相应调节。

需要说明的是，所述智能百叶窗系统上电后默认是开启自动模式，自动模式和手动模式的切换也是可以通过手机终端上与所述百叶窗系统相匹配的应用软件进行设置的。其中，所述第一LED指示灯9和所述第二LED指示灯10就是用于显示所述百叶窗的工作模式的，所述第一LED指示灯9和所述第二LED指示灯10最多会有一个灯点亮，当所述第一LED指示灯9点亮时，说明此时系统是自动模式，当所述第二LED指示灯10点亮时，说明此时系统是手动模式。

在现实生活中，我们知晓：关闭着的百叶窗被入室盗窃者人为破坏后，盗窃者可以将百叶窗开启，从而进入室内，在百叶窗开启的过程中，所述舵机控制模块6会发生转动，此时，所述舵机异常转动监测模块11能够监测到该异常，并通过所述蜂鸣器12进行报警，以提醒用户百叶窗发生人为破坏；通过所述蓝牙模块8还可将该异常信息无线发送给用户的智能终端，以提醒用户及时进行处理，有利于保证用户的人身财产安全。

本实施例所述的智能百叶窗系统能够通过采集室内外光照强度以及室外湿度信息，并由所述单片机2根据室内外光照强度以及室外湿度信息自动控制百叶窗的开启和关闭，实现调节光照的作用；所述百叶窗系统还能够与外界的用户智能终端19进行通信，支持远程遥控；所述百叶窗系统的开启和关闭不依靠人力进行调节，使用方便；此外，该百叶窗系统还具有防盗报警功能，本实施例所述的智能百叶窗系统有利于提高用户生活质量，实现安全、便捷、舒适的居住需求。

图2是本实用新型智能百叶窗系统实施例二提供的结构示意图。

如图2所示，本实施例所述的智能百叶窗系统在实施例一的基础上，还包括：

一氧化碳浓度探测器13和二氧化碳浓度探测器14；

所述一氧化碳浓度探测器13和所述二氧化碳浓度探测器14分别与所述A/D转换器5电连接，所述一氧化碳浓度探测器13和所述二氧化碳浓度探测器14均设置在室内，用于采集室内的气体含量信息，并将采集的气体含量信息传送给所述A/D转换器5，所述A/D转换器5对气体含量信息进行处理后，传送给所述单片机2。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

温度传感器15；

所述温度传感器15与所述A/D转换器5电连接，所述温度传感器15设置在室内，用于采集室内的温度信息，并将采集的温度信息传送给所述A/D转换器5，所述A/D转换器5对温度信息进行处理后，传送给所述单片机2。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

报警模块；

所述报警模块与所述单片机2电连接，用于当室内的环境参数超出特定范围时，在所述单片机2的控制下以声音或灯光闪烁的方式报警。所述报警模块可以为蜂鸣器12。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

液晶显示屏16，所述液晶显示屏16与所述单片机2电连接，所述液晶显示屏16用于在所述单片机2的控制下，将实时采集到的室内温度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和室外湿度信息进行显示。

用户的智能终端与该系统无线连接后，也可通过登录相应的应用软件来查看此时室内的温度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度信息。

进一步的，本实施例所述的百叶窗系统还包括：

供电模块，用于为所述单片机2、所述第一光敏传感器3、所述第二光敏传感器4、所述A/D转换器5和所述舵机控制模块6供电；

所述供电模块包括：充电电池17和一块或多块与所述充电电池17连接的太阳能板18；其中，所述太阳能板18固定设置在所述百叶窗叶片上，且每块所述太阳能板18的尺寸与所述百叶窗叶片的尺寸相适配。

具体的，所述单片机2为STC15w408AS单片机。

本实施例所述的百叶窗系统在实际工作中，还能够实时监测室内的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度以及温度信息，并将所述一氧化碳和二氧化碳的浓度值以及温度值显示在液晶显示屏16上，所述液晶显示屏16可以是lcd1602液晶显示屏；所述单片机2还能够接收相应传感器采集的一氧化碳浓度和二氧化碳浓度信息，并当一氧化碳浓度高于第一阈值时，或者是，当二氧化碳浓度高于第二阈值时，控制所述蜂鸣器12发出报警信号，提醒用户发生室内环境危险，及时进行相关处理措施，保护人身安全。

本系统采用STC15w408AS单片机作为主芯片，采用蓝牙模块8、舵机控制模块6、各种传感器模块等元件，形成集远程遥控、百叶窗自动开闭调节、异常报警、入侵报警为一体的智能家居安全系统；此外，本系统在支持市电供电的方式外，还可以采用太阳能供电，节能环保。本实施例所述的百叶窗系统能够为用户提供更好的人身安全保障，提升家居生活的安全性、便利性、舒适性以及艺术性，从而提高用户的生活质量。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种智能百叶窗系统，其特征在于，包括：

百叶窗、单片机、第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和舵机控制模块；

所述第一光敏传感器、第二光敏传感器、A/D转换器和所述舵机控制模块分别与所述单片机电连接；所述舵机控制模块与所述百叶窗的转轴连接；

所述第一光敏传感器固定设置在窗外，用于采集室外的光强信息；

所述第二光敏传感器固定设置在室内，用于采集室内的光强信息；

所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器分别将各自采集的光强信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对光强信息进行处理后，再传送给所述单片机，所述单片机根据光强信息控制所述舵机控制模块实现所述百叶窗的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

湿度传感器；

所述湿度传感器与所述A/D转换器电连接，所述湿度传感器固定设置在窗外，用于采集室外的湿度信息，并将采集的湿度信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对湿度信息进行处理后，传送给所述单片机。

3.根据权利要求1所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

蓝牙模块；

所述蓝牙模块与所述单片机电连接；

所述单片机通过所述蓝牙模块能够与外部终端进行无线通信。

4.根据权利要求1所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

第一LED指示灯和第二LED指示灯；

所述第一LED指示灯和所述第二LED指示灯分别与所述单片机电连接；所述第一LED指示灯和所述第二LED指示灯用于显示所述百叶窗的工作模式；

其中，所述百叶窗的工作模式包括：自动模式和手动模式。

5.根据权利要求1所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

一氧化碳浓度探测器和二氧化碳浓度探测器；

所述一氧化碳浓度探测器和所述二氧化碳浓度探测器分别与所述A/D转换器电连接，所述一氧化碳浓度探测器和所述二氧化碳浓度探测器均设置在室内，用于采集室内的气体含量信息，并将采集的气体含量信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对气体含量信息进行处理后，传送给所述单片机。

6.根据权利要求1所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

温度传感器；

所述温度传感器与所述A/D转换器电连接，所述温度传感器设置在室内，用于采集室内的温度信息，并将采集的温度信息传送给所述A/D转换器，所述A/D转换器对温度信息进行处理后，传送给所述单片机。

7.根据权利要求1至6任一项所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

报警模块；

所述报警模块与所述单片机电连接，用于当室内的环境参数超出预设范围时，在所述单片机的控制下以声音或灯光闪烁的方式报警。

8.根据权利要求7所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

舵机异常转动监测模块，用于监测所述舵机控制模块是否发生异常转动；

具体的，所述报警模块包括：蜂鸣器，用于当所述舵机控制模块发生异常转动时进行报警。

9.根据权利要求1至6任一项所述的智能百叶窗系统，其特征在于，还包括：

液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述单片机电连接，所述液晶显示屏用于在所述单片机的控制下，将实时采集到的室内温度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度和室外湿度信息进行显示。

10.根据权利要求1至6任一项所述的智能百叶窗系统，其特征在于，所述单片机为STC15w408AS单片机。

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