CN205370257U - 物联网智能窗户 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物联网智能窗，是由窗框、窗体、安装于底层窗框中的驱动装置、安装于窗体中的各种传感器、单片机控制器以及联网模块组成，所述驱动装置包括：电机、电磁离合器和传动装置，铝合金窗体内部有凹槽用于固定数据线，各种传感器通过内部数据线连接到单片机控制器，联网模块用于连接互联网，来接收用户手机的命令以及发送传感器的数据到用户手机，相比传统的通过移动通讯模块发送消息的智能窗户，本实用新型的数据传输速度更快，而且实时监控能力比传统智能窗户强很多，本实用新型结构简单，操作方便，外型美观，安全级别很高，具备智能安防、实时监控的功能。

Description

物联网智能窗户

技术领域

本实用新型涉及建筑物窗户领域，特别涉及一种物联网智能窗户。

背景技术

目前智能家居领域发展火热，随着人们生活水平的提高，智能窗户的出现满足了人们对智能生活的要求。智能窗户种类很多，现有智能窗户大多数实现的仅仅是本地智能，即根据环境温度的变化，实现自动开关窗户。其中有少数智能窗户可以远程控制，但是都是利用了移动通讯GSM模块，这种方式传输数据量小，而且根本不具备实时性。综上所述，现有智能窗户主要存在以下不足：1、数据传输量很小，不具备实时监控的功能。2、智能与手动切换复杂，操作繁琐。有的智能窗户甚至不具备手动功能。3、不具备智能安防的功能。4、窗体驱动模块设计不好，不具备良好的传动装置，导致用较高电压驱动窗体，存在较大的安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有智能窗户的诸多不足，提供一种操作简单，具备智能安防与智能监测功能的一种物联网智能窗户。

本实用新型包括窗框、窗体、安装于底层窗框中的驱动装置、安装于窗体和窗框中的各种传感器、控制模块以及联网模块。

所述驱动装置包括：电机、电磁离合器、与电磁离合器配合的传动装置。电磁离合器实现传动齿轮与电机之间的脱离，平时电磁离合器的两个轴心脱离，所述传动装置包括若干传动齿轮以及一根安装于窗体底端的齿条，主动轮为直接安装在电磁离合器上的蜗杆，蜗杆与齿轮啮合，通过一系列齿轮的啮合，带动安装窗体底下齿条；

所述控制模块包括单片机控制器、超声波测距模块，超声波测距模块安装于窗体前端,通过数据线与单片机控制器相连，再将单片机控制器连接到驱动装置中的电机和电磁离合器；

所述各种传感器包括温湿度传感器、烟雾传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器，各种传感器均通过窗体内部的数据线与单片机控制器相连。

本实用新型的工作原理和过程：

1、本实用新型区别于传统的智能窗户，没有采用GSM移动通讯模块实现远程控制，而是采用联网模块接入互联网，具备较大的数据传输量，且具备实时监测的功能。所述功能实现原理如下：窗体上安装的温湿度传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器、烟雾传感器分别检测当前环境的温湿度，是否下雨，PM2.5的数值以及烟雾浓度，并将信息通过数据线传递给单片机控制器，控制器通过AT命令控制联网模块连接本地无线路由器的网络，将各种传感器的数值经过互联网发送到远程智能手机上，实现手机实时监测室内外环境状况，同时，用户根据实际环境状况，例如雨滴传感器的数据显示当前正在下雨，用手机发送关窗命令，联网模块收到关窗信号，将信号传递给单片机控制器，控制器控制电机运转来驱动窗体运动，同时窗体前端安装的超声波传感器检测窗体到窗框的距离，并将距离信息通过数据线反馈到控制器。当窗体到窗框的距离为0时，控制器控制电机制动，窗户关闭，以上过程实现了实时监测和远程控制功能；

2、智能模式与手动模式切换简捷，在智能模式下，只要用户手动滑动窗扇，自动转换为手动模式，有很好的用户体验，所述功能实现原理及工作过程如下：单片机控制器中存储有自动切换智能与手动模式的算法，在智能模式下，只要用户手动滑动窗扇，就会触发切换算法，从而使单片机控制器切换到手动模式，手动模式下智能窗户仅仅向手机发送传感器检测的环境数值，不进行自动开关窗户，所述切换算法原理如下：在智能模式下，窗扇最后一次移动到的位置为数值A，数值A保存在单片机控制器中，安装于窗扇前端的超声波传感器实时监测窗扇当前位置，智能模式下，单片机控制器控制移动窗体之前，会先修改数值A，使A变为窗体将要移动到的位置。这样保持数值A和超声波传感器检测的数值一致，如果此时用户强行滑动窗户，数值A不会发生改变，而超声波传感器检测的当前位置信息将会与数值A不一致，所以，单片机控制器可以判断出用户手动滑动了窗户，便切换为手动模式；

3、本实用新型具备智能安防的功能，所述功能实现原理及过程如下：超声波传感器实时监测当前窗扇的位置信息，单片机控制器将当前窗户位置信息发送到联网模块，联网模块再通过互联网将当前窗户状态发送到远程手机，如果窗户被强行打开，窗体前端的超声波传感器检测到窗体到窗框距离的变化，并将距离信息通过数据线发送到单片机控制器，单片机控制器通过联网模块发送到远程手机，这样用户便可知道家中被盗；

4、本实用新型具备传动装置，只需5V小功率电机，便可驱动窗体运动，所述传动装置实现原理如下：驱动装置主动轮为直接安装在离合器上的蜗杆，蜗杆与齿轮10啮合，齿轮10与齿轮18同轴转动，齿轮18与齿轮9啮合，齿轮9与齿轮19同轴转动，齿轮19与齿轮8啮合，齿轮8带动安装窗体底下齿条12，通过一系列齿轮的啮合，实现电机减速与传动。

本实用新型的有益效果：

1、具备实时监控的功能，传感器收集的数据通过互联网发送到手机，用户可以用手机实时监控家中的环境数据。

2、电机隐藏于窗框之中，电机带动电磁离合器，电磁离合器通过蜗杆带动齿轮，这样窗户的传动齿轮与电机是脱离的。电磁离合器轴心只有在电机运作时才锁死，平常开关智能窗户同开关普通窗户没有区别，操作简单，符合用户生活习惯；

3、安全级别很高，由于窗体前端安装有距离传感器，并且数据通过数据线发送到控制模块，控制模块在将数据通过联网模块发送到远程手机，这样用户随时都知道家中窗户是否被打开；

4、具备远程控制功能，如果家中下雨，用户收到信息后，可以通过手机控制窗户关闭，相比传统的通过移动通讯模块发送消息的智能窗户，本实用新型的数据传输速度更快，而且实时监控能力比传统智能窗户强很多；

5、所需电压为5V电压，更加安全，且功耗低。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型传动装置结构示意图。

图3是本实用新型局部示意图。

图4是本实用新型传感器连接示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，窗户的整体结构，本实用新型是由窗框1、窗体2、驱动装置、若干个传感器、联网模块14和单片机控制器17组成的，驱动装置安装于窗框的底端，驱动装置由电机13，电磁离合器11，与电磁离合器配合的传动装置构成，传动装置包括：若干传动齿轮以及一根安装于窗体底端的齿条12，主动轮为直接安装在电磁离合器上的蜗杆16，蜗杆与齿轮10啮合，齿轮10与齿轮18同轴转动，齿轮18与齿轮9啮合，齿轮9与齿轮19同轴转动，齿轮19与齿轮8啮合，齿轮8带动安装窗体底端齿条12；

如图3所示是窗体截面图，单片机控制器17安装于窗体前端，通过数据线连接同样安装于窗体前端的超声波传感器7，超声波传感器7检测窗体到窗框的距离，随时发送到单片机控制器17，这样用户可以随时知道窗户打开的状态；

如图1和图4所示，传感器包括：雨滴传感器5和PM2.5传感器6，通过数据线29与单片机控制器17连接，铝合金窗框中有多处凹槽，用于固定数据线，数据线内藏于窗框和窗体中，安装于室内的部件包括：温湿度传感器3、烟雾传感器4和LCD液晶显示器15。这些部件均通过数据线30连接到单片机控制器17，联网模块14安装于窗框前端；

如图4所示，单片机控制器17先通过数据线28控制电磁离合器11闭合，然后发出的控制信号通过数据线26发送给电机驱动电路，驱动电路驱动电机13运转，电机驱动电磁离合器上的蜗杆16运转，通过转动齿轮带动窗体底部的齿条12运动，从而控制窗体运动，而当窗体与窗框的距离发生变化时，安装于窗体前端的超声波传感器7将距离信息通过数据线27反馈给单片机控制器17，从而控制电机13制动，让窗户停在适当位置。

Claims (6)

1.一种物联网智能窗户，其特征在于：由窗框(1)、窗体(2)、驱动装置、若干个传感器、单片机控制器(17)以及联网模块(14)组成，所述驱动装置包括：电机(13)、电磁离合器(11)和离合器配合的传动装置，所述传动装置包括：直接与电磁离合器连接的蜗杆(16)、若干传动齿轮、安装于窗体底端的齿条(12)，其中蜗杆(16)与齿轮(10)啮合，齿轮(10)与齿轮(18)同轴转动，齿轮(18)与齿轮(9)啮合，齿轮(9)与齿轮(19)同轴转动，齿轮(19)与齿轮(8)啮合，齿轮(8)带动安装于窗体底端齿条(12)。

2.根据权利要求1所述智能窗户，其特征在于：所述传感器包括雨滴传感器(5)、PM2.5传感器(6)、温湿度传感器(3)、烟雾传感器(4)，雨滴传感器和PM2.5传感器置于窗框外侧，温湿度传感器和烟雾传感器置于窗框内侧，窗体与窗框内设置有凹槽，用于固定数据线，传感器通过数据线连接到单片机控制器(17)。

3.根据权利要求1所述的一种物联网智能窗户，其特征在于：所述联网模块(14)为WIFI模块ESP8266。

4.根据权利要求1所述的一种物联网智能窗户，其特征在于：所述单片机控制器(17)为单片机芯片。

5.根据权利要求2所述的一种物联网智能窗户，其特征在于：所述传感器还包括安装于窗体前端的超声波传感器(7)。

6.根据权利要求1所述的一种物联网智能窗户，其特征在于：所述窗框顶端安装有一块LCD液晶显示器(15)。