自动开关窗系统设计

1. 自动开关窗系统，其特征是，包括：

风力检测模块，包括风车、红外线检测装置，红外线检测装置包括发射器、接收器，所述风车设置在发射器、接收器之间；红外线检测装置检测单位时间内通过发射器、接收器之间的风车叶片的数量实现对风速的测定并产生风速电信号；所述接收器连接微控制器的输入端；

温度检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室内环境的温度后产生温度电信

号；

湿度检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室内环境的湿度后产生湿度电信

号；

烟雾检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室内是否有烟雾后产生烟雾电信

号；

有毒气体检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测包括一氧化碳的有毒气体，产生

有毒气体电信号；

雨水检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室外空气是否有雨滴后产生雨水电

信号；

微控制器，根据自身预存的程序对所述的风速电信号、温度电信号、湿度电信号、烟雾

电信号、有毒气体电信号、雨水电信号进行分析处理；

无线通信模块，包括M35 无线短信模块，用于微控制器跟远程的下位机进行无线短信

通信；

步进电机驱动模块，连接微控制器的输出端，用于驱动开关窗户的步进电机；

电磁阀模块，连接微控制器的输出端，用于控制灭火装置打开关闭动作的执行；

液晶显示器及按键装置，通过人机接口连接微控制器；

声光报警装置，连接微控制器的输出端，用于当微控制器分析得出有烟雾、有有毒气体

或温度、湿度超标时发出报警。

自动开关窗系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及窗户技术领域，具体是一种控制窗户自动开关的系统。

背景技术

[0002] 如今科技飞速的发展，百姓的生活水平都有了很大的提高，智能生活也一步一步

的走进人们的日常生活。窗户，是人类一项伟大的发明之一，起初的窗户是为了抵挡风雨，引入阳光，流通空气而创造的。然而，随着时代的发展，普通的窗户已经不能满足居民家居生活的需要了。居民外出，开窗离开的话，突然而来的强风暴雨会将家内吹得一团糟，而且小偷也可以很方便的从窗户进入进行偷窃，居民财产安全得不到保证；关窗离开的话，煤气泄漏引起的煤气爆炸，煤气中毒事件屡见不鲜，而且室内空气得不到改善。居民出门在外，对家内情况也毫不了解，无法对突如其来的事件作出相应反应。

[0003] 因而，造成居民外出，开窗不行，关窗也不好，如果有一种窗户可以根据居民的需要，实现自动开关就好了，这样无论外出窗户的状态如何，都不必担心家内情况了。根据这一需求，我们团队研究出了自动开关窗系统，实现了居民最基本的要求，并且在这个基础上添加了更多更加实用、更加全面的功能。

实用新型内容

[0004] 为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自动开关窗

系统，它可根据人体适宜的家居环境实现窗户的自动开关。

[0005] 为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：该自动开关窗系统，包括：[0006] 风力检测模块，包括风车、红外线检测装置，红外线检测装置包括发射器、接收器，

所述风车设置在发射器、接收器之间；红外线检测装置检测单位时间内通过发射器、接收器之间的风车叶片的数量实现对风速的测定并产生风速电信号；所述接收器连接微控制器的输入端；

[0007] 温度检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室内环境的温度后产生温度电

信号；

[0008] 湿度检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室内环境的湿度后产生湿度电

信号；

[0009] 烟雾检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室内是否有烟雾后产生烟雾电

信号；

[0010] 有毒气体检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测包括一氧化碳的有毒气体，产生有毒气体电信号；

[0011] 雨水检测模块，连接微控制器的输入端，用于检测室外空气是否有雨滴后产生雨

水电信号；

[0012] 微控制器，根据自身预存的程序对所述的风速电信号、温度电信号、湿度电信号、烟雾电信号、有毒气体电信号、雨水电信号进行分析处理；

[0013] 无线通信模块，包括M35 无线短信模块，用于微控制器跟远程的下位机进行无线短信通信；

[0014] 步进电机驱动模块，连接微控制器的输出端，用于驱动开关窗户的步进电机；[0015] 电磁阀模块，连接微控制器的输出端，用于控制灭火装置打开关闭动作的执行；[0016] 液晶显示器及按键装置，通过人机接口连接微控制器；

[0017] 声光报警装置，连接微控制器的输出端，用于当微控制器分析得出有烟雾、有有毒气体或温度、湿度超标时发出报警。

[0018] 本实用新型的有益效果是：它可根据人体适宜的家居环境实现窗户的自动开关，

此外：

[0019] 1、设置了M35 无线短信模块，居民可以通过手机发送信息远程控制窗户的开关，该系统也可以向人们发送信息，实现了人机的互动。

[0020] 2、便于多套自动开关窗系统组网控制。

[0021] 3、设置了控制灭火装置的电磁阀，如果火灾发生时，不但能够预警，还能够启动灭火装置主动灭火。

[0022] 4、通过按键能够随时将该系统切换到手动模式，方便快捷。

[0023] 5、微控制器能在多个检测信号同时输入时，通过自身程序实现优先级响应。

附图说明

[0024] 下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

[0025] 图1 为本实用新型实施例的结构框图。

具体实施方式

[0026] 如图1 所示，该自动开关窗系统包括风力检测模块、温度检测模块、湿度检测模块、烟雾检测模块、有毒气体检测模块、雨水检测模块、微控制器、无线通信模块、步进电机

驱动模块、电磁阀模块、液晶显示器及按键装置、声光报警装置。

[0027] 所述风力检测模块包括风车、红外线检测装置，红外线检测装置包括发射器、接收器，所述风车设置在发射器、接收器之间；红外线检测装置检测单位时间内通过发射器、接收器之间的风车叶片的数量实现对风速的测定并产生风速电信号；所述接收器连接微控制器的输入端。

[0028] 所述温度检测模块连接微控制器的输入端，用于检测室内环境的温度后产生温

度电信号；温度检测模块采用DS18B20 芯片作为温度检测模块的主要元件。DS18B20 采用

1-Wire 总线协议方式，具有线路简单，体积小的特点，测量温度范围在-55 摄氏度到+125 摄氏度之间。

[0029] 所述湿度检测模块连接微控制器的输入端，用于检测室内环境的湿度后产生湿度

电信号；采用DHT11 湿度传感器作为湿度检测模块。此模块能对湿度的测量进行数字信号输出，无需额外器件，具有卓越的长期稳定性，超低能耗，抗干扰能力强。

[0030] 所述烟雾检测模块连接微控制器的输入端，用于检测室内是否有烟雾后产生烟雾

电信号。采用MQ-2 气体传感器作为烟雾检测的主要元件。该传感器探测范围广泛、灵敏度

高、响应恢复快速、稳定性优异、驱动电路简单，可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适

宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。

[0031] 所述有毒气体检测模块连接微控制器的输入端，用于检测包括一氧化碳的有毒气体，产生有毒气体电信号。采用MQ-9 气体传感器作为有毒气体检测模块的主要元件。该传

感器具有探测范围广泛、灵敏度高、响应恢复快速、稳定性优异、驱动电路简单等优点，可用

于火灾、地震、矿区等危险环境的气体气体浓度监测装置，也可用于家用气体泄漏报警。适宜于一氧化碳气体等有毒气体的探测。

[0032] 所述雨水检测模块连接微控制器的输入端，用于检测室外空气是否有雨滴后产生

雨水电信号。当雨滴落在雨传感器上时产生短路，此时微控制器将检测到电平的变化，以此带动控制窗户启闭的电机作出相应的动作，关掉窗户。当导线网上的所有水滴都蒸发掉后电路恢复短路状态，微控制器发出指令，启动电机反转，最终将窗户打开。

[0033] 所述微控制器根据自身预存的程序对所述的风速电信号、温度电信号、湿度电信号、烟雾电信号、有毒气体电信号、雨水电信号进行分析处理。

[0034] 所述无线通信模块包括M35 无线短信模块，用于微控制器跟远程的下位机进行无

线短信通信。当微控制器检测到烟雾、有毒气体超标，温度过高，湿度不适合时会给M35 无线短信模块不同的状态指令，通过短信形式发给户主。用户通过短信回复可实现远程的开关窗操作。

[0035] 所述步进电机驱动模块，连接微控制器的输出端，用于驱动开关窗户的步进电机。采用ULN2003 作为驱动芯片，当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度( 一个步距角)。当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。

[0036] 所述电磁阀模块，连接微控制器的输出端，用于控制灭火装置打开关闭动作的执行。

[0037] 所述液晶显示器及按键装置通过人机接口连接微控制器；采用12864 液晶显示

器。液晶显示器是128×64 点阵的汉字图形型液晶显示器，可显示汉字及图形，内置国

标GB2312 码简体中文字库(16X16 点阵)，128 个字符(8X16 点阵) 及64X256 点阵显示RAM(GDRAM)。可与微控制器直接接口，提供两种界面来连接微控制器：8 位并行及串行两种

连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等；可实现对时间、温度、烟雾、有

无人及人数等信息的显示。

[0038] 所述声光报警装置连接微控制器的输出端，用于当微控制器分析得出有烟雾、有

有毒气体或温度、湿度超标时发出报警。对温度，湿度的报警值，我们采用4×4 键盘输入设

定。

[0039] 本系统采用价格低廉的STC12C5201 单片机为控制芯片，对室内外信息就行采集，根据室内环境和室外环境的状况，进行开关窗子。通过检测环境的温度，有毒气体，风力等信息，综合控制窗子的状态，以保证给人们提供一个安全舒适的生活环境。