基于风光互补供电的智能窗控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于风光互补供电的智能窗控制系统，包括传感器模块、控制模块、红外遥控模块、风光互补电源和电机驱动模块，其中，传感器模块、红外遥控模块、风光互补电源和电机驱动模块均与控制模块连接，电机驱动模块用来驱动窗户或窗帘；所述的传感器模块用来实时监测室内外的环境状况。本实用新型采用传感器模块多角度实时检测环境状况，根据环境状况自动控制窗户或窗帘的开关，节省人力；采用风光互补电源，实现自给自足，节约电力成本，绿色环保。
【专利说明】基于风光互补供电的智能窗控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于智能家居【技术领域】，尤其涉及一种基于风光互补供电的智能窗控制系统。
【背景技术】
[0002]窗户是每家每户都有的，在快节奏生活中，传统窗户需要人力进行开窗和关窗。而且，当家里没人时，有恶劣天气或突发事件发生，由于不能及时开窗或关窗，可能造成损失，因此，传统窗户存在诸多不便。随着社会进步和电子技术发展，人们对家居智能化要求不断提高，智能窗市场需求不断扩大。目前市场智能窗控制系统价格昂贵，功能单一，难以满足大多用户需求。
实用新型内容
[0003]针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种无需人力进行开窗和关窗的、基于风光互补供电的智能窗控制系统，该智能窗控制系统可根据环境信息控制窗户或窗帘的开启或关闭。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]基于风光互补供电的智能窗控制系统，包括传感器模块、控制模块、红外遥控模块、风光互补电源和电机驱动模块，其中，传感器模块、红外遥控模块、风光互补电源和电机驱动模块均与控制模块连接，电机驱动模块用来驱动窗户或窗帘；所述的传感器模块用来实时监测室内外的环境状况。
[0006]上述传感器模块包括感光传感器、湿度传感器、温度传感器、风速传感器、热释电红外传感器和空气质量传感器中的一种或多种。
[0007]上述控制模块为单片机最小系统，包括振荡电路、复位电路和单片机，振荡电路、复位电路均与单片机相连，所述的单片机为STC89C52型号低功耗单片机。
[0008]上述风光互补电源包括风力发电机、太阳能电池组件、充电控制器和储能蓄电池，充电控制器通过导线分别与风力发电机、太阳能电池组件和储能蓄电池连接，储能蓄电池通过导线连接控制模块。
[0009]作为优选，本实用新型还包括GSM无线通信模块，GSM无线通信模块连接控制模块，控制模块通过GSM无线通信模块与用户的移动通信设备进行通信。
[0010]作为优选，本实用新型还包括时钟模块和显示模块，时钟模块和显示模块均连接控制|吴块。
[0011]本实用新型包括人工模式和自动模式两种工作模式，工作过程分别如下:
[0012]⑴人工模式
[0013]用户通过红外遥控模块向控制模块发送指令，然后，接收到指令的控制模块向电机驱动模块发送信号，电机驱动模块驱动控制窗户或窗帘的电机。该模式下，也可通过人工方式打开或关闭窗户(或窗帘)。
[0014](2)自动模式
[0015]该模式下，传感器模块实时监测室内外环境状况，控制模块根据环境状态控制电机驱动模块实现窗户(或窗帘)打开或关闭。当传感器模块监测到恶劣天气时，控制模块则通过GSM无线通信模块及时向用户的移动通信设备发送消息。
[0016]和现有技术相比，本实用新型具有如下特点:
[0017]1、采用多种传感器构成的传感器模块多角度实时检测环境状况，控制模块根据环境状况控制电机驱动模块打开或关闭窗户(窗帘)，节省了人力。
[0018]2、采用风光互补电源，将风能与太阳能有效结合利用，实现自给自足，多余的电能还可实现并网，节约电力成本，绿色环保。
[0019]3、遇见紧急事件时，控制模块通过GSM无线通信模块向用户的移送通信设备发送消息，避免用户不能及时处理造成的经济损失与精神创伤。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构框图；
[0021]图2为红外遥控模块的具体电路图；
[0022]图3为电机驱动模块的具体电路图；
[0023]图4为风光互补电源的具体结构示意图；
[0024]图5为MQ135B型号烟雾传感器的电路图；
[0025]图6为DHTll型号温湿度传感器的电路图；
[0026]图7为时钟芯片DS1302的电路图。
【具体实施方式】
[0027]图1为本实用新型的具体结构示意图，本实用新型包括传感器模块、控制模块、红夕卜遥控模块、风光互补电源、GSM无线通信模块、电机驱动模块、时钟模块和显示模块，其中，传感器模块、红外遥控模块、风光互补电源、GSM无线通信模块和电机驱动模块、时钟模块、显示模块均与控制模块连接，电机驱动模块用来驱动窗户或窗帘。
[0028]传感器模块用来实时采集室内外的环境数据，控制模块将环境数据与设定阈值进行比较，并根据比较结果向电机驱动模块发送指令，电机驱动模块根据接收指令控制电机驱动窗户(或窗帘)的打开或关闭；或者，控制模块根据红外遥控模块指令控制电机驱动模块，实现窗户(或窗帘)的打开或关闭。当发生紧急事件，可通过GSM无线通信模块通知用户的移动通信设备。
[0029]1、控制模块
[0030]本具体实施中，控制模块为单片机最小系统，包括振荡电路、复位电路和单片机，振荡电路、复位电路均与单片机相连。其中，振荡电路由11.0592MHz的晶振配合两个22p的谐振电容构成，为单片机提供系统时钟。复位电路即可实现上电复位，也可实现人工手动复位。本具体实施中，单片机采用STC89C52型号低功耗单片机。
[0031]2、GSM无线通信模块
[0032]本具体实施总，GSM无线通信模块采用华为GTM900无线模块，是一款GSM/GPRS无线模块，可支持语音业务、无线数据业务、短信息功能、补充业务功能以及集群功能等。本具体实施中主要应用GSM无线通信模块的短信息功能，以实现无线通信功能。
[0033]3、红外遥控模块
[0034]红外遥控模块包括红外发射管和红外接收管，红外接收管将红外发射管发射的红外光信号转换为电信号，电信号再经放大、自增益控制、滤波及解调后还原成原始编码。本具体实施中采用HS0038接收头实现遥控信号的解码，见图2。
[0035]4、电机驱动模块
[0036]本具体实施中，电机驱动模块采用双直流电机驱动模块L298，其电路图见图3，L298是一种大电流电机驱动芯片，工作电压最高可达46V，输出电流最大可达3A，内含两个H桥高电压大电流全桥式驱动器，可用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器、线圈等感性负载；采用标准TTL逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作。
[0037]5、风光互补电源
[0038]风光互补电源可通过风力发电机和太阳能电池组件分别收集风能和太阳能，给智能窗系统提供电能，并将多余的电能储存于蓄电池中以备不时之需。本具体实施中，风光互补电源包括风力发电机、太阳能电池组件、充电控制器和储能蓄电池，风力发电机安装于室外较高处，太阳能电池组件面相阳面设置，充电控制器通过导线分别与风力发电机、太阳能电池组件和储能蓄电池连接，储能蓄电池通过导线连接控制模块。
[0039]6、传感器模块
[0040]传感器模块用来实时监测室内外的环境信息。本具体实施中，传感器模块包括MQ135B型号烟雾传感器、RD622型号红外热释电传感器、光敏电阻、DHTll型号温湿度传感器和风速传感器；其中，烟雾传感器和温度传感器安装于室内，分别用来监测室内的空气质量和温度；红外热释电传感器、光敏电阻、温湿度传感器和风速传感器安装于室内，红外热释电传感器用来监测窗外是否有人靠近，光敏电阻用来监测室外光照强度，温湿度传感器和风速传感器可共同监测天气状况。
[0041]烟雾传感器与光敏电阻采集环境参数并转化为模拟电压，通过ADC采样交给单片机，MQ135B型号烟雾传感器的电路图见图5。而RD622型号红外热释电传感器与DHTll型号温湿度传感器则直接将采集信号传给单片机，DHTll型号温湿度传感器的电路图见图6。
[0042]7、时钟模块和显示模块
[0043]本具体实施中，时钟模块采用DALLAS公司的充电时钟芯片DS1302，电路图见图7，其内含实时时钟、实时日历和31字节静态随机存储器(RAM)，可通过其串行接口与单片机通信。时钟芯片DS1302与单片机间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根I/O线:复位(RST)、I/O数据线和串行时钟(SCLK)。时钟/RAM的读或写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。控制模块振荡电路中中晶振用来为时钟芯片DS1302提供时间基准。
[0044]显示模块可用来显示时间、传感器模块采集的环境参数及系统状态等，本具体实施中显示模块为5110液晶显示屏。
[0045]本实用新型采用风光互补电源进线供电，并且可以并网发电，节能环保；另外，采用的传感器模块和单片机价格低廉，可节约成本。采用处理能力强、运行速度快的单片机，实时监控家中状况并通过GSM无线通信模块与用户的移动通信设备进行信息交互，实现远程操作与管理，为用户节约大量时间，且可避免不必要的损失，从而可为用户创建一个安全的智能家居环境。
【权利要求】
1.基于风光互补供电的智能窗控制系统，其特征在于，包括: 传感器模块、控制模块、红外遥控模块、风光互补电源和电机驱动模块，其中，传感器模块、红外遥控模块、风光互补电源和电机驱动模块均与控制模块连接，电机驱动模块用来驱动窗户或窗帘；所述的传感器模块用来实时监测室内外的环境状况。
2.如权利要求1所述的基于风光互补供电的智能窗控制系统，其特征在于: 所述的传感器模块包括感光传感器、湿度传感器、温度传感器、风速传感器、热释电红外传感器和空气质量传感器中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的基于风光互补供电的智能窗控制系统，其特征在于: 所述的控制|吴块为单片机最小系统，包括振荡电路、复位电路和单片机，振荡电路、复位电路均与单片机相连。
4.如权利要求1所述的基于风光互补供电的智能窗控制系统，其特征在于: 所述的风光互补电源包括风力发电机、太阳能电池组件、充电控制器和储能蓄电池，充电控制器通过导线分别与风力发电机、太阳能电池组件和储能蓄电池连接，储能蓄电池通过导线连接控制模块。
5.如权利要求1所述的基于风光互补供电的智能窗控制系统，其特征在于: 还包括GSM无线通信模块，GSM无线通信模块连接控制模块，控制模块通过GSM无线通信模块与用户的移动通信设备进行通信。
6.如权利要求1所述的基于风光互补供电的智能窗控制系统，其特征在于: 还包括时钟模块和显示模块，时钟模块和显示模块均连接控制模块。
【文档编号】A47H5/02GK204002270SQ201420453580
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】顾涵, 胡绍旋, 潘启勇, 范瑜, 张惠国, 徐健, 夏金威, 钱琳, 孙健, 陈得, 石秀, 孙娟 申请人:常熟理工学院