一种基于单片机的智能窗户

技术领域

本发明涉及窗户领域，尤其涉及一种基于单片机的智能窗户。

背景技术

智能家居(英文:smart home,home automation)是以住宅为平 台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技 术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与 家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术 性,并实现环保节能的居住环境；

窗户作为室内与连接外界相连的一个媒介,常常使用在房屋布局 上,现有的窗户功能单调,需要人为的打开窗户和关闭窗户，当出现一 些突发情况是，往往不能被及时的打开或关闭，如突然下雨，窗户未 关时雨水可能会落进室内，如出现煤气泄漏时，窗户不能及时打开换 气，因此本发明提出一种基于单片机的智能窗户以解决现有技术中存 在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于单片机的智能窗 户，该种基于单片机的智能窗户再通过设置的数据感应模块对应室外 环境以及室内环境变化进行感应监测，并通过数据传输单元输送数据 在微控制器内，由微控制器控制电机驱动单元来实现玻璃窗本体的控 制，从而达到窗户智能化的效果，以实现防风雨、防气体中毒等功能， 同时便于用户进行交互操作。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于 单片机的智能窗户，包括窗户框架和数据感应模块，所述窗户框架内 安装有玻璃窗本体，且玻璃窗本体的一侧在窗户框架上安装有电机驱 动单元，所述电机驱动单元与玻璃窗本体连接，且玻璃窗本体的一侧 在窗户框架内安装有微处理器，所述微处理器与数据感应模块之间设 有数据传输单元，且微处理器通过数据传输单元与数据感应模块连 接，所述数据感应模块包括温湿度传感器、燃气传感器、烟感传感器、 光照强度传感器和风雨传感器。

进一步改进在于：所述温湿度传感器和光照传感器均设有多组， 且均匀安装在室外和室内，所述风雨传感器安装在室外，所述燃气传 感器、烟感传感器和光照强度传感器均安装在室内，所述数据传输单 元设有多组，且多组数据传输单元分别与温湿度传感器、燃气传感器、 烟感传感器、光照强度传感器以及风雨传感器连接。

进一步改进在于：所述窗户框架内设有供电模块，所述供电模块 为直插供电单元或太阳能供电单元中的一种，所述直插供电单元上设 有断电保护器，所述太阳能供电单元上设有蓄电池组。

进一步改进在于：所述窗户框架上安装有人机交互单元，所述人 机交互单元上设有数据显示单元，且人机交互单元与微控制器电连 接。

进一步改进在于：所述窗户框架上设有智能网关模块，且窗户框 架上设有摄像头，所述摄像头位于室内，且摄像头与智能网关模块电 连接，所述智能网关模块用于与用户的移动终端进行连接，所述智能 网关模块与人机交互单元连接。

进一步改进在于：所述窗户框架上设有警报模块，所述警报模块 的一侧在窗户框架上安装有窗户开关检测单元，且窗户开关检测单元 与警报模块电连接，所述警报模块与微控制器电连接，所述警报模块 还包括有声光报警灯。

进一步改进在于：所述电机驱动单元上设有限位开关。

进一步改进在于：所述窗户框架上还设有红外线感应器，所述红 外线感应器设置在室外，用于感应人体。

进一步改进在于：所述微型处理器内还设有组网芯片，用于通过 无线通信技术与网络连接，用于使使用者通过手机进行连接控制。

本发明的有益效果为：该种基于单片机的智能窗户再通过设置的 数据感应模块对应室外环境以及室内环境变化进行感应监测，并通过 数据传输单元输送数据在微控制器内，由微控制器控制电机驱动单元 来实现玻璃窗本体的控制，从而达到窗户智能化的效果，以实现防风 雨、防气体中毒等功能，同时便于用户进行交互操作，再通过设置的 智能网关模块，便于用户不在家时，也可以对窗户的状态进行了解和 设置，通过设置的警报模块，用于监测窗户的状态，以提升安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这 些附图获得其他的附图。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明的流程示意图。

图3是本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方 位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述 本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特 定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限 制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于 描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是 固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接， 也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步 详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限 定。

实施例一

根据图1、2所示，本实施例提出了一种基于单片机的智能窗户， 包括窗户框架和数据感应模块，所述窗户框架内安装有玻璃窗本体， 且玻璃窗本体的一侧在窗户框架上安装有电机驱动单元，所述电机驱 动单元与玻璃窗本体连接，且玻璃窗本体的一侧在窗户框架内安装有 微处理器，所述微处理器与数据感应模块之间设有数据传输单元，且 微处理器通过数据传输单元与数据感应模块连接，所述数据感应模块 包括温湿度传感器、燃气传感器、烟感传感器、光照强度传感器和风 雨传感器，所述电机驱动单元上设有限位开关，工作时，通过设置的 数据感应模块对室内及室外环境变化情况进行监测，监测的数据结果通过数据传输单元输送至微处理器内，由微处理器对数据进行比对， 再根据比对的结果对玻璃窗本体进行控制，其中数据传输单元利用 ZigBee(无线网上协议)技术传入微处理器内，微处理器的型号为 MSP430，通过设置的数据感应模块对应室外环境以及室内环境变化进 行感应监测，并通过数据传输单元输送数据在微控制器内，由微控制 器控制电机驱动单元来实现玻璃窗本体的控制，从而达到窗户智能化 的效果，以实现防风雨、防气体中毒等功能，同时便于用户进行交互 操作。

所述温湿度传感器和光照传感器均设有两组，且均匀安装在室外 和室内，所述风雨传感器安装在室外，所述燃气传感器、烟感传感器 和光照强度传感器均安装在室内，所述数据传输单元设有多组，且多 组数据传输单元分别与温湿度传感器、燃气传感器、烟感传感器、光 照强度传感器以及风雨传感器连接，通过温湿度传感器、燃气传感器、 烟感传感器、光照强度传感器和风雨传感器将检测到的温度、湿度、 光照强度、烟雾和可燃气体浓度的数据利用ZigBee(无线网上协议) 技术传入到微处理器内，作为控制玻璃窗本体开关的参考数据，温湿 度传感器的型号为HTU21D，所述光照强度传感器的型号为GY-30。

所述窗户框架内设有供电模块，所述供电模块为直插供电单元， 所述直插供电单元上设有断电保护器，工作时，通过直插供电单元与 外部供电插座进行连接，继而可以进行供电，同时通过设置的断电保 护器提升窗户与外部供电连接的安全性能。

所述窗户框架上安装有人机交互单元，所述人机交互单元上设有 数据显示单元，且人机交互单元与微控制器电连接，工作时，用于可 以通过人机交互单元上的数据显示单元，对数据感应模块感应到的实 时数据进行观察，并且可以通过操作人机交互单元，对微处理器发出 控制信号。

所述窗户框架上设有智能网关模块，且窗户框架上设有摄像头， 所述摄像头位于室内，且摄像头与智能网关模块电连接，所述智能网 关模块用于与用户的移动终端进行连接，所述智能网关模块与人机交 互单元连接，通过设置的智能网关模块，便于用户不在家时，也可以 通过移动终端与智能网关模块连接，对窗户的状态进行了解和设置， 移动终端通常为手机及平板电脑，同时，通过设置的摄像头，便于用 户对窗户的状态进行直接观测。

所述窗户框架上设有警报模块，所述警报模块的一侧在窗户框架 上安装有窗户开关检测单元，且窗户开关检测单元与警报模块电连 接，所述警报模块与微控制器电连接，通过设置的警报模块，用于监 测窗户的状态，以提升安全性能，工作时，当微处理器对电机驱动单 元进行控制后，此时玻璃窗本体会被动的进行转动，即完成开启或者 关闭的操作，与此同时，通过窗户开关检测单元对玻璃窗本体进行感 应检测，窗户开关检测单元通过红外的方式对玻璃窗本体的位置进行 感应，当微控制器对电机驱动单元发出控制指令时，窗户开关检测单 元会进行检测，当检测到玻璃窗本体在一定的时间内并未打开或者是 关闭，即会通过警报模块发出警报信息，以提醒用户该窗户出现了故 障，警报模块还包括有声光报警灯，该声光报警灯位于窗户的外侧， 当发生警报信息后，声光报警灯被触发，以便让窗户外的人看到，便 于报警施救，该声光报警灯发出的闪光为SOS闪光信号。

所述窗户框架上还设有红外线感应器，所述红外线感应器设置在 室外，用于感应人体，红外线感应器可以感应人体红外光谱的变化， 其与微处理器电连接，当有人进入感应范围内时，红外线感应器发出 感应信号，并将其发送至微处理器内，由微处理器对警报模块发出警 报信息，其由于感应小偷或者是小孩进行爬窗行动，进一步的加强安 全性能。

在智能窗户使用的过程中，微型处理器内还设有组网芯片，用于 通过无线通信技术可以与网络进行连接，继而可以通过手机APP或者 是微信小程序等，使使用者通过手机即可与智能窗户进行交互，不仅 方便使用者能够及时的收取到相关信息，也便于使用者对智能窗户的 各个信息进行设置。

实施例二

根据图2、3所示，本实施例提出了一种基于单片机的智能窗户， 包括窗户框架和数据感应模块，所述窗户框架内安装有玻璃窗本体， 且玻璃窗本体的一侧在窗户框架上安装有电机驱动单元，所述电机驱 动单元与玻璃窗本体连接，且玻璃窗本体的一侧在窗户框架内安装有 微处理器，所述微处理器与数据感应模块之间设有数据传输单元，且 微处理器通过数据传输单元与数据感应模块连接，所述数据感应模块 包括温湿度传感器、燃气传感器、烟感传感器、光照强度传感器和风 雨传感器，所述电机驱动单元上设有限位开关，工作时，通过设置的 数据感应模块对室内及室外环境变化情况进行监测，监测的数据结果通过数据传输单元输送至微处理器内，由微处理器对数据进行比对， 再根据比对的结果对玻璃窗本体进行控制，其中数据传输单元利用 ZigBee(无线网上协议)技术传入微处理器内，微处理器的型号为 MSP430。

所述温湿度传感器和光照传感器均设有两组，且均匀安装在室外 和室内，所述风雨传感器安装在室外，所述燃气传感器、烟感传感器 和光照强度传感器均安装在室内，所述数据传输单元设有多组，且多 组数据传输单元分别与温湿度传感器、燃气传感器、烟感传感器、光 照强度传感器以及风雨传感器连接。

所述窗户框架内设有供电模块，所述供电模块为太阳能供电单 元，所述太阳能供电单元上设有蓄电池组，工作时，通过太阳能供电 单元对蓄电池组进行供电，再通过蓄电池组对窗户进行供电，以节省 能源的浪费，太阳能供电单元安装在窗户框架靠室外的一侧。

所述窗户框架上安装有人机交互单元，所述人机交互单元上设有 数据显示单元，且人机交互单元与微控制器电连接。

所述窗户框架上设有智能网关模块，且窗户框架上设有摄像头， 所述摄像头位于室内，且摄像头与智能网关模块电连接，所述智能网 关模块用于与用户的移动终端进行连接，所述智能网关模块与人机交 互单元连接。

所述窗户框架上设有警报模块，所述警报模块的一侧在窗户框架 上安装有窗户开关检测单元，且窗户开关检测单元与警报模块电连 接，所述警报模块与微控制器电连接，所述警报模块还包括有声光报 警灯。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和 说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围 的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要 求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。