CN212508024U - 一种自动控制窗户窗帘 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于窗户窗帘自动化领域，公开了一种自动控制窗户窗帘，窗户本体左端和中间的隔板外侧分别通过螺栓固定有立式座，两个立式座中间穿设固定有丝杠，丝杠外侧套设有滑台，滑台通过角码与窗户本体固定连接，窗户本体左端通过螺栓固定有第一步进电机，第一步进电机与丝杠左端联接；窗户本体上侧通过支架固定有窗帘，窗户本体下端通过螺栓固定有第二步进电机。本实用新型利用滑轮丝杠来平移窗户，滑轮拉动窗帘，结构相对简单，减少了安装的复杂度和成本；利用多种传感器接收数据，单片机控制电机，电机联动智能窗户窗帘的系统，同时将数据上传云平台便于查看，功能丰富，具有屏幕显示功能及数据上传功能，可以方便人们读取数据。

Description

一种自动控制窗户窗帘

技术领域

本实用新型属于窗户窗帘自动化技术领域，尤其涉及一种自动控制窗户窗帘。

背景技术

目前，现有与窗户窗帘控制相关的，多为单一的窗帘或单一的窗户的半自动控制装置，功能仅仅为实现非接触式的打开与关闭，如使用手机无线网或红外模块连接窗户或窗帘装置实现单一的控制开关功能。或者收集信息单一，如仅仅利用雨滴传感器的反馈判断并控制窗户的开关，实现的控制功能有限，也无法做到收集多维数据远距离上传。市场上并没有出现把控制窗户和控制窗帘结合起来，同时实现窗户窗帘的自动控制，并实现更加多样化的功能，如白天自动打开、晚上自动关闭窗户和窗帘，PM2.5含量高时自动关闭窗户，光照强度高时关闭窗帘，湿度高时自动关闭，自定义的运行时间等。

现有的申请号为201820746763.4的实用新型专利提供了一种智能门窗，具有燃气、光照强度、雨滴等传感器，利用单片机控制电机实现门窗的开关，门窗开关通过电机转动齿轮来实现。但是这种装置结构上在窗户内侧装齿轮，比较复杂，需要特制的门窗和特制的与电机联动的齿轮，增加了安装的复杂度，提高了安装成本；而且数据收集单一、数据不透明，不便于用户查看检测数据，存在断电重启逻辑混乱、控制时间混乱，长期使用后结构出现偏差的缺点。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)需要特制的门窗和特制的与电机联动的齿轮，增加了安装的复杂度，提高了安装成本。

(2)数据收集单一、数据不透明，不便于用户查看检测数据。

(3)存在断电重启逻辑混乱、控制时间混乱，长期使用后结构出现偏差的缺点。

解决以上问题及缺陷的难度为：

市面上窗户窗帘的控制基本都是分开的，有专门涉及窗帘开关的，但是只是半自动化，如遥控器，做不到根据时间，光照强度数据实现自动控制，对于市面上的自动控制窗户，存在使用场景少的缺点，比如只有雨滴传感器控制雨天关闭，或者只是控制，没有让数据可视化，更不是上传数据，使之联网。

现有窗户的硬件组件在长期使用，带来偏差的误差是不可避免的，比如窗户在使用很久之后，控制窗户到达关闭状态，窗户可能并没有完全关紧，或者存在误差，需要进行校准。

根据光照强度来表征是否为白天，但是夜里开灯带来的光照强度会让装置误以为白天，这时候打开显然是不必要的，

解决以上问题及缺陷的意义为：

窗户在污染严重和下雨天自动关闭，窗帘白天根据光照强度打开或者光照强度太高时半开，夜晚时自动关闭，使用情景更丰富。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种自动控制窗户窗帘。

本实用新型是这样实现的，一种自动控制窗户窗帘设置有：

窗户本体；

所述窗户本体中间通过螺钉固定有竖向隔板，所述窗户本体左端和隔板外侧分别通过螺栓固定有立式座，两个立式座中间穿设有丝杠，所述丝杠外侧套设有滑台，所述滑台通过角码与窗户本体固定连接，所述窗户本体左端通过螺栓固定有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴通过联轴器与丝杠左端联接；

所述窗户本体上侧通过支架固定有自动收缩卷轴，窗帘一端与自动收缩卷轴外侧固定连接，窗帘外端缝制有拉扣，拉扣下端通过细绳与套设在第二步进电机输出轴外侧的滑轮连接，所述第二步进电机通过螺栓固定在窗户本体下端；

所述第一步进电机和第二步进电机分别通过连接线路与控制板连接，所述控制板表面集成焊接有第一单片机、第二单片机、PM2.5传感器、第一步进电机驱动器、第二电机驱动器、OLED显示屏、WIFI信号传输器、温湿度传感器及光照强度传感器。

进一步，所述隔板厚度与窗户左侧的侧边突出的厚度相同。

进一步，所述控制板表面集成焊接有按键和电源接口，所述按键和电源接口分别通过连接线路与有第一单片机连接。

进一步，所述第一单片机分别通过连接线路与第二单片机、PM2.5传感器、第一步进电机驱动器、第二电机驱动器、OLED显示屏、温湿度传感器及光照强度传感器连接；所述第二单片机通过连接线路与WIFI信号传输器连接。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

1、本实用新型不需要特制的门窗，相比于特制的装电机联动的齿轮，本实用新型利用滑轮丝杠来平移窗户，滑轮拉动窗帘，结构相对简单，减少了安装的复杂度和成本。

2、本实用新型利用多种传感器接收数据，单片机控制电机，电机联动智能窗户窗帘的系统，同时将数据上传云平台便于查看，功能丰富，具有屏幕显示功能及数据上传功能，可以方便人们读取数据。本实用新型可以根据PM2.5数据实现控制，从而满足对环境污染敏感的人们需要。

3、本实用新型通过设置单片机进行控制，可以利用单片机的时钟功能控制运行时间段，实现自动控制，同时本实用新型带有校准控制功能，方便人们校准，避免长期使用后，结构上出现的偏差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的自动控制窗户窗帘结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的控制板结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的控制板电路原理图。

图中：1、窗帘；2、立式座；3、丝杠；4、滑台；5、第一步进电机；6、第二步进电机；7、隔板；8细线；9、控制板；10、第一单片机；11、第二单片机；12、PM2.5传感器；13、第一电机驱动器；14、第二电机驱动器；15、OLED 屏幕；16、按键；17、电源接口；18、WIFII信号传输器；19、温湿度及光照强度传感器；20、窗户本体；21、联轴器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种自动控制窗户窗帘，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，窗户本体20的中间增加一个隔板7，隔板7厚度与窗户本体20左侧的侧边突出的厚度相同。带有滑台4的丝杠3两侧分别与窗户本体 20的中间隔板和左侧的侧边固定，中间的滑台通过角码与窗户固定，第一步进电机5与丝杠3左端通过联轴器21连接，第一步进电机5转动时，与窗户本体20连接的滑台4平移，带动窗户本体20的开关和闭合。窗帘1固定在窗户本体20的上方，窗帘1内部通过自动收缩卷轴卷曲，在未受力时是卷起的状态，通过拉扣可以打开，释放拉力，窗帘自动合起。窗帘的拉扣通过细绳与带有滑轮的步进电机连接，步进电机固定在窗户的底部，步进电机转动时，细线被卷起或展开，窗帘也跟着打开或关闭。控制窗户和窗帘的电机分别与控制板9连接。控制板9放置在室内，包含光照强度、PM2.5、温湿度传感器，两块单片机，两个电机驱动，一个WIFI模块。

光照强度传感器、PM2.5传感器和温湿度传感器接收窗户周围的相应数据，其中一块单片机接收数据、根据数据做出控制反应，如通过对时间和光照强度数据处理，检测为白天时，驱动两块电机将窗户和窗帘打开。同时该单片机将接收的数据显示在OLED屏幕上，并发送到第二块单片机上。第二块单片机与 WIFI模块连接，将从第一块单片机接收的数据通过WIFI模块上传到云平台和 APP，便于使用者查看数据及运行状态。

本实用新型的窗户并非特制，控制窗户的装置可以安装在现有窗户上，窗帘是无外力情况下卷起来的，带有拉扣，用力拉拉扣可以展开，放开拉扣，窗帘会自动合上，窗帘需要安装在窗户上。

本实用新型用5V电压供电，功率5W以下，可以用充电宝供电。

第一单片机是STM32F103ZET单片机，第二单片机是STM32F103C8T6单片机，两种单片机都是32位单片机，且都是103系列，区别主要在于扩展口多少等，选用两个不同扩展同类的芯片，是因为第二块单片机只用于WIFI模块，不需要过多的扩展口。

PM2.5传感器型号是PMS7003G7，第一步进电机5和二步进电机6都是 28BYJ4型号，第一电机驱动器13和第二电机驱动器为ULN2003，温湿度传感器型号为DHT11，光照强度传感器为BH1750，OLED屏幕为0.96寸OLED模块。电源接口为microusb，按键为8mm*8mm自锁开关。电路连接关系图如图3 所示。

本实用新型在使用时，光照强度传感器19与第一单片机10内设置的时间共同确定白天与夜晚，当检测为白天时进入自动控制模式，当检测为夜晚时关闭窗户及窗帘。

在自动模式下，当温湿度传感器19检测到湿度过高，即雨天时，关闭窗户，但是窗帘保存打开。当PM2.5传感器12检测PM2.5数据过高时，自动关闭窗户，但是窗帘保存打开。

自动控制下，例如设计运行时间为早上8点至晚上20点，若时间在这个时间点外，第一电机和第二电机驱动窗户和窗帘关闭，OLED屏幕上显示窗户窗帘关闭。当时间在8至20点内，装置在电机的驱动下，完全打开窗帘，将窗户半开。各传感器接收数据，OLED屏幕显示个传感器数据及装置的状态，WIFI模块将数据上传到云平台及手机APP。当湿度数据较高时，比如高于百分之75，认为是雨天；若PM2.5模块接收的数据较高时，比如超过80ug/m3时，认为污染严重，上述两种情况只要出现一种，即将窗户关闭，若都未出现则将窗户恢复到半开来通风。当光照强度较大时，如传感器数据超过1000时，认为是阳光激烈，此时将窗帘半关，否则完全打开窗帘。当时间开始跨入8至20点外时，两个电机将窗户窗帘都关闭。

本实用新型每一次电机运行都可以记录状态，重启后先读取状态，再根据状态数据，调整到关闭状态，若此时存在误差，可以手动校准，然后装置重新进入自动运行状态。

除了有自动控制模式，还有全开、全关模式，通过按键来选择，其中全关模式优先级最高，若按下全关按键，窗户窗帘都关闭，此刻其他按键无效。全开按键为第二高优先级，未当全关按键未按下时，按下时全开，此时窗户窗帘都打开。调试校准按键未第三优先级，当全开和全关未按下，调试校准按键按下时，可以进行窗户、窗帘的校准和开启时间段的设置，自动模式为最低优先级，当前三个按键都未按下时，装置进入自动状态。

非自动模式下，模式设定的按键16可以设置为关闭模式，此时窗户窗帘同时关闭并保持；当设置为打开模式，此时窗户窗帘同时打开并保持；当设置为调试模式时，可以分别手动控制窗户窗帘，用于调节结构误差，如默认窗户关闭状态下实际并未完全关闭，此时可以手动控制将窗户关紧，会被控制核心板记录并执行；当按下重启按钮时，窗户窗帘关闭并重新进入自动状态；当设置为匹配模式时，可以将本实用新型通过APP连接上WIFI。

数据的可视化和远程监督：加了OLED屏幕，可以直接通过屏幕读取温湿度、光照强度、PM2.5和装置状态数据，同时用WIFI模块，将上述数据上传到云平台和手机APP，可以远程查看。

本实用新型也同时涉及窗户和窗帘的控制，不是仅仅控制窗户和仅仅控制窗帘。窗户在污染严重和下雨天自动关闭，窗帘白天根据光照强度打开或者光照强度太高时半开，夜晚时自动关闭，使用情景更丰富。市面上窗户窗帘的控制基本都是分开的，有专门涉及窗帘开关的，但是只是半自动化，如遥控器，做不到根据时间，光照强度数据实现自动控制，对于市面上的自动控制窗户，存在使用场景少的缺点，比如只有雨滴传感器控制雨天关闭，或者只是控制，没有让数据可视化，更不是上传数据，使之联网。

现有的自动控制装置本身较少，而且对时间并不敏感，本实用新型加了内部时钟，可以设置或调整好白天晚上时间，然后装置在白天自动打开窗户窗帘，晚上自动关闭窗户窗帘。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动控制窗户窗帘，其特征在于，所述自动控制窗户窗帘设置有：

窗户本体；

所述窗户本体中间通过螺钉固定有竖向隔板，所述窗户本体左端和隔板外侧分别通过螺栓固定有立式座，两个立式座中间穿设有丝杠，所述丝杠外侧套设有滑台，所述滑台通过角码与窗户本体固定连接，所述窗户本体左端通过螺栓固定有第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴通过联轴器与丝杠左端联接；

所述窗户本体上侧通过支架固定有自动收缩卷轴，窗帘一端与自动收缩卷轴外侧固定连接，窗帘外端缝制有拉扣，拉扣下端通过细绳与套设在第二步进电机输出轴外侧的滑轮连接，所述第二步进电机通过螺栓固定在窗户本体下端；

所述第一步进电机和第二步进电机分别通过连接线路与控制板连接，所述控制板表面集成焊接有第一单片机、第二单片机、PM2.5传感器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、OLED显示屏、WIFI信号传输器、温湿度传感器及光照强度传感器。

2.如权利要求1所述的自动控制窗户窗帘，其特征在于，所述隔板厚度与窗户左侧的侧边突出的厚度相同。

3.如权利要求1所述的自动控制窗户窗帘，其特征在于，所述控制板表面集成焊接有按键和电源接口，所述按键和电源接口分别通过连接线路与有第一单片机连接。

4.如权利要求1所述的自动控制窗户窗帘，其特征在于，所述第一单片机分别通过连接线路与第二单片机、PM2.5传感器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、OLED显示屏、温湿度传感器及光照强度传感器连接；所述第二单片机通过连接线路与WIFI信号传输器连接。

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