一種智能防護窗的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能防護窗，包括窗戶本體、檢測模塊、控制模塊、驅動電機和控制終端。控制模塊與檢測模塊、驅動電機電連接；控制終端與控制模塊通過無線通訊模塊無線連接；驅動電機安裝在窗戶本體的下方內側軌道旁，驅動電機上連接有傳動連接件，驅動電機通過傳動連接件帶動窗戶本體沿著內側軌道移動實現窗戶的關閉或打開；檢測模塊包括PM2.5傳感器、煙霧氣體傳感器、濕敏傳感器、超聲波傳感器。控制模塊根據檢測模塊采集到的各種數值和信號判斷是否開窗，進而控制驅動電機進行窗戶的打開或者關閉操作，該智能防護窗能夠自動檢測室內外環境參數，進行適應性的調整，有效應對室外空氣污染，同時起到了維護室內環境和安全性的作用。
【專利說明】
一種智能防護窗
技術領域
[0001]本發明涉及智能家居控制技術領域，特別是涉及一種智能防護窗。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的飛躍發展，生活水平的不斷提高，人們對安全、舒適、健康的生活需求變得日益迫切。而近年來，智能家居概念已經逐漸深入到國民的生活之中，且不斷地影響著人們的思維。
[0003]近年來，隨著國內多數地區霧霾天氣頻發，空氣質量問題越來越受到人們的重視。世界衛生組織和聯合國環境組織發表的一份報告說:“空氣污染已成為全世界城市居民生活中一個無法逃避的現實”。工業文明和城市發展，在為人類創造巨大財富的同時，也把數十億噸計的廢氣和廢物排入大氣之中，人類賴以生存的大氣圈卻成了空中垃圾庫和毒氣庫。就目前我國對PM2.5所做的研究來看，并且PM2.5占到PMlO的40 %?80 %，PM2.5成為可吸入顆粒物(PMlO)中的主要組成部分，而我國大部分地區PM2.5的污染十分嚴重，其中京津冀、上海等地區尤為嚴重。室外空氣質量必然也影響到室內的空氣狀況，但是目前遇到霧霾天氣，往往都是通過人為意識到霧霾以后關閉窗戶，具有一定的滯后性。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種智能防護窗。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了如下方案:
[0006]—種智能防護窗，包括窗戶本體、檢測模塊、控制模塊、驅動電機和控制終端；
[0007]控制模塊安裝于所述窗戶本體的內側上方，與檢測模塊、驅動電機電連接；
[0008]控制模塊上集成有無線通訊模塊，控制終端與所述控制模塊通過無線通訊模塊無線連接；
[0009]驅動電機安裝在窗戶本體的下方內側軌道旁，驅動電機上連接有與內側軌道相配合使用的傳動連接件，驅動電機通過傳動連接件帶動窗戶本體沿著內側軌道移動實現窗戶的關閉或打開；
[0010]檢測模塊用于采集室內外的環境狀態參數，包括PM2.5傳感器、煙霧氣體傳感器、濕敏傳感器、超聲波傳感器；
[0011]PM2.5傳感器用于采集室外空氣中的PM2.5濃度值并實時上傳至所述控制模塊;所述煙霧氣體傳感器用于采集室內的有毒煙霧氣體濃度值并將實時上傳至所述控制模塊;所述濕敏傳感器，用于采集室外空氣濕度值并實時上傳至所述控制模塊;所述超聲波傳感器，用于采集室內外的超聲波信號并實時上傳至所述控制模塊；
[0012]控制模塊，用于將接收到的PM2.5濃度值、有毒煙霧氣體濃度值和室外空氣濕度值分別與預設的各自閾值進行比較、并對接收的超聲波信號進行分析處理，得到是否關閉或者打開所述窗戶本體的判斷結果，根據所述判斷結果產生關閉或者打開窗戶的控制指令發送至所述驅動電機，通過所述驅動電機實現所述窗戶本體的關閉或者打開。
[0013]其中，檢測模塊還包括位置檢測傳感器，所述位置檢測傳感器設置于所述窗體本體運動范圍的兩端極限位置，與所述控制模塊電連接，用于采集所述窗戶本位到達極限位置的位置信號，并將所述位置信號發送給所述控制模塊，控制模塊根據所述位置信號向所述驅動電機發送停止驅動的控制指令。
[0014]其中，傳動連接件為齒輪和齒條或者為推拉桿。
[0015]其中，還包括空氣凈化器，空氣凈化器與控制模塊和控制終端無線連接。
[0016]其中，還包括蜂鳴裝置，蜂鳴裝置安裝于所述窗戶本體上方內側。
[0017]其中，煙霧傳感器安裝于所述窗戶上方內側，用于感應室內的煙霧濃度，當濃度超過設定閾值則向所述控制模塊發出報警信號，所述控制模塊根據所述報警信號通知所述蜂鳴裝置發出報警蜂鳴。
[0018]其中，還包括語音識別模塊，語音識別模塊安裝于窗戶本體的下方內側。
[0019]其中，還包括光敏傳感器，光敏傳感器用于檢測室外光線，安裝于窗戶本體上方外側。
[0020]其中，濕敏傳感器為兩個，對稱安裝于所述窗戶本體外延伸至距窗戶本體500mm位置;所述超聲波傳感器為兩個，分別水平安裝在所述窗戶本體底邊上10mm位置和距室內地面高1300mm位置。
[0021]其中，還包括溫度檢測模塊和顯示裝置。溫度檢測模塊為兩個，一個安裝于所述窗戶本體外側，另一個安裝于所述窗戶本體內側，用于同時監測室內外溫度及溫差;顯示裝置安裝于所述窗戶本體內側側邊，與室內地面高度差為I.5-1.7米的位置。
[0022]根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果:
[0023]本發明提供了一種智能防護窗，設置PM2.5傳感器、控制模塊和驅動電機，當PM2.5傳感器實時檢測室外空氣中的PM2.5濃度，當PM2.5超過預定數值時，則控制模塊控制驅動電機帶動齒帶，關閉窗戶；同時還設置煙霧氣體傳感器、濕敏傳感器、超聲波傳感器，煙霧氣體傳感器可以用于室內煤氣煙霧等有毒氣體的濃度檢測，當這些有毒氣體濃度超標時則通知控制模塊，控制模塊則控制驅動電機打開窗戶，將室內有毒氣體釋放出去;濕敏傳感器則用于檢測是否下雨，檢測到下雨后則通過控制模塊和驅動電機關閉窗戶；超聲波傳感器可以檢測是否有人爬窗，包括監測室內二通爬窗和盜賊爬窗，一旦檢測到有人爬窗，則通知控制模塊通過驅動電機關閉窗戶，從而防止室內嬰幼兒或者兒童從窗戶跌落，也能防止室外人員通過窗戶潛入室內；
[0024]此外，進一步地，還設置空氣凈化器、語音識別模塊、蜂鳴裝置、溫度檢測模塊和光敏傳感器等結構部件，空氣凈化器用于在室外PM2.5超標時，同時啟動室內凈化程序，語音識別模塊用于識別用戶發出的窗戶開關的語音指令，根據用戶的語音指令進行窗戶的開關動作，蜂鳴裝置，則可實現報警;溫度檢測則可實時監測室內外溫度，通過顯示裝置顯示室內外溫度和溫差。因此該智能窗戶是一種能夠根據室外狀態參數和室內狀態參數自動實現窗戶開合控制的智能化家居設備，省去了人工進行窗戶控制的麻煩，避免了人工意識的滯后導致的負面影響。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發明實施例一提供的智能防護窗的結構示意圖；
[0027]圖2為本發明實施例二提供的智能防護窗的結構示意圖；
[0028]圖3為本發明實施例提供的智能防護窗的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0030]本發明的目的是提供一種智能防護窗。
[0031]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0032]實施例一
[0033]參見圖1所示，本發明實施例提供的智能防護窗，包括窗戶本體1、檢測模塊、控制模塊2、驅動電機3和控制終端4。
[0034]控制模塊2安裝于窗戶本體的內側上方，與檢測模塊、驅動電機3電連接。
[0035]控制模塊2上集成有無線通訊模塊，控制終端4與控制模塊2通過無線通訊模塊無線連接。一般地，該控制終端可以為安裝有相應控制程序的手機、平板電腦等移動終端。
[0036]驅動電機3安裝在所述窗戶本體I的下方內側軌道旁，驅動電機3上連接有與內側軌道相配合使用的傳動連接件，驅動電機3通過傳動連接件帶動窗戶本體I沿著內側軌道移動實現窗戶的關閉或打開。
[0037]檢測模塊包括PM2.5傳感器51、煙霧氣體傳感器52、濕敏傳感器53、超聲波傳感器54。
[0038]優選地，還包括蜂鳴裝置，蜂鳴裝置安裝于窗戶本體上方內側。
[0039]煙霧傳感器52安裝于窗戶本體I上方內側，用于感應室內的煙霧濃度，所述煙霧包括但不限于煤氣、一氧化碳氣體。當濃度超過設定閾值則向所述控制模塊發出報警信號，控制模塊2根據報警信號通知蜂鳴裝置發出報警蜂鳴。
[0040]本發明實施例一的智能防護窗的最主要的功能在于可以實時監測到室內外的環境質量，并在空氣污染濃度達到設定值時自動關閉窗戶，啟動室內空氣凈化裝置和智能換氣系統以保證室內空氣質量，提供了一個健康的家居環境。
[0041 ] 實施例二
[0042]參見圖2所示，本發明實施例二提供的智能防護窗，還包括空氣凈化器6、光敏傳感器55、語音識別模塊56和顯示裝置57。
[0043]其中，配套的空氣凈化器6與控制模塊2和控制終端4無線連接。
[0044]語音識別模塊56安裝于窗戶本體I的下方內側。
[0045]顯示裝置57安裝于窗戶本體I內側側邊，與室內地面高度差為1.5-1.7米的位置。
[0046]光敏傳感器55用于檢測室外光線，安裝于窗戶本體I上方外側。
[0047]在本發明實施例二中，濕敏傳感器53為兩個，對稱安裝于窗戶本體I外延伸至距窗戶本體1500mm位置。
[0048]優選地，超聲波傳感器54為兩個，分別水平安裝在窗戶本體I底邊上10mm位置和距室內地面高1300mm位置。
[0049]優選地，本發明實施例二中，檢測模塊還包括溫度檢測模塊，溫度檢測模塊為兩個，一個安裝于窗戶本體I外側，另一個安裝于窗戶本體I內側，用于同時監測室內外溫度及溫差。
[0050]本發明目的是提供一種基于環境監測的智能化家居防護窗，可以實時監測到室內外的環境質量，并在空氣污染濃度達到設定值時自動關閉窗戶，啟動室內空氣凈化裝置和智能換氣系統以保證室內空氣質量，實現防盜報警、防雨、防污染、防止煤氣泄漏、防止一氧化碳中毒、防止小孩墜落、智能換氣系統、室內空氣凈化等多種功能。
[0051]其中檢測模塊是用于對空氣中一些信息參數進行檢測，如:PM2.5的檢測、有毒氣體檢測、有無下雨檢測、防盜檢測、有無小孩靠近檢測、溫度檢測、強弱光線檢測。檢測模塊將檢測到的信息傳遞給控制模塊2。檢測模塊的位置可以根據實際需要進行放置，例如PM2.5傳感器51和濕敏傳感器53放在窗戶的外側適當位置。
[0052]控制模塊2是用來判斷檢測模塊、語音識別模塊、手機端無線通信模塊等模塊傳來的一些信息，如果環境中的PM2.5的值、溫度、有毒氣體超過了一定的范圍或者窗內外有人靠近窗戶、窗外在下雨，控制模塊發出控制信號，如果此時窗戶處于打開狀態，則通過電機傳動模塊關閉窗戶，如果窗戶處于關閉狀態，則繼續保持此狀態;如果所有的環境參數都在正常范圍中時，控制模塊發出控制信號，如果窗戶處于關閉狀態，則通過電機傳動模塊打開窗戶，如果窗戶處于打開狀態，則繼續保持此狀態。
[0053]語音識別模塊56識別到有人發出聲音要關窗，控制模塊2發出控制信號，如果窗戶處于打開狀態，則通過驅動電機3傳動關窗，如果窗戶處于關閉狀態，則繼續保持此狀態;如果識別到有人發出聲音要開窗，控制模塊發出控制信號，如果窗戶處于關閉狀態，則通過電機傳動模塊開窗，如果窗戶處于打開狀態，則繼續保持此狀態。
[0054]如果有人操作手機或平板APP來控制窗戶的狀態，控制模塊發出相應的控制信號，電機傳動模塊執行相應的動作。
[0055]優選地，窗戶本體運動的左右極限位置還設置有位置檢測傳感器。窗戶本體運動到左右極限位置，位置檢測傳感器發送極限信號，控制模塊收到極限信號，驅動電機停止轉動。
[0056]窗戶本體I和窗框之間的驅動電機3，其作用是接收到控制模塊的指令時，使窗體和窗框之間產生相對運動，達到打開或者關閉窗戶的目的。電機傳動模塊，其傳動部分米用的是齒輪和齒條來實現，也可用推拉桿來實現。
[0057]在控制模塊上還連接有報警模塊，當超聲波檢測模塊檢測到有人靠近時，將信號傳遞給控制模塊，控制模塊發出指令，報警模塊就發出警報。
[0058]控制模塊功能可由單片機、嵌入式系統、DSP系統來實現。
[0059]本發明提供的智能防護窗的運行流程參見圖3所示。
[0060]綜上，本發明實施例提供了一種是基于環境監測的、以智能防護窗為核心的智能化家居控制系統，本系統不僅可以通過移動端進行智能遙控開關窗，實時顯示環境的各種狀態，而且具有防污染、防盜報警、防雨、防止煤氣泄漏、防止一氧化碳中毒、防止小孩墜落、智能換氣系統、室內空氣凈化等多種功能，這樣使生活變得更加健康和安全。系統中使用多種傳感器對周圍環境的PM2.5、窗外是否下雨、可燃氣體性氣體泄漏、窗內外是否有人、室內溫度等因素進行數據采集并傳入控制裝置(包括單片機、樹莓派、嵌入式系統等在內的開發類控制中心)，經過控制中心對數據進行分析和處理，發出動作指令，控制電機執行開、關窗動作，亦可通過聲控開關控制窗戶開關。智能化窗戶可以根據周圍環境變化及時做出反應，通過開關窗戶，啟動室內空氣凈化裝置和智能換氣系統以及控制窗戶的開關等來調節環境參數，改善環境質量，使其恢復正常值，達到綠色家居的目的。
[0061]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0062]本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種智能防護窗，其特征在于，包括窗戶本體、檢測模塊、控制模塊、驅動電機和控制終端； 所述控制模塊安裝于所述窗戶本體的內側上方，與所述檢測模塊、驅動電機電連接； 所述控制模塊上集成有無線通訊模塊，所述控制終端與所述控制模塊通過所述無線通訊模塊無線連接； 所述驅動電機安裝在所述窗戶本體的下方內側軌道旁，所述驅動電機上連接有與所述內側軌道相配合使用的傳動連接件，所述驅動電機通過所述傳動連接件帶動所述窗戶本體沿著所述內側軌道移動實現窗戶的關閉或打開； 所述檢測模塊用于采集室內外的環境狀態參數，包括PM2.5傳感器、煙霧氣體傳感器、濕敏傳感器、超聲波傳感器； 所述PM2.5傳感器用于采集室外空氣中的PM2.5濃度值并實時上傳至所述控制模塊;所述煙霧氣體傳感器用于采集室內的有毒煙霧氣體濃度值并將實時上傳至所述控制模塊;所述濕敏傳感器，用于采集室外空氣濕度值并實時上傳至所述控制模塊;所述超聲波傳感器，用于采集室內外的超聲波信號并實時上傳至所述控制模塊； 所述控制模塊，用于將接收到的PM2.5濃度值、有毒煙霧氣體濃度值和室外空氣濕度值分別與預設的各自閾值進行比較、并對接收的超聲波信號進行分析處理，得到是否關閉或者打開所述窗戶本體的判斷結果，根據所述判斷結果產生關閉或者打開窗戶的控制指令發送至所述驅動電機，通過所述驅動電機實現所述窗戶本體的關閉或者打開。2.根據權利要求1所述的智能防護窗，其特征在于，檢測模塊還包括位置檢測傳感器，所述位置檢測傳感器設置于所述窗體本體運動范圍的兩端極限位置，與所述控制模塊電連接，用于采集所述窗戶本位到達極限位置的位置信號，并將所述位置信號發送給所述控制模塊，控制模塊根據所述位置信號向所述驅動電機發送停止驅動的控制指令。3.根據權利要求1所述的智能防護窗，其特征在于，所述傳動連接件為齒輪和齒條或者為推拉桿。4.根據權利要求1所述的智能防護窗，其特征在于，還包括空氣凈化器，所述空氣凈化器與所述控制模塊和所述控制終端無線連接。5.根據權利要求1所述的智能防護窗，其特征在于，還包括蜂鳴裝置，所述蜂鳴裝置安裝于所述窗戶本體上方內側。6.根據權利要求5所述的智能防護窗，其特征在于，所述煙霧傳感器安裝于所述窗戶上方內側，用于感應室內的煙霧濃度，當濃度超過設定閾值則向所述控制模塊發出報警信號，所述控制模塊根據所述報警信號通知所述蜂鳴裝置發出報警蜂鳴。7.根據權利要求1所述的智能防護窗，其特征在于，還包括語音識別模塊，所述語音識別模塊安裝于所述窗戶本體的下方內側。8.根據權利要求1-7中的任一項所述的智能防護窗，其特征在于，還包括光敏傳感器，所述光敏傳感器用于檢測室外光線，安裝于所述窗戶本體上方外側。9.根據權利要求1-7中的任一項所述的智能防護窗，其特征在于，所述濕敏傳感器為兩個，對稱安裝于所述窗戶本體外延伸至距所述窗戶本體500mm位置;所述超聲波傳感器為兩個，分別水平安裝在所述窗戶本體底邊上I OOmm位置和距室內地面高1300mm位置。10.根據權利要求1-7中的任一項所述的智能防護窗，其特征在于，還包括溫度檢測模塊和顯示裝置； 所述溫度檢測模塊為兩個，一個安裝于所述窗戶本體外側，另一個安裝于所述窗戶本體內側，用于同時監測室內外溫度及溫差； 所述顯示裝置安裝于所述窗戶本體內側側邊，與室內地面高度差為1.5-1.7米的位置。
【文檔編號】E05F15/71GK106014078SQ201610546766
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】張麗娜, 余祥, 李鳳臣, 郭耀文, 崔鵬飛, 柴新軍, 何春鋒
【申請人】東華理工大學