一种多功能窗户与窗帘助手的制作方法
【专利摘要】一种多功能窗户和窗帘助手，包括控制模块、信息获取模块以及电机模块；信息获取模块负责获取各项信息，并将信息传送至控制模块；控制模块负责处理从温度传感模块、光敏传感模块、空调感应模块以及从移动终端模块获取的信息，并将相应指令发送至电机模块；电机模块按照指令对窗帘和窗户开关；一种多功能窗户和窗帘助手具有自动模式和人机交互模式，其中人机交互模式又包括直接指令模式、空调模式、午睡模式和雾霾模式；不同模式下，控制模块发送不同的信息给电机模块，驱动电机实现窗帘和窗户的自动以及手动控制。
【专利说明】
一种多功能窗户与窗帘助手
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种多功能窗户与窗帘助手，属于智能家居以及家庭服务机器人 领域。
【背景技术】
[0002] 随着时代的发展，人们对居家环境的要求日益提高。适宜的亮度和温度，是构成室 内良好环境的重要因素。但城市的热岛效应和严重的光污染，严重影响了室内的环境。同 时，随着生活节奏的加快，人们越来越没有时间顾及家中，有时会在忙碌中忘记关窗，让雾 霾入侵。而且，过多的窗户和较远的距离也成为现代人不愿打理环境的理由。如何自动化的 营造一个良好的居家氛围，为快节奏的现代人提供一个舒适而温馨的"港湾"，正成为一个 日益被重视的问题。
[0003] 而在我们日常生活中，最常用的能够让我们控制的家中环境的物品就是窗帘和窗 户。现有技术中有一种专利号为CN 204112981U的专利，是一种自动窗户。然而此专利在判 断条件优先级的论述上有较大缺陷，例如专利中表示在光强低于阈值时，会输出高电平，关 闭窗户；而当火焰传感器达到阈值时会输出低电平，打开窗户，而日常生活中，是存在出现 天黑时着火的可能的，此时应该如何控制，专利并没有描述，也没有考虑到雾霾的因素。还 有专利号为CN 103932571A的专利，是遮阳窗帘控制系统，但是此系统无法实现窗帘与窗户 的协同工作，而一个操控系统是可以同时控制窗帘与窗户的，我们平时使用中也经常通过 同时调节窗帘与窗户来达到调节室内环境的目的。
[0004]总之，现有技术的条件判断过于简单，同时窗帘与窗户的协调性也不够。本实用新 型致力于提出一种多功能窗户与窗帘助手。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是针对现有的技术的条件判断过于简单，同时窗帘与窗户的协 调性不够的技术缺陷，提出一种多功能窗户与窗帘助手。
[0006] 本实用新型核心技术为:利用光敏传感器检测光强，利用温度传感器检测温度，利 用红外感应装置感应空调开关情况，利用移动客户端获取网络信息和利用WIFI传输人机交 互信息，设计一个能够同时实现手动和自动开合窗户和窗帘助手，此助手可以在生活中帮 助人们解决与开合窗帘和窗户有关的问题，可以使人们在窗帘、窗户控制的相关领域逐渐 走向智能化。
[0007] 本实用新型一种多功能窗户和窗帘助手主要包括控制模块，信息获取模块以及电 机模块;其中，控制模块主要包括微控制器;信息获取模块主要包括温度传感模块、光敏传 感模块、空调感应模块以及移动终端模块;电机模块主要包括驱动板与电机；
[0008] 其中，微控制器可以为Arduino微控制器;温度传感模块包括多个温度传感器;光 敏传感模块包括多个光敏传感器;空调感应模块包括红外接收装置与红外发射装置;移动 终端模块又包含客户端与无线传输模块，其中客户端主要为手机、平板电脑或者其他手持 移动电子设备;客户端包括一个安装于移动终端模块的APP，客户端上含有与空气污染信息 网站相连的接口；无线传输模块主要包括路由器；
[0009] -种多功能窗户和窗帘助手中各组成模块的连接关系如下：
[0010]信息获取模块中的温度传感模块、光敏传感模块与控制模块相连，控制模块与电 机模块相连；电机模块可直接控制窗帘和窗户的开关;信息获取模块中的空调感应模块与 空调遥控器和移动终端指令模块中的无线传输模块相连;信息获取模块中的移动终端与空 气污染信息网站和无线传输模块相连，无线传输模块与控制模块相连；
[0011] -种多功能窗户和窗帘助手中各组成模块的功能如下：
[0012] 信息获取模块负责获取各项信息，并将信息传送至控制模块；电机模块负责接收 指令，并按照指令对窗帘和窗户进行物理上的开关，即控制窗帘和窗户的开关;控制模块负 责处理各项信息，其微控制器可以接收并处理来自信息获取模块的信息，并通过对这些信 息的处理结果控制驱动板进而控制电机，达到控制窗帘和窗户开关的结果;无线传输模块 用于接受移动终端指令与移动终端上获取的网络信息并将其传输至控制模块；
[0013] 其中，所述的信息获取模块负责获取各项信息，包括从温度传感模块获取的信息、 从光敏传感模块获取的信息、从空调感应模块获取的信息以及从移动终端模块获取的信 息，具体为：
[0014] 从温度传感模块获取的信息:包括多个温度传感器测量和检测到的室内与室外温 度信息；
[0015] 从光敏传感模块获取的信息:包括多个检测室外光强的光敏传感器所测到的强度 信息；
[0016] 从空调感应模块获取的信息：包括空调上、红外接收装置与红外发射装置测得的 信息；
[0017] 从移动终端模块获取的信息：又包括从客户端获取的信息，包括从空气污染信息 网站获取的空气污染指数用于实现人机交互，以及客户端获取的可设置自动模式中的光强 和温度阈值信息以及可直接控制窗帘和窗户与设置特殊模式并发送至无线传输模块的指 令信息；
[0018] -种多功能窗户和窗帘助手(简称"助手"）的工作模式包括两种：自动模式和人机 交互模式；
[0019] 其中，人机交互模式又分为基本操作模式与设置特殊模式两种方式;设置特殊模 式又包括空调模式、雾霾模式与午睡模式三种模式；
[0020] 步骤一、当助手开始工作时，控制模块等待用户输入命令，并进行如下操作：
[0021] A.1若未收到用户命令，则进入自动模式，并进一步选择并行或串行处理方式，进 行相应操作；
[0022] A.2若收到开始命令后，控制模块会进一步等待用户输入模式命令，跳到步骤二；
[0023] 其中，所述的自动模式的并行或串行处理方式，具体如下：
[0024] A. 11在并行处理方式下，控制模块会根据接收到的温度传感模块以及光敏传感模 块返回的数据，并通过存储在控制模块中的程序判断室内环境所处的状态，并按照如下表1 对控制电机模块对窗帘和窗户进行相应的操作：
[0025] 表1窗户/窗帘状态与温度传感模块、光敏传感模块返回的数据关系
[0027] 其中，所述的T与P分别为温度和光强阈值，由用户通过客户端设置；
[0028] A. 12在串行处理方式下，控制模块会先将接收到的光敏传感模块返回的数据与P 相比较，之后再将温度传感模块返回的数据与T相比较，并通过存储在控制模块中的程序判 断室内环境所处的状态，当光强〉P时，若温度〉T，控制模块将打开窗户和窗帘的命令发送至 电机模块;若温度〈T，控制模块将关闭窗户和窗帘的命令发送至电机模块；当光强〈P时，若 温度〉T，控制模块将打开窗户和窗帘的命令发送至电机模块;若温度〈T，控制模块将关闭窗 户和窗帘的命令发送至电机模块；
[0029] 步骤二、控制模块接收用户进一步输入的命令，并判断接收到的命令是否是终止 命令，进行如下操作：
[0030] B. 1若是终止命令，则跳至步骤一，等待接收用户输入命令；
[0031] B. 2若不是终止命令，则进入人机交互模式，进一步判断是否为基本操作模式，并 进行相应操作，具体如下：
[0032] B. 21若是基本操作模式，控制模块根据用户通过移动终端模块发送来的直接控制 窗帘和窗户的指令进行相应操作，具体为：
[0033] B. 211如用户在客户端上点击打开窗户按钮，则控制模块接收此打开窗户的指令， 控制电机模块发送打开窗户的指令给电机，控制窗户打开；
[0034] B. 212如用户在客户端上点击关闭窗户按钮，则控制模块接收此关闭窗户的指令， 给电机模块发送关闭窗户的指令，控制窗户关闭；
[0035] B. 213如用户在客户端上点击打开窗帘按钮，则控制模块接收此打开窗帘的指令， 给电机模块发送关闭窗帘的指令，控制窗帘关闭；
[0036] B. 22若不是基本操作模式，则进入设置特殊模式，依次判断用户输入是否是空调 模式、雾霾模式与午睡模式；
[0037] B. 221如用户在客户端上点击空调模式，则控制模块接收此指令，并给电机模块发 送信息，使得窗帘与窗户根据空调状态进行如下操作：
[0038] B. 2211当空调打开时，控制模块控制电机模块关闭窗帘与窗户；
[0039] B. 2222当空调关闭时，控制模块控制电机模块打开窗帘与窗户；
[0040] B. 222如用户在客户端上点击雾霾模式，则控制模块接收此指令，根据从移动终端 模块获取的信息进行如下操作：
[0041] B. 2221当移动终端模块获取到当前空气严重污染的警告时，控制模块控制电机模 块关闭窗帘与窗户；
[0042] B. 2222当移动终端模块获取到当前空气良好时，控制模块控制电机模块开启窗帘 与窗户；
[0043] B. 223如用户在客户端上点击午睡模式，则控制模块接收此指令以及午睡开始时 间T1和午睡终止时间T2,进行如下操作：
[0044] B. 2231当到达开始时间T1时，控制模块控制电机模块关闭窗帘和窗户；
[0045] B. 2232当到达终止时间T2时，控制模块控制电机模块开启窗帘与窗户；
[0046] 其中，所述的T1与T2为用户在客户端上设置的时间，到时间到达终止时间T2时，则 返回步骤一，等待用户输入命令；
[0047] 其中，在上述的步骤二中基本操作模式和设置特殊模式中，若控制模块接收到用 户输入的退出命令，则返回到步骤一，等待用户输入命令；
[0048] 至此，经过了上述步骤，完成了一种多功能窗户与窗帘助手的操作流程。
[0049] 有益效果
[0050] 本实用新型一种多功能窗帘助手，具有如下有益效果：
[0051] 1.判断条件具有更明确的优先级，能够更合理地实现对窗帘和窗户开关的控制；
[0052] 2.在自动状态下，通过对光强和温度的判断，能够实现窗帘与窗户的协同工作，同 时调节窗帘与窗户来达到调节室内环境的目的；
[0053] 3.在特殊模式下，能够实现在特殊条件下对窗帘和窗户开关的控制(午睡模式，雾 霾模式，空调模式），尤其是雾霾模式，通过与客户端联机，能实现雾霾数据信息的接收来实 现自动控制窗户。
【附图说明】
[0054]图1是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手的总体结构图；
[0055] 图2是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手的组成框架图；
[0056] 图3是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手的实现流程图；
[0057] 图4是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手及其实施例中自动模式的实现流程 图；
[0058] 图5是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手及其实施例中空调模式的实现流程 图；
[0059] 图6是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手及其实施例中基本操作模式的实现 流程图；
[0060] 图7是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手及其实施例中午休模式的实现流程 图；
[0061] 图8是本实用新型一种多功能窗户与窗帘助手及其实施例中雾霾模式的实现流程 图。
【具体实施方式】
[0062] 下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明和详细描述。
[0063] 实施例1
[0064] 图1是本实用新型提出的一种多功能窗户与窗帘助手的总体结构图，由图1可见， 本实用新型的助手，首先，信息获取模块将获取到的信息传送给控制模块;接着，控制模块 根据接收到的信息，将相应的指令传送给电机模块;最后，电机模块在控制模块操控下实现 对窗户和窗帘打开或关闭的操作。在方法部分，在接收到开始命令后，如果有用户指令，则 进入人机交互模式;如果无用户指令，则进入自动模式。除此之外，在自动模式时，如接收到 操作命令，则进入人机交互模式，若接收到终止命令则结束工作。
[0065] 图2是本实用新型提出的一种多功能窗户与窗帘助手的组成框架图，由图2可见， 从温度传感模块、光敏传感模块和空调感应模块这三个信息获取模块获取的信息，以及从 客户端或无线传输设备这两个移动终端模块获取的指令传输到控制模块，控制模块处理各 项信息和指令后，根据这些信息与程序运行结果将指令发送至电机模块，最后电机模块实 现对窗户和窗帘的控制；
[0066] 图3是本实用新型提出的一种多功能窗户与窗帘助手的操作流程图，由图3可见： 助手开始工作后，如果没有接收到开始命令，则结束工作；
[0067] 当接收到开始命令后，如果接收到用户指令，则进入人机交互模式;此时若接收到 终止命令，则停止工作，否则依次判断接收到的用户指令是否是基本操作模式、空调模式、 雾霾模式或午睡模式的指令;若是基本操作模式，则根据进一步的指令打开或关闭窗户或 窗帘;若是空调模式的指令，则当空调关闭的时候打开窗户和窗帘，当空调打开的时候关闭 窗户和窗帘;若是雾霾模式的指令，则在空气污染严重时关闭窗户;若是午睡模式的指令， 则在设定的开始时间关闭窗户和窗帘，在设定的结束时间打开窗户和窗帘。当助手在空调 模式、雾霾模式以及午睡模式工作时，若接收到退出命令，则立即返回到判断是否有用户命 令输入的阶段。
[0068] 当接收到开始命令后，如果没有接收到用户指令，则进入自动模式。当光强大于P 时，若温度大于T度，则打开窗户和窗帘;若温度小于T度，则关闭窗户和窗帘；当光强小于P 时，若温度大于T度，则打开窗户和窗帘;若温度小于T度，则关闭窗户和窗帘。在打开或关闭 窗户和窗帘操作完成后，返回到判断是否有用户命令输入的阶段。
[0069] 图4至图8为本实用新型提出的一种多功能窗户与窗帘控制方法中各模式的信息 流程图，其中，从图4到图8分别对应自动模式、空调模式、基本操作模式、午休模式以及雾霾 模式的流程图。由这些图可以看出不同模式下的信息在本实用新型提出的一种多功能窗户 与窗帘助手中的流向。
[0070] 以自动控制模式为例，对应图4,对本实用新型的具体实施过程进行说明。
[0071] 步骤01、用户在客户端上设置光强阈值P 0.5cd和温度阈值T 10°C;
[0072] 步骤02、温度传感器从环境中获取光强和温度，并将数据传送给控制模块；
[0073] 步骤03、控制模块对依次对光强和温度进行判断。当光强>0.5cd时，若温度>10°C， 控制模块将打开窗户和窗帘的命令发送至电机模块;若温度<l〇°C，控制模块将关闭窗户和 窗帘的命令发送至电机模块；当光强〈〇 . 5cd时，若温度> 10 °C，控制模块将打开窗户和窗帘 的命令发送至电机模块;若温度<l〇°C，控制模块将关闭窗户和窗帘的命令发送至电机模 块；
[0074] 步骤04、电机模块根据接收到的命令对窗户或窗帘进行物理控制，执行打开窗户 和窗帘或关闭窗户和窗帘的操作。
[0075] 实施例2
[0076] 以人机交互模式中的空调模式为例，对应图5,对本实用新型的具体实施过程进行 说明。
[0077] 步骤a、用户在客户端输入空调模式的控制指令；
[0078] 步骤b、客户端将消息发送给无线传输模块；
[0079]步骤c、无线传输模块将接收到的信息传送给控制模块；
[0080] 步骤d、控制模块将接收到的命令和空调感应模块接收到的空调状态信息传送给 电机模块；
[0081] 步骤e、电机模块根据接收到的命令对窗户或窗帘进行物理控制，执行打开窗户和 窗帘或关闭窗户和窗帘的操作。
[0082] 实施例3
[0083]以人机交互模式中的基本操作模式为例，对应图6,对本实用新型的具体实施过程 进行说明。
[0084] 步骤A、用户在客户端输入基本操作模式和打开窗户、关闭窗户、打开窗帘或关闭 窗帘的控制指令；
[0085] 步骤B、客户端将消息发送给无线传输模块；
[0086] 步骤C、无线传输模块将接收到的信息传送给控制模块；
[0087] 步骤D、控制模块将接收到的命令传送给电机模块；
[0088]步骤E、电机模块根据接收到的命令对窗户或窗帘进行物理控制，执行打开窗户、 关闭窗户、打开窗帘或关闭窗帘的操作。
[0089] 实施例4
[0090] 以人机交互模式中的午休模式为例，对应图7,对本实用新型的具体实施过程进行 说明。
[0091] 步骤1、用户在客户端输入午休模式、午睡开始时间T1 = 12:30p.m.以及午睡结束 时间T2 = 13:30p.m.;
[0092] 步骤2、客户端将消息发送给无线传输模块；
[0093]步骤3、无线传输模块将接收到的信息传送给控制模块；
[0094] 步骤4、控制模块将接收到的午睡模式命令传送给电机模块；
[0095] 步骤5、电机模块根据接收到的午睡模式命令对窗户或窗帘进行开启或关闭的物 理控制，当到达开始时间Tl = 12:30p.m.时，控制模块控制电机模块关闭窗帘和窗户，当到 达终止时间T2 = 13.00p. m.时，窗帘与窗户将会自动打开。
[0096] 实施例5
[0097] 以人机交互模式中的雾霾模式为例，对应图8,对本实用新型的具体实施过程进行 说明。
[0098] 第一步、用户在客户端输入雾霾模式的控制指令；
[0099] 第二步、客户端从网络获取空气质量指数，并将消息发送给无线传输模块；
[0100]第三步、无线传输模块将接收到的信息传送给控制模块；
[0101]第四步，控制模块将接收到的命令传送给电机模块；
[0102] C.1当出现重度空气污染时，空气污染指数为PP1时，控制模块将关闭窗户的指令 发送至电机模块，跳至第五步；
[0103] C. 2当未出现重度空气污染时，空气污染指数为PP2时，控制模块不发送关闭窗户 的指令至电机模块，窗户维持开的状态；
[0104] 其中，所述的PP1值范围为：彡300;
[0105] 其中，所述的PP2值范围为:0~300;
[0106] 第五步，电机模块根据接收到的命令对窗户进行物理控制，在空气污染严重时执 行关闭窗户的操作。
[0107] 以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型不应该局限于该实施例和 附图所公开的内容。凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本 实用新型保护的范围。
【主权项】
1. 一种多功能窗户和窗帘助手，其特征在于， 主要包括控制模块，信息获取模块以及电机模块;其中，控制模块主要包括微控制器； 信息获取模块又包括温度传感模块、光敏传感模块、空调感应模块以及移动终端模块;电机 模块包括驱动板与电机； 其中，微控制器可以为Arduino微控制器;温度传感模块包括多个温度传感器;光敏传 感模块包括多个光敏传感器;空调感应模块包括红外接收装置与红外发射装置;移动终端 模块又包含客户端与无线传输模块;客户端包括一个安装于手机与平板电脑上的APP，客户 端上含有与空气污染信息网站相连的接口；无线传输模块主要包括路由器。2. 如权利要求1所述的一种多功能窗户和窗帘助手，其特征还在于， 一种多功能窗户和窗帘助手中各组成模块的连接关系如下： 信息获取模块中的温度传感模块、光敏传感模块与控制模块相连，控制模块与电机模 块相连；电机模块可直接控制窗帘和窗户的开关;信息获取模块中的空调感应模块与空调 遥控器和移动终端指令模块中的无线传输模块相连;信息获取模块中的移动终端与空气污 染信息网站和无线传输模块相连，无线传输模块与控制模块相连； 一种多功能窗户和窗帘助手中各组成模块的功能如下： 信息获取模块负责获取各项信息，并将信息传送至控制模块；电机模块负责接收指令， 并按照指令对窗帘和窗户进行物理上的开关，即控制窗帘和窗户的开关;控制模块负责处 理各项信息，其微控制器可以接收并处理来自信息获取模块的信息，并通过对这些信息的 处理结果控制驱动板进而控制电机，达到控制窗帘和窗户开关的结果;无线传输模块用于 接受移动终端指令与移动终端上获取的网络信息并将其传输至控制模块； 其中，所述的信息获取模块负责获取各项信息，包括从温度传感模块获取的信息、从光 敏传感模块获取的信息、从空调感应模块获取的信息以及从移动终端模块获取的信息，具 体为： 从温度传感模块获取的信息:包括多个温度传感器测量和检测到的室内与室外温度信 息； 从光敏传感模块获取的信息：包括多个检测室外光强的光敏传感器所测到的强度信 息； 从空调感应模块获取的信息:包括空调上、红外接收装置与红外发射装置测得的信息； 从移动终端模块获取的信息：又包括从客户端获取的信息，包括从空气污染信息网站 获取的空气污染指数用于实现人机交互，以及客户端获取的可设置自动模式中的光强和温 度阈值信息以及可直接控制窗帘和窗户与设置特殊模式并发送至无线传输模块的指令信 息。
【文档编号】A47H5/02GK205713654SQ201620472579
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】史继筠, 张云翔, 杨隆兴, 魏悠依
【申请人】北京理工大学