[发明专利]基于多传感器的场景自适应智能窗

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能窗，特别是涉及一种基于多传感器的场景自适应智能窗。

背景技术

在智慧城市的构筑中，智能家居是最为贴近人们的生活也是发展的必然趋势，体现了以人为本的内涵，让人们的生活更为便利。智能窗是智能家居中很重要的一个部分，它消除了人工启闭窗户所带来的一系列不便和弊端，比如人外出且忘记关窗时突然降雨导致室内物品受损、熟睡时因煤气泄漏导致生命危险、以及出门在外时有入室盗窃导致财产损失、清洁窗户不便以及需要自行开启空调等电器的问题。带来场景自适应的方便体验。

目前智能窗普及度不高，主要原因是窗户的不够美观如开窗机外置，以及需要开槽布线，费工且破坏墙体、开窗机暂未实现手动与自动模式切换功能、价格过高、功能单一等问题。因此，本发明致力于设计兼具美观、功能丰富、经济、可靠等优点于一体的作品。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于多传感器的场景自适应智能窗。可以应对室内温湿度不适宜、火情、煤气泄漏、盗情以及室外空气质量差、下雨等不同场景，具有以下丰富功能：

1.通风换气功能：当室内的液化气、天然气等可燃气体发生泄漏时，烟雾传感器检测到气体信号后，单片机控制板控制蜂鸣器立即发出报警声并且GSM无线发射模块发出报警短信，接着步进电机转动，打开窗户将有毒气体排到窗外，这样既有效地防止人中毒，也能避免火灾、爆炸事故的发生。

2.防雨功能：平时上班不能及时关窗、出门在外也总有忘记关窗的时候，遇到下雨时，雨滴传感器检测到下雨信息，单片机控制板控制步进电机，窗门自动关闭，使家中物品免遭雨水侵袭，解除后顾之忧。

3.阻止外界污染功能：当空气质量传感器检测到室外空气污染超标时，会控制步进电机进行关窗操作。

4.自动开启空调功能：若时间在3-10月且得到温度大于预定阀值，自动打开空调制冷，并同时关闭窗户；若时间在11-2月且温度小于预定阀值时，自动打开空调制热，同时关闭窗户；调节室内温度，达到人体舒适的温度。

5.自动开启加湿器功能：自动调节室内湿度，当室内湿度低于设定值时，单片机控制给空气加湿器供电，为室内空气加湿，并在开启二小时后自动关闭，使室内不会过度干燥。

6.入侵报警功能：如果有人要从窗户进行入室盗窃，单片机会控制板控制蜂鸣器立即发出报警声并且GSM无线发射发出报警短信，避免造成财产及安全损失。

7.手动模式功能：增加了手动按键，实现开窗、关窗功能，使产品更具有人性化，使用更为方便。

8.实时显示功能：使用LCD1602进行温度和室外空气质量这两个比较关注的指标的显示，丰富了智能窗的功能，方便人们及时了解天气状况。

9.清洁窗户功能：考虑到用户清洁窗户外侧的不便，加入雨刷，雨槽，步进电机，在按下按键后，进行反复几次的雨刷的上下运动来清洁窗户，并使用收集的雨水进行清洗，不浪费水资源。

10.采用太阳能板搭配移动电源供电，方便用户使用，减少人工额外电能的消耗。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于多传感器的场景自适应智能窗，包括单片机，步进电机模块，多种传感器模块，人机交互模块，报警模块，太阳能板模块，窗户清洁模块、红外发射模块、时钟模块、空气加湿器。

其中，所述多种传感器包括雨滴传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、空气质量传感器以及人体热释电红外传感器；所述人机交互模块包括液晶显示屏和按键；所述报警模块包括GSM无线发射模块和蜂鸣器；所述步进电机模块包括步进电机和步进电机驱动模块，用于控制窗户的启闭；所述供电模块包括太阳能板和移动电源；所述清洁模块包括雨槽、雨刷和步进电机；所述红外发射模块包括红外接收头和红外发射头；所述时钟模块包括时钟芯片。

多种传感器中，雨滴传感器，用于测量得到的湿度，经过DO口输出至单片机，单片机控制步进电机的转动；温湿度传感器，用于测量得到室内温度和湿度，将测量值发送至单片机用于液晶显示屏的显示和湿度的判断；烟雾传感器，用于测量得到烟雾浓度值，发送信号至单片机控制步进电机转动；空气质量传感器，用于测量得到空气质量值，将测量值经AD转换后发送至单片机用于液晶显示屏的显示；人体热释电红外传感器，用于测量在1M距离内是否存在红外辐射，如存在则发送信号至单片机控制步进电机转动，同时触发GSM模块。