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      物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶的制作方法

      文檔序號(hào):10458112閱讀:642來(lái)源:國(guó)知局
      物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及建筑物窗戶領(lǐng)域,特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶。
      【背景技術(shù)】
      [0002]目前智能家居領(lǐng)域發(fā)展火熱,隨著人們生活水平的提高,智能窗戶的出現(xiàn)滿足了人們對(duì)智能生活的要求。智能窗戶種類很多,現(xiàn)有智能窗戶大多數(shù)實(shí)現(xiàn)的僅僅是本地智能,即根據(jù)環(huán)境溫度的變化,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗戶。其中有少數(shù)智能窗戶可以遠(yuǎn)程控制,但是都是利用了移動(dòng)通訊GSM模塊,這種方式傳輸數(shù)據(jù)量小,而且根本不具備實(shí)時(shí)性。綜上所述,現(xiàn)有智能窗戶主要存在以下不足:1、數(shù)據(jù)傳輸量很小,不具備實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。2、智能與手動(dòng)切換復(fù)雜,操作繁瑣。有的智能窗戶甚至不具備手動(dòng)功能。3、不具備智能安防的功能。4、窗體驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)不好,不具備良好的傳動(dòng)裝置,導(dǎo)致用較高電壓驅(qū)動(dòng)窗體,存在較大的安全隱串
      ■/Ql、O

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有智能窗戶的諸多不足,提供一種操作簡(jiǎn)單,具備智能安防與智能監(jiān)測(cè)功能的一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶。
      [0004]本實(shí)用新型包括窗框、窗體、安裝于底層窗框中的驅(qū)動(dòng)裝置、安裝于窗體和窗框中的各種傳感器、控制模塊以及聯(lián)網(wǎng)模塊。
      [0005]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括:電機(jī)、電磁離合器、與電磁離合器配合的傳動(dòng)裝置。電磁離合器實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)齒輪與電機(jī)之間的脫離,平時(shí)電磁離合器的兩個(gè)軸心脫離,所述傳動(dòng)裝置包括若干傳動(dòng)齒輪以及一根安裝于窗體底端的齒條,主動(dòng)輪為直接安裝在電磁離合器上的蝸桿,蝸桿與齒輪嚙合,通過(guò)一系列齒輪的嚙合,帶動(dòng)安裝窗體底下齒條;
      [0006]所述控制模塊包括單片機(jī)控制器、超聲波測(cè)距模塊,超聲波測(cè)距模塊安裝于窗體前端,通過(guò)數(shù)據(jù)線與單片機(jī)控制器相連,再將單片機(jī)控制器連接到驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)和電磁離合器;
      [0007]所述各種傳感器包括溫濕度傳感器、煙霧傳感器、雨滴傳感器、PM2.5傳感器,各種傳感器均通過(guò)窗體內(nèi)部的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)控制器相連。
      [0008]本實(shí)用新型的工作原理和過(guò)程:
      [0009]1、本實(shí)用新型區(qū)別于傳統(tǒng)的智能窗戶,沒(méi)有采用GSM移動(dòng)通訊模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,而是采用聯(lián)網(wǎng)模塊接入互聯(lián)網(wǎng),具備較大的數(shù)據(jù)傳輸量,且具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。所述功能實(shí)現(xiàn)原理如下:窗體上安裝的溫濕度傳感器、雨滴傳感器、PM2.5傳感器、煙霧傳感器分別檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境的溫濕度,是否下雨,PM2.5的數(shù)值以及煙霧濃度,并將信息通過(guò)數(shù)據(jù)線傳遞給單片機(jī)控制器,控制器通過(guò)AT命令控制聯(lián)網(wǎng)模塊連接本地?zé)o線路由器的網(wǎng)絡(luò),將各種傳感器的數(shù)值經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到遠(yuǎn)程智能手機(jī)上,實(shí)現(xiàn)手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)外環(huán)境狀況,同時(shí),用戶根據(jù)實(shí)際環(huán)境狀況,例如雨滴傳感器的數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前正在下雨,用手機(jī)發(fā)送關(guān)窗命令,聯(lián)網(wǎng)模塊收到關(guān)窗信號(hào),將信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制器,控制器控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)窗體運(yùn)動(dòng),同時(shí)窗體前端安裝的超聲波傳感器檢測(cè)窗體到窗框的距離,并將距離信息通過(guò)數(shù)據(jù)線反饋到控制器。當(dāng)窗體到窗框的距離為O時(shí),控制器控制電機(jī)制動(dòng),窗戶關(guān)閉,以上過(guò)程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制功能;
      [0010]2、智能模式與手動(dòng)模式切換簡(jiǎn)捷,在智能模式下,只要用戶手動(dòng)滑動(dòng)窗扇,自動(dòng)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)模式,有很好的用戶體驗(yàn),所述功能實(shí)現(xiàn)原理及工作過(guò)程如下:單片機(jī)控制器中存儲(chǔ)有自動(dòng)切換智能與手動(dòng)模式的算法,在智能模式下,只要用戶手動(dòng)滑動(dòng)窗扇,就會(huì)觸發(fā)切換算法,從而使單片機(jī)控制器切換到手動(dòng)模式,手動(dòng)模式下智能窗戶僅僅向手機(jī)發(fā)送傳感器檢測(cè)的環(huán)境數(shù)值,不進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗戶,所述切換算法原理如下:在智能模式下,窗扇最后一次移動(dòng)到的位置為數(shù)值A(chǔ),數(shù)值A(chǔ)保存在單片機(jī)控制器中,安裝于窗扇前端的超聲波傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)窗扇當(dāng)前位置,智能模式下,單片機(jī)控制器控制移動(dòng)窗體之前,會(huì)先修改數(shù)值A(chǔ),使A變?yōu)榇绑w將要移動(dòng)到的位置。這樣保持?jǐn)?shù)值A(chǔ)和超聲波傳感器檢測(cè)的數(shù)值一致,如果此時(shí)用戶強(qiáng)行滑動(dòng)窗戶,數(shù)值A(chǔ)不會(huì)發(fā)生改變,而超聲波傳感器檢測(cè)的當(dāng)前位置信息將會(huì)與數(shù)值A(chǔ)不一致,所以,單片機(jī)控制器可以判斷出用戶手動(dòng)滑動(dòng)了窗戶,便切換為手動(dòng)模式;
      [0011]3、本實(shí)用新型具備智能安防的功能,所述功能實(shí)現(xiàn)原理及過(guò)程如下:超聲波傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前窗扇的位置信息,單片機(jī)控制器將當(dāng)前窗戶位置信息發(fā)送到聯(lián)網(wǎng)模塊,聯(lián)網(wǎng)模塊再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將當(dāng)前窗戶狀態(tài)發(fā)送到遠(yuǎn)程手機(jī),如果窗戶被強(qiáng)行打開(kāi),窗體前端的超聲波傳感器檢測(cè)到窗體到窗框距離的變化,并將距離信息通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送到單片機(jī)控制器,單片機(jī)控制器通過(guò)聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程手機(jī),這樣用戶便可知道家中被盜;
      [0012]4、本實(shí)用新型具備傳動(dòng)裝置,只需5V小功率電機(jī),便可驅(qū)動(dòng)窗體運(yùn)動(dòng),所述傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)原理如下:驅(qū)動(dòng)裝置主動(dòng)輪為直接安裝在離合器上的蝸桿,蝸桿與齒輪10嚙合,齒輪10與齒輪18同軸轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪18與齒輪9嚙合,齒輪9與齒輪19同軸轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪19與齒輪8嚙合,齒輪8帶動(dòng)安裝窗體底下齒條12,通過(guò)一系列齒輪的嚙合,實(shí)現(xiàn)電機(jī)減速與傳動(dòng)。
      [0013]本實(shí)用新型的有益效果:
      [0014]1、具備實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能,傳感器收集的數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到手機(jī),用戶可以用手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控家中的環(huán)境數(shù)據(jù)。
      [0015]2、電機(jī)隱藏于窗框之中,電機(jī)帶動(dòng)電磁離合器,電磁離合器通過(guò)蝸桿帶動(dòng)齒輪,這樣窗戶的傳動(dòng)齒輪與電機(jī)是脫離的。電磁離合器軸心只有在電機(jī)運(yùn)作時(shí)才鎖死,平常開(kāi)關(guān)智能窗戶同開(kāi)關(guān)普通窗戶沒(méi)有區(qū)別,操作簡(jiǎn)單,符合用戶生活習(xí)慣;
      [0016]3、安全級(jí)別很高,由于窗體前端安裝有距離傳感器,并且數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送到控制模塊,控制模塊在將數(shù)據(jù)通過(guò)聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程手機(jī),這樣用戶隨時(shí)都知道家中窗戶是否被打開(kāi);
      [0017]4、具備遠(yuǎn)程控制功能,如果家中下雨,用戶收到信息后,可以通過(guò)手機(jī)控制窗戶關(guān)閉,相比傳統(tǒng)的通過(guò)移動(dòng)通訊模塊發(fā)送消息的智能窗戶,本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸速度更快,而且實(shí)時(shí)監(jiān)控能力比傳統(tǒng)智能窗戶強(qiáng)很多;
      [0018]5、所需電壓為5V電壓,更加安全,且功耗低。
      【附圖說(shuō)明】
      [0019]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0020]圖2是本實(shí)用新型傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
      [0021]圖3是本實(shí)用新型局部示意圖。
      [0022]圖4是本實(shí)用新型傳感器連接示意圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0023]請(qǐng)參閱圖1和圖2所示,窗戶的整體結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型是由窗框1、窗體2、驅(qū)動(dòng)裝置、若干個(gè)傳感器、聯(lián)網(wǎng)模塊14和單片機(jī)控制器17組成的,驅(qū)動(dòng)裝置安裝于窗框的底端,驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)13,電磁離合器11,與電磁離合器配合的傳動(dòng)裝置構(gòu)成,傳動(dòng)裝置包括:若干傳動(dòng)齒輪以及一根安裝于窗體底端的齒條12,主動(dòng)輪為直接安裝在電磁離合器上的蝸桿16,蝸桿與齒輪10嚙合,齒輪10與齒輪18同軸轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪18與齒輪9嚙合,齒輪9與齒輪19同軸轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪19與齒輪8嚙合,齒輪8帶動(dòng)安裝窗體底端齒條12;
      [0024]如圖3所示是窗體截面圖,單片機(jī)控制器17安裝于窗體前端,通過(guò)數(shù)據(jù)線連接同樣安裝于窗體前端的超聲波傳感器7,超聲波傳感器7檢測(cè)窗體到窗框的距離,隨時(shí)發(fā)送到單片機(jī)控制器17,這樣用戶可以隨時(shí)知道窗戶打開(kāi)的狀態(tài);
      [0025]如圖1和圖4所示,傳感器包括:雨滴傳感器5和PM2.5傳感器6,通過(guò)數(shù)據(jù)線29與單片機(jī)控制器17連接,鋁合金窗框中有多處凹槽,用于固定數(shù)據(jù)線,數(shù)據(jù)線內(nèi)藏于窗框和窗體中,安裝于室內(nèi)的部件包括:溫濕度傳感器3、煙霧傳感器4和IXD液晶顯示器15 ο這些部件均通過(guò)數(shù)據(jù)線30連接到單片機(jī)控制器17,聯(lián)網(wǎng)模塊14安裝于窗框前端;
      [0026]如圖4所示,單片機(jī)控制器17先通過(guò)數(shù)據(jù)線28控制電磁離合器11閉合,然后發(fā)出的控制信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線26發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)13運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁離合器上的蝸桿16運(yùn)轉(zhuǎn),通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪帶動(dòng)窗體底部的齒條12運(yùn)動(dòng),從而控制窗體運(yùn)動(dòng),而當(dāng)窗體與窗框的距離發(fā)生變化時(shí),安裝于窗體前端的超聲波傳感器7將距離信息通過(guò)數(shù)據(jù)線27反饋給單片機(jī)控制器17,從而控制電機(jī)13制動(dòng),讓窗戶停在適當(dāng)位置。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶,其特征在于:由窗框(I)、窗體(2)、驅(qū)動(dòng)裝置、若干個(gè)傳感器、單片機(jī)控制器(17)以及聯(lián)網(wǎng)模塊(14)組成,所述驅(qū)動(dòng)裝置包括:電機(jī)(13)、電磁離合器(11)和離合器配合的傳動(dòng)裝置,所述傳動(dòng)裝置包括:直接與電磁離合器連接的蝸桿(16)、若干傳動(dòng)齒輪、安裝于窗體底端的齒條(12),其中蝸桿(16)與齒輪(10)嚙合,齒輪(10)與齒輪(18)同軸轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪(18)與齒輪(9)嚙合,齒輪(9)與齒輪(19)同軸轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪(19)與齒輪(8)嚙合,齒輪(8)帶動(dòng)安裝于窗體底端齒條(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能窗戶,其特征在于:所述傳感器包括雨滴傳感器(5)、PM2.5傳感器(6)、溫濕度傳感器(3)、煙霧傳感器(4),雨滴傳感器和PM2.5傳感器置于窗框外側(cè),溫濕度傳感器和煙霧傳感器置于窗框內(nèi)側(cè),窗體與窗框內(nèi)設(shè)置有凹槽,用于固定數(shù)據(jù)線,傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到單片機(jī)控制器(17)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶,其特征在于:所述聯(lián)網(wǎng)模塊(14)為WIFI模塊 ESP8266。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶,其特征在于:所述單片機(jī)控制器(17)為單片機(jī)芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶,其特征在于:所述傳感器還包括安裝于窗體前端的超聲波傳感器(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶,其特征在于:所述窗框頂端安裝有一塊IXD液晶顯示器(15)。
      【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種物聯(lián)網(wǎng)智能窗,是由窗框、窗體、安裝于底層窗框中的驅(qū)動(dòng)裝置、安裝于窗體中的各種傳感器、單片機(jī)控制器以及聯(lián)網(wǎng)模塊組成,所述驅(qū)動(dòng)裝置包括:電機(jī)、電磁離合器和傳動(dòng)裝置,鋁合金窗體內(nèi)部有凹槽用于固定數(shù)據(jù)線,各種傳感器通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)線連接到單片機(jī)控制器,聯(lián)網(wǎng)模塊用于連接互聯(lián)網(wǎng),來(lái)接收用戶手機(jī)的命令以及發(fā)送傳感器的數(shù)據(jù)到用戶手機(jī),相比傳統(tǒng)的通過(guò)移動(dòng)通訊模塊發(fā)送消息的智能窗戶,本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸速度更快,而且實(shí)時(shí)監(jiān)控能力比傳統(tǒng)智能窗戶強(qiáng)很多,本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,外型美觀,安全級(jí)別很高,具備智能安防、實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。
      【IPC分類】E05F15/77, E05F15/635, E05F15/70, E05F15/71
      【公開(kāi)號(hào)】CN205370257
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620094688
      【發(fā)明人】王超, 林百順, 馮開(kāi)屏, 李清清
      【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
      【公開(kāi)日】2016年7月6日
      【申請(qǐng)日】2016年1月30日
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