一种智能家用窗

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种智能家用窗。

背景技术

随着经济的发展，人们生活水平的提高，对于家用窗户的要求也越来越高，所以这就需要家用窗变得智能化。

现有技术中，智能窗往往是根据设置的时间进行自动开合，或者人工进行开合，又或者根据人体感应实现智能家用窗的开合，仅仅满足了智能控制家用窗的通风，遮蔽强光时则需要搭配窗帘，但是窗帘只能进行简单的遮光，并不能调节光线的亮度，这使得智能家用窗不够智能化。

此外，目前空气污染日趋严重以致空气质量经常不达标。质量不达标的空气中含有过多的灰尘、雾霾、尾气以及粉尘等有害物质，该有害物质对人体的健康造成不同程度的伤害，尤其是老人和儿童。但是，人们为了保证室内的空气的质量，通常采用开窗通风的方式致使室内空气与室外空气进行交换以解决该问题。但是，室外空气质量不达标的情况下，开窗通风却起到了适得其反的效果。

有鉴于此，确有必要开发一种新型智能家用窗，以解决上述问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种智能家用窗，具体技术方案如下：一种智能家用窗包括：控制模块，感应模块，执行模块与用户端；其中

所述控制模块，分别与所述感应模块和所述执行模块电连接，用于接收所述感应模块传输的信号，并且根据所述感应模块的传输的信号控制所述执行模块工作；

所述执行模块包括：

电机，用于接收所述控制模块发送的指令，控制所述智能家用窗的开合度；

调光玻璃，用于接收所述控制模块发送的指令，控制所述智能家用窗的透明度；

所述感应模块包括：

光照强度感应器，用于实时感应外界环境的光照强度，将检测的光强信号转化为电信号，将电信号传输给所述控制模块，所述控制模块根据电信号向所述执行模块发送指令，控制所述调光玻璃的透明度；

雨水传感器，用于感应外界环境是否下雨，当检测到雨水时，向所述控制模块传输电信号，所述控制模块根据接收到的电信号，向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗闭合；

室外空气质量传感器，用于检测室外的空气质量，将检测结果通过电信号传输给所述控制模块，所述控制模块根据接收到的电信号，向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗的开合度；

风速传感器，用于检测室外的风速，将检测的结果通过电信号传输给所述控制模块，所述控制模块根据接收到的电信号，向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗的开合度；

所述用户端与所述控制模块无线连接，用于接收所述控制模块发送的数据，以及向所述控制模块发送指令，操控所述执行模块进行工作，通过用户端，用户可以根据自己的喜好对智能家用窗进行透明度与开合度的调节。

进一步的，所述电机安装在所述智能家用窗的框体底部，所述电机连接有传动链条，所述智能家用窗的边框底部设有卡齿，所述卡齿与所述传动链条嵌合，所述智能家用窗随着所述电机的工作进行左右开合，通过使用这一结构能够对智能家用窗进行快速的开合控制。

进一步的，所述控制模块根据所述光照强度传感器传输的电信号，调控供给所述调光玻璃的电压，通过对电压的调控从而控制所述调光玻璃的透明度，其中，调光玻璃是两层玻璃之间夹着一层液晶膜，通过控制输入液晶模的电压，进而调节液晶膜里的液晶分子排序来达到调节透明度的效果，同时由于调光玻璃是使用一体真空成型法制成，还具有很好的隔音效果，安装在家里时，能隔除大部分噪音给人带来安静的家庭环境。

进一步的，所述调光玻璃内设置有消音层，所述消音层包括第一消音层和第二消音层，其中，所述第一消音层泡孔的大小为10~50μm，泡孔密度为1.0×10

进一步的，所述调光玻璃表面设置有相变材料散热层，所述相变材料散热层为平均相对分子量为800的聚乙二醇材料层（PEG-800）。若调光玻璃长期处在太阳光照等高温环境下容易发生老化，通过在其表面设置散热层，能够避免其长期处于高温环境中，延长其使用寿命。其中，聚乙二醇为有机固固相变材料（固态有序的分子连接结构变成固态无序的分子连接结构），且其相变温度会随着聚合度的增加而升高，因此，其平均相对分子量不能太高也不能过低，当达到其相变温度（35℃）时，会发生固-固相变，吸收热量，从而降低玻璃表面温度。

进一步的，所述调光玻璃表面还设置有石墨烯散热层，且所述石墨烯散热层的热扩散系数为2000mm

进一步的，所述相变材料散热层围绕所述调光玻璃表面呈回形结构设置并形成第一回形结构，所述石墨烯散热层围绕所述调光玻璃表面呈回形结构设置并形成与所述第一回形结构相嵌合的第二回形结构，且所述相变材料散热层和所述石墨烯散热层的厚度相同，并在同一水平面上。这样的设置可以降低双层层叠设置的整体厚度，同时不影响其散热效果。

进一步的，所述调光玻璃表面还设置有六甲基磷酰三胺层和卤化银颗粒层。过量太阳光及紫外线照射可使人体产生红斑、色素沉着、免疫系统受到抑制，患皮肤黑瘤、皮肤癌及白内障等。通过设置卤化银颗粒层，在光照射下，卤化银颗粒分解为银原子和卤素，银原子能吸引可见光，当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收，原来透明的玻璃这时就会变成灰黑色，当玻璃在晚上暗处时，银原子和卤素原子又会结合成卤化银，因为银离子不吸收可见光，于是，玻璃又会变成无色透明；同时设置的六甲基磷酰三胺层可有效地吸收波长为270~380纳米的紫外光，进一步提高玻璃的抗紫外线性能，保障人体健康。

进一步的，所述雨水传感器为由FR-04双面材料制成的雨水感应板，当所述雨水感应板上有水滴，DO数字输出0，通过所述控制模块检测为低电平，对所述智能家用窗进行闭合通过雨水传感器的安装，防止了下雨天忘记关窗的时候雨水进入室内，导致物品的损坏。

进一步的，所述室外空气质量传感器检测到空气质量指数高于所设阈值时，向所述控制模块发送电信号，由所述控制模块控制所述电机工作，闭合所述智能家用窗；所述风速传感器检测到风速高于所设阈值时，向所述控制模块发送电信号，由控制模块控制所述电机工作，闭合所述智能家用窗，通过设定阈值，避免了空气质量差的空气进入室内危害人的健康，同时也避免了通入室内的风，风速过大吹乱室内的物品。

进一步的，所述室外空气质量传感器的所设阈值为空气质量指数100，所述风速传感器的所设阈值为10.8m/s。

进一步的，所述室外空气质量传感器检测到空气质量指数低于所设阈值时，且所述风速传感器检测到风速低于所设阈值时，所述室外空气质量传感器与所述风速传感器起到协同作用，控制模块根据风速与空气质量控制所述智能家用窗的开合度，通过室外空气质量传感器与风速传感器的协同作用，控制智能家用窗的开合度，既保证了通入室内的风速不会过快，同时保证了通入室内的空气的质量。

进一步的，所述智能家用窗的打开程度：空气质量指数低且风速低>空气质量指数低且风速高>空气质量指数高且风速低>空气质量低且风速高；其中空气质量指数低的标准为0~50，空气质量指数高的标准为51~100；风速低的标准为0~5.4m/s，风速高的标准为5.4~10.8 m/s；通过对空气质量指数与风速的设定，保证了智能家用窗的开合度达到适合的状态，拥有良好的通风换气的效果。

进一步的，所述感应模块还包括：

室内空气质量传感器，与所述控制模块电连接，用于检测室内空气质量，将检测结果通过电信号传输给所述控制模块，所述控制模块根据接收到的电信号，向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗的开合度；其中，当室内空气质量指数高于室外空气质量指数时，所述控制模块向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗打开；当室内空气质量指数低于室外空气质量指数时，所述控制模块向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗闭合。

进一步的，所述感应模块还包括：

温度传感器，用于实时检测室内温度，当室内温度高于阈值时，向所述控制模块传输电信号，所述控制模块根据接收到的电信号，向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗打开，通过设置温度传感器，当室内温度过高时，智能家用窗能够自动打开通风换气，降低室内温度，保证用户的舒适度。

相对于现有技术而言，本发明至少具有以下有益效果：

（1）通过光照强度传感器实时检测外部环境的光照强度，并将检测结果传输给控制模块，由控制模块对调光玻璃进行透明度的调节，使得照入室内的光强一直处于最适合的亮度；

（2）通过室外空气质量传感器与风速传感器的单独效果以及协同作用，控制智能家用窗的开合度，既保证了通入室内的风速不会过快，防止室内摆放的物品被风吹乱，同时保证了通入室内的空气的质量，防止了室外空气对室内空气的污染；

（3）通过控制模块根据室内空气传感器与室外空气传感器检测的空气质量指数对比，控制智能家用窗进行开合，当室内空气质量指数高于室外空气质量指数时，所述控制模块向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗打开，进行通风换气；当室内空气质量指数低于室外空气质量指数时，所述控制模块向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗闭合，防止外部空气污染，使得室内空气质量达到动态平衡。

附图说明

图1为本申请的实施例1的智能家用窗的原理结构示意图；

图2为本申请的智能家用窗的结构框体示意图；

图3为本申请的实施例2的智能家用窗的原理结构示意图；

图4为本申请的实施例3的智能家用窗的原理结构示意图；

图5为本申请的实施例4的智能家用窗的原理结构示意图；

图中，1-控制模块；2-感应模块；21-光照强度感应器；22-雨水传感器；23-室外空气质量传感器；24-风速传感器；25-室内空气质量传感器；26-温度传感器；27-人体红外传感器；3-执行模块；31-电机；32-调光玻璃；33-框体；34-传动链条；35-边框；36-卡齿；4-用户端。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，应当理解，本申请中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

实施例1

如图1~2所示，本发明提供了一种智能家用窗，包括：控制模块1，感应模块2，执行模块3与用户端4；其中

所述控制模块1，其中控制模块1采用STM32系列的微处理器，分别与所述感应模块2和所述执行模块3电连接，用于接收所述感应模块2传输的信号，并且根据所述感应模块2的传输的信号控制所述执行模块3工作；

所述执行模块3包括：

电机31，用于接收所述控制模块1发送的指令，控制所述智能家用窗的开合度；

调光玻璃32，用于接收所述控制模块1发送的指令，控制所述智能家用窗的透明度；

所述感应模块2包括：

光照强度感应器21，用于实时感应外界环境的光照强度，将检测的光强信号转化为电信号，将电信号传输给所述控制模块1，所述控制模块1根据电信号向所述执行模块3发送指令，控制所述调光玻璃32的透明度；

雨水传感器22，用于感应外界环境是否下雨，当检测到雨水时，向所述控制模块1传输电信号，所述控制模块1根据接收到的电信号，向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗闭合；

室外空气质量传感器23，用于检测室外的空气质量，将检测结果通过电信号传输给所述控制模块1，所述控制模块1根据接收到的电信号，向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗的开合度；

风速传感器24，用于检测室外的风速，将检测的结果通过电信号传输给所述控制模块1，所述控制模块1根据接收到的电信号，向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗的开合度；

所述用户端4与所述控制模块1无线连接，用于接收所述控制模块1发送的数据，以及向所述控制模块1发送指令，操控所述执行模块3进行工作。其中，用户端4可以为手机、电脑、平板或可穿戴设备等。通过用户端4，用户可以根据自己的喜好对智能家用窗进行透明度与开合度的调节。

优选的，所述电机31安装在所述智能家用窗的框体33底部，所述电机31连接有传动链条34，所述智能家用窗的边框35底部设有卡齿36，所述卡齿36与所述传动链条34嵌合，所述智能家用窗随着所述电机31的工作进行左右开合，通过使用这一结构能够对智能家用窗进行快速的开合控制。

优选的，所述控制模块1根据所述光照强度传感器21传输的电信号，调控供给所述调光玻璃32的电压，通过对电压的调控从而控制所述调光玻璃32的透明度，其中，调光玻璃32是两层玻璃之间夹着一层液晶膜，通过控制输入液晶模的电压，进而调节液晶膜里的液晶分子排序来达到调节透明度的效果，同时由于调光玻璃是使用一体真空成型法制成，还具有很好的隔音效果，安装在家里时，能隔除大部分噪音给人带来安静的家庭环境。

优选的，所述调光玻璃32内设置有消音层，所述消音层包括第一消音层和第二消音层，其中，所述第一消音层泡孔的大小为10~50μm，泡孔密度为1.0×10

优选的，所述调光玻璃32表面设置有相变材料散热层，所述相变材料散热层为平均相对分子量为800的聚乙二醇材料层（PEG-800）。若调光玻璃长期处在太阳光照等高温环境下容易发生老化，通过在其表面设置散热层，能够避免其长期处于高温环境中，延长其使用寿命。其中，聚乙二醇为有机固固相变材料（固态有序的分子连接结构变成固态无序的分子连接结构），且其相变温度会随着聚合度的增加而升高，因此，其平均相对分子量不能太高也不能过低，当达到其相变温度（35℃）时，会发生固-固相变，吸收热量，从而降低玻璃表面温度。

优选的，所述调光玻璃32表面还设置有石墨烯散热层，且所述石墨烯散热层的热扩散系数为2000mm

优选的，所述相变材料散热层围绕所述调光玻璃32表面呈回形结构设置并形成第一回形结构，所述石墨烯散热层围绕所述调光玻璃32表面呈回形结构设置并形成与所述第一回形结构相嵌合的第二回形结构，且所述相变材料散热层和所述石墨烯散热层的厚度相同，并在同一水平面上。这样的设置可以降低双层层叠设置的整体厚度，同时不影响其散热效果。

优选的，所述调光玻璃32表面还设置有六甲基磷酰三胺层和卤化银颗粒层。过量太阳光及紫外线照射可使人体产生红斑、色素沉着、免疫系统受到抑制，患皮肤黑瘤、皮肤癌及白内障等。通过设置卤化银颗粒层，在光照射下，卤化银颗粒分解为银原子和卤素，银原子能吸引可见光，当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收，原来透明的玻璃这时就会变成灰黑色，当玻璃在晚上暗处时，银原子和卤素原子又会结合成卤化银，因为银离子不吸收可见光，于是，玻璃又会变成无色透明；同时设置的六甲基磷酰三胺层可有效地吸收波长为270~380纳米的紫外光，进一步提高玻璃的抗紫外线性能，保障人体健康。

优选的，所述调光玻璃32表面还设置有抗静电涂层，所述抗静电涂层采用贺利氏Clevios™ 导电聚合物涂层，该导电聚合物涂层为贺利氏公司生产的具有良好抗静电性能的涂层材料，可通过市售购买获得；该导电聚合物有助于防止静电产生，能让灰尘和其它颗粒物无法附着，具有很好的防尘防灰效果，使玻璃具有自清洁功能，减少日常的清洁和维护。

优选的，所述雨水传感器22为由FR-04双面材料制成的雨水感应板，其中，FR-04有两种输出方式，一种是AO模拟输出，一种是DO数字输出，这里采用，当所述雨水感应板上有水滴，DO数字输出0，通过所述控制模块1检测为低电平，对所述智能家用窗进行闭合通过雨水传感器22的安装，防止了下雨天忘记关窗的时候雨水进入室内，导致物品的损坏。

优选的，所述室外空气质量传感器23检测到空气质量指数高于所设阈值时，向所述控制模块1发送电信号，由所述控制模块1控制所述电机工作，闭合所述智能家用窗；所述风速传感器24检测到风速高于所设阈值时，向所述控制模块1发送电信号，由控制模块1控制所述电机工作，闭合所述智能家用窗，通过设定阈值，避免了空气质量差的空气进入室内危害人的健康，同时也避免了通入室内的风，风速过大吹乱室内的物品。

优选的，所述室外空气质量传感器23的所设阈值为空气质量指数100，所述风速传感器24的所设阈值为10.8m/s。

优选的，所述室外空气质量传感器23检测到空气质量指数低于所设阈值时，且所述风速传感器24检测到风速低于所设阈值时，所述室外空气质量传感器23与所述风速传感器24起到协同作用，控制模块1根据风速与空气质量控制所述智能家用窗的开合度，通过室外空气质量传感器23与风速传感器24的协同作用，控制智能家用窗的开合度，既保证了通入室内的风速不会过快，同时保证了通入室内的空气的质量。

优选的，所述智能家用窗的打开大小程度：空气质量指数低且风速低>空气质量指数低且风速高>空气质量指数高且风速低>空气质量低且风速高；其中空气质量指数低的标准为0~50，空气质量指数高的标准为51~100；风速低的标准为0~5.4m/s，风速高的标准为5.4~10.8 m/s；通过对空气质量指数与风速的设定，保证了智能家用窗的开合度达到适合的状态，拥有良好的通风换气的效果。

本实施例的有益效果是：（1）通过光照强度传感器实时检测外部环境的光照强度，并将检测结果传输给控制模块，由控制模块对调光玻璃进行透明度的调节，使得照入室内的光强一直处于最适合的亮度；（2）通过室外空气质量传感器与风速传感器的单独效果以及协同作用，控制智能家用窗的开合度，既保证了通入室内的风速不会过快，防止室内摆放的物品被风吹乱，同时保证了通入室内的空气的质量，防止了室外空气对室内空气的污染。

实施例2

如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例在感应模块2中增加了室内空气质量传感器25，其中，室内空气质量传感器25与所述控制模块1电连接，用于检测室内空气质量，将检测结果通过电信号传输给所述控制模块1，所述控制模块1根据接收到的电信号，向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗的开合度；其中，当室内空气质量指数高于室外空气质量指数时，所述控制模块1向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗打开；当室内空气质量指数低于室外空气质量指数时，所述控制模块1向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗闭合。

本实施例的有益效果是：通过控制模块根据室内空气传感器与室外空气传感器检测的空气质量指数对比，控制智能家用窗进行开合，当室内空气质量指数高于室外空气质量指数时，所述控制模块向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗打开，进行通风换气；当室内空气质量指数低于室外空气质量指数时，所述控制模块向所述执行模块发送指令，控制所述智能家用窗闭合，防止外部空气污染，使得室内空气质量达到动态平衡。

实施例3

如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例在感应模块2中增加了温度感应器26，其中，温度传感器26与所述控制模块1电连接，用于实时检测室内温度，当室内温度高于阈值时，向所述控制模块1传输电信号，所述控制模块1根据接收到的电信号，向所述执行模块3发送指令，控制所述智能家用窗打开。

本实施例的有益效果是：通过设置温度传感器，当室内温度过高时，智能家用窗能够自动打开通风换气，降低室内温度，保证用户的舒适度。

实施例4

如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例在感应模块2中增加了人体红外感应器27，其中，人体红外感应器27与所述控制模块1无线连接，用于检测室外是否有人接近，如果有人接近，人体红外感应器27向控制模块1发送信号，控制模块1接收信号后向执行模块3发送指令，控制智能家用窗闭合，同时人体红外感应器27还能够检测人手是否放在窗户上，检测到有人手置于窗户上时，向控制模块1发送信号，控制模块1接收信号后，向执行模块3发送指令，防止智能家用窗闭合。

本实施例的有益效果是：通过人体红外感应器27检测室外是否有人接近，当有人接近时，控制智能家用窗关闭，能够防止小偷通过窗户进入室内进行偷窃，造成财物损失，同时人体红外感应装置27通过检测是否有人将手置于窗户上，当有人将手置于窗户上时，控制智能家用窗停止关闭，这样能够防止人的手被夹，尤其是有小孩的家庭，更加需要这一设置。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。