物聯網智能窗戶的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑物窗戶領域，特別涉及一種物聯網智能窗戶。
【背景技術】
[0002]目前智能家居領域發展火熱，隨著人們生活水平的提高，智能窗戶的出現滿足了人們對智能生活的要求。智能窗戶種類很多，現有智能窗戶大多數實現的僅僅是本地智能，即根據環境溫度的變化，實現自動開關窗戶。其中有少數智能窗戶可以遠程控制，但是都是利用了移動通訊GSM模塊，這種方式傳輸數據量小，而且根本不具備實時性。綜上所述，現有智能窗戶主要存在以下不足:1、數據傳輸量很小，不具備實時監控的功能。2、智能與手動切換復雜，操作繁瑣。有的智能窗戶甚至不具備手動功能。3、不具備智能安防的功能。4、窗體驅動模塊設計不好，不具備良好的傳動裝置，導致用較高電壓驅動窗體，存在較大的安全隱串
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【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:克服現有智能窗戶的諸多不足，提供一種操作簡單，具備智能安防與智能監測功能的一種物聯網智能窗戶。
[0004]本實用新型包括窗框、窗體、安裝于底層窗框中的驅動裝置、安裝于窗體和窗框中的各種傳感器、控制模塊以及聯網模塊。
[0005]所述驅動裝置包括:電機、電磁離合器、與電磁離合器配合的傳動裝置。電磁離合器實現傳動齒輪與電機之間的脫離，平時電磁離合器的兩個軸心脫離，所述傳動裝置包括若干傳動齒輪以及一根安裝于窗體底端的齒條，主動輪為直接安裝在電磁離合器上的蝸桿，蝸桿與齒輪嚙合，通過一系列齒輪的嚙合，帶動安裝窗體底下齒條；
[0006]所述控制模塊包括單片機控制器、超聲波測距模塊，超聲波測距模塊安裝于窗體前端，通過數據線與單片機控制器相連，再將單片機控制器連接到驅動裝置中的電機和電磁離合器；
[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，各種傳感器均通過窗體內部的數據線與單片機控制器相連。
[0008]本實用新型的工作原理和過程:
[0009]1、本實用新型區別于傳統的智能窗戶，沒有采用GSM移動通訊模塊實現遠程控制，而是采用聯網模塊接入互聯網，具備較大的數據傳輸量，且具備實時監測的功能。所述功能實現原理如下: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當前環境的溫濕度，是否下雨，PM2.5的數值以及煙霧濃度，并將信息通過數據線傳遞給單片機控制器，控制器通過AT命令控制聯網模塊連接本地無線路由器的網絡，將各種傳感器的數值經過互聯網發送到遠程智能手機上，實現手機實時監測室內外環境狀況，同時，用戶根據實際環境狀況，例如雨滴傳感器的數據顯示當前正在下雨，用手機發送關窗命令，聯網模塊收到關窗信號，將信號傳遞給單片機控制器，控制器控制電機運轉來驅動窗體運動，同時窗體前端安裝的超聲波傳感器檢測窗體到窗框的距離，并將距離信息通過數據線反饋到控制器。當窗體到窗框的距離為O時，控制器控制電機制動，窗戶關閉，以上過程實現了實時監測和遠程控制功能；
[0010]2、智能模式與手動模式切換簡捷，在智能模式下，只要用戶手動滑動窗扇，自動轉換為手動模式，有很好的用戶體驗，所述功能實現原理及工作過程如下:單片機控制器中存儲有自動切換智能與手動模式的算法，在智能模式下，只要用戶手動滑動窗扇，就會觸發切換算法，從而使單片機控制器切換到手動模式，手動模式下智能窗戶僅僅向手機發送傳感器檢測的環境數值，不進行自動開關窗戶，所述切換算法原理如下:在智能模式下，窗扇最后一次移動到的位置為數值A，數值A保存在單片機控制器中，安裝于窗扇前端的超聲波傳感器實時監測窗扇當前位置，智能模式下，單片機控制器控制移動窗體之前，會先修改數值A，使A變為窗體將要移動到的位置。這樣保持數值A和超聲波傳感器檢測的數值一致，如果此時用戶強行滑動窗戶，數值A不會發生改變，而超聲波傳感器檢測的當前位置信息將會與數值A不一致，所以，單片機控制器可以判斷出用戶手動滑動了窗戶，便切換為手動模式；
[0011]3、本實用新型具備智能安防的功能，所述功能實現原理及過程如下:超聲波傳感器實時監測當前窗扇的位置信息，單片機控制器將當前窗戶位置信息發送到聯網模塊，聯網模塊再通過互聯網將當前窗戶狀態發送到遠程手機，如果窗戶被強行打開，窗體前端的超聲波傳感器檢測到窗體到窗框距離的變化，并將距離信息通過數據線發送到單片機控制器，單片機控制器通過聯網模塊發送到遠程手機，這樣用戶便可知道家中被盜；
[0012]4、本實用新型具備傳動裝置，只需5V小功率電機，便可驅動窗體運動，所述傳動裝置實現原理如下:驅動裝置主動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同軸轉動，齒輪18與齒輪9嚙合，齒輪9與齒輪19同軸轉動，齒輪19與齒輪8嚙合，齒輪8帶動安裝窗體底下齒條12，通過一系列齒輪的嚙合，實現電機減速與傳動。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]1、具備實時監控的功能，傳感器收集的數據通過互聯網發送到手機，用戶可以用手機實時監控家中的環境數據。
[0015]2、電機隱藏于窗框之中，電機帶動電磁離合器，電磁離合器通過蝸桿帶動齒輪，這樣窗戶的傳動齒輪與電機是脫離的。電磁離合器軸心只有在電機運作時才鎖死，平常開關智能窗戶同開關普通窗戶沒有區別，操作簡單，符合用戶生活習慣；
[0016]3、安全級別很高，由于窗體前端安裝有距離傳感器，并且數據通過數據線發送到控制模塊，控制模塊在將數據通過聯網模塊發送到遠程手機，這樣用戶隨時都知道家中窗戶是否被打開；
[0017]4、具備遠程控制功能，如果家中下雨，用戶收到信息后，可以通過手機控制窗戶關閉，相比傳統的通過移動通訊模塊發送消息的智能窗戶，本實用新型的數據傳輸速度更快，而且實時監控能力比傳統智能窗戶強很多；
[0018]5、所需電壓為5V電壓，更加安全，且功耗低。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型傳動裝置結構示意圖。
[0021]圖3是本實用新型局部示意圖。
[0022]圖4是本實用新型傳感器連接示意圖。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖1和圖2所示，窗戶的整體結構，本實用新型是由窗框1、窗體2、驅動裝置、若干個傳感器、聯網模塊14和單片機控制器17組成的，驅動裝置安裝于窗框的底端，驅動裝置由電機13，電磁離合器11，與電磁離合器配合的傳動裝置構成，傳動裝置包括:若干傳動齒輪以及一根安裝于窗體底端的齒條12，主動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同軸轉動，齒輪18與齒輪9嚙合，齒輪9與齒輪19同軸轉動，齒輪19與齒輪8嚙合，齒輪8帶動安裝窗體底端齒條12;
[0024]如圖3所示是窗體截面圖，單片機控制器17安裝于窗體前端，通過數據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檢測窗體到窗框的距離，隨時發送到單片機控制器17，這樣用戶可以隨時知道窗戶打開的狀態；
[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，通過數據線29與單片機控制器17連接，鋁合金窗框中有多處凹槽，用于固定數據線，數據線內藏于窗框和窗體中，安裝于室內的部件包括:溫濕度傳感器3、煙霧傳感器4和IXD液晶顯示器15 ο這些部件均通過數據線30連接到單片機控制器17，聯網模塊14安裝于窗框前端；
[0026]如圖4所示，單片機控制器17先通過數據線28控制電磁離合器11閉合，然后發出的控制信號通過數據線26發送給電機驅動電路，驅動電路驅動電機13運轉，電機驅動電磁離合器上的蝸桿16運轉，通過轉動齒輪帶動窗體底部的齒條12運動，從而控制窗體運動，而當窗體與窗框的距離發生變化時，安裝于窗體前端的超聲波傳感器7將距離信息通過數據線27反饋給單片機控制器17，從而控制電機13制動，讓窗戶停在適當位置。
【主權項】
1.一種物聯網智能窗戶，其特征在于:由窗框(I)、窗體(2)、驅動裝置、若干個傳感器、單片機控制器(17)以及聯網模塊(14)組成，所述驅動裝置包括:電機(13)、電磁離合器(11)和離合器配合的傳動裝置，所述傳動裝置包括:直接與電磁離合器連接的蝸桿(16)、若干傳動齒輪、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)同軸轉動，齒輪(18)與齒輪(9)嚙合，齒輪(9)與齒輪(19)同軸轉動，齒輪(19)與齒輪(8)嚙合，齒輪(8)帶動安裝于窗體底端齒條(12)。2.根據權利要求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，溫濕度傳感器和煙霧傳感器置于窗框內側，窗體與窗框內設置有凹槽，用于固定數據線，傳感器通過數據線連接到單片機控制器(17)。3.根據權利要求1所述的一種物聯網智能窗戶，其特征在于:所述聯網模塊(14)為WIFI模塊 ESP8266。4.根據權利要求1所述的一種物聯網智能窗戶，其特征在于:所述單片機控制器(17)為單片機芯片。5.根據權利要求2所述的一種物聯網智能窗戶，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.根據權利要求1所述的一種物聯網智能窗戶，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】本實用新型公開了一種物聯網智能窗，是由窗框、窗體、安裝于底層窗框中的驅動裝置、安裝于窗體中的各種傳感器、單片機控制器以及聯網模塊組成，所述驅動裝置包括：電機、電磁離合器和傳動裝置，鋁合金窗體內部有凹槽用于固定數據線，各種傳感器通過內部數據線連接到單片機控制器，聯網模塊用于連接互聯網，來接收用戶手機的命令以及發送傳感器的數據到用戶手機，相比傳統的通過移動通訊模塊發送消息的智能窗戶，本實用新型的數據傳輸速度更快，而且實時監控能力比傳統智能窗戶強很多，本實用新型結構簡單，操作方便，外型美觀，安全級別很高，具備智能安防、實時監控的功能。
【IPC分類】E05F15/77, E05F15/635, E05F15/70, E05F15/71
【公開號】CN205370257
【申請號】CN201620094688
【發明人】王超, 林百順, 馮開屏, 李清清
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月30日