一种实用新型智能窗户设计

王爽　王瑞　许耐冬

摘要：文章所述实用新型智能窗户，包括窗框和设置于窗框并由驱动组件驱动沿窗框滑动的窗扇，所述驱动组件包括驱动电机、与所述驱动电机传动配合的丝杠以及固定设置于所述窗扇的驱动块；所述窗户包括控制驱动电机动作的控制装置，所述控制装置包括检测模块和与所述检测模块输出端连接的控制模块。

关键词：智能窗户设计；驱动组件；控制装置；实用新型技术；窗户智能关闭 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2015）12-0026-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.013

现有的窗户的启闭都是通过手动的方式，出门时，往往容易忘记关闭窗户，尤其是在长时间离开住所或者办公场所，将容易导致屋内沉积大量灰尘或者雨水进入到户内，对户内的设施（尤其是用电设施）造成损坏，并且存在盗窃风险。而且现在城市中的污染较为严重，尤其是PM2.5污染，严重影响人体的健康，当窗户开启时，户外的污染空气将进入到户内，从而影响到人体健康。由于人存在疏忽遗忘等现象，有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种智能窗户，能够根据户内外的环境参数自动开启窗户或者关闭窗户，从而避免户外的污染进入到户内，保证人体健康，而且能够有效对户内的设施形成保护，并且即使户主离开住所或者办公场所，同样能够实现窗户的关闭。

本实用新型提供的智能窗户，包括窗框和设置于窗框并由驱动组件驱动沿窗框滑动的窗扇。

驱动组件包括驱动电机、与所述驱动电机传动配合的丝杠以及固定设置于所述窗扇的驱动块，驱动块设置有螺纹孔，所述丝杠的自由端与螺纹孔螺纹配合。

如图1所示，本实用新型提供的智能窗户，一方面可以实现窗户的智能开启或者关闭，另一方面，还可以对窗户进行定位锁止（电机不工作即可），无需另外

加锁。

所述窗户还包括控制驱动电机动作的控制装置。

所述控制装置包括检测模块和与所述检测模块输出端连接的控制模块。

所述检测模块包括设置于第一PM2.5传感器、第二PM2.5传感器、雨水传感器、温度传感器以及噪声传

感器。

所述第一PM2.5传感器、雨水传感器和造成传感器设置于窗扇外侧，所述温度传感器以及第二PM2.5传感器设置于窗扇内侧。

所述控制模块包括与检测模块输出端连接的前置处理电路、与所述前置处理电路连接的比较电路、与比较电路和前置处理电路的输出端连接的中央处理电路、与所述中央处理电路连接的电机驱动电路以及与中央处理电路连接的时钟电路。

所述控制装置还包括与中央处理电路连接的无线传输模块，所述中央处理电路通过无线传输模块与户主的移动智能终端连接，移动智能终端为智能手机。

进一步，所述驱动电机为步进电机。

进一步，所述前置处理电路包括与所述检测模块输出端连接的放大电路、与放大电路输出端连接的滤波电路以及与滤波电路输出端连接的模数转换电路，所述模数转换电路的输出端与比较电路和中央处理电路的输入端连接。

进一步，所述控制模块还包括用于检测窗扇开启度的位置传感器，所述位置传感器的输出端与放大电路的输入端连接。

进一步，所述无线传输模块为移动通信模块。

进一步，所述中央处理电路为单片机。

进一步，所述控制装置还包括用于控制驱动电机的供电通路通断的通断开关，所述通断开关的命令输入端与中央处理电路连接。

其中，中央处理电路采用现有的单片机，比如AVR单片机、ARM单片机等，所述无线传输模块为移动通信模块，比如GPRS通信模块、3G通信模块或者4G通信模块中的一种，所述驱动电机为步进电机，利于对窗扇开启度的控制。

在比较电路中，预存有噪声阈值以及PM2.5的安全阈值、噪声安全阈值以及雨水阈值等，当第一PM2.5传感器和第二PM2.5传感器检测到PM2.5的参数并输入到比较电路中，如户内的PM2.5的参数小于安全阈值且户外的PM2.5的参数大于安全阈值，则中央处理电路输出控制命令，并使窗户关闭，若户内的PM2.5参数大于户外的PM2.5的参数（比如户内清扫等原因），此时无论户外的参数是否大于安全阈值，中央处理电路均输出控制命令，并打开窗户；其中，时钟电路进行时间及时，如果在晚上7点钟后，户外的噪声大于设定噪声安全阈值，则中央处理电路输出控制命令，关闭窗户，并在早上8点钟后解除锁定，可以根据人的需要开启或关闭窗户，当然，该时间也可以根据需要设定，比如晚上10点钟以后进行噪声比较，早上7点钟以后解除噪声比较。其中当温度传感器检测到室内的温度处于上升或者下降过程，也就是说温度持续上升或者持续下降，则证明户内使用空调等进行调温，此时中央处理电路同样输出控制命令，从而控制电机动作，并使窗扇关闭；当雨水传感器有信号输出且余量大于设定的阈值，则中央处理电路输出控制命令进行窗户关闭；如果户主出门后，发现忘记关闭窗户，则可通过移动智能终端发送指令，控制中央处理电路输出控制命令，关闭窗户，如果户主长时间不在户内，并即将返回住所或者办公场所，则可通过移动智能终端发送命令，打开窗户，进行通风，其中，温度传感器和位置传感器的检测信号直接由模数转换电路输入到中央处理电路中。

本实施例中：

第一，所述前置处理电路包括与所述检测模块输出端连接的放大电路、与放大电路输出端连接的滤波电路以及与滤波电路输出端连接的模数转换电路，所述模数转换电路的输出端与比较电路和中央处理电路的输入端连接，便于后续处理，提高效率。

第二，所述控制模块还包括用于检测窗扇开启度的位置传感器，所述位置传感器的输出端与放大电路的输入端连接，通过户主需要开启窗户的大小进行控制时，通过移动智能终端发送窗户的位置信号，比如需要开启宽度为10cm，那么中央处理电路接收到该信号后控制步进电机动作，并且位置传感器检测窗扇位置信号输出到中央处理电路，当位置达到命令要求时，即停止，从而大大增加了窗户的智能控制性以及使用的便捷性。

第三，所述控制装置还包括用于控制驱动电机的供电通路通断的通断开关，所述通断开关的命令输入端与中央处理电路连接，通过这种结构，如户主长时间离开住所或者办公场所，则通过中央处理电路控制通断开关断开，从而起到良好的保护作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

参考文献

[1] 高素萍，李旭斌，钟德永，陈桂兴.智能窗控制系统的设计与实现[J].低压电器，2009，（20）.

[2] 鞠永胜.基于单片机的防盗防雨智能窗设计[J].硅谷，2012，（5）.

[3] 高素萍，李旭斌，钟德永，陈桂兴.智能窗控制系统的设计与实现[J].低压电器，2009，（20）.

[4] 姚健，陶卫东.智能窗及其研究进展[J].门窗，2009，（6）.

[5] Roland Risser.智能窗技术开启未来的机遇之窗[J].低碳世界，2011，（7）.

作者简介：王爽（1992-），男，重庆人，就读于重庆大学电气工程学院，研究方向：电力系统。

（责任编辑：周 琼）