一种物联网智能窗户的制作方法

本实用新型涉及智能窗户领域，具体涉及一种物联网智能窗户。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高以及互联网技术的快速发展，智能化的产品正成为时代的潮流。为了塑造高品质的生活，安全、智能的窗户就显得很有必要。现有的窗户存在以下缺点：1、当外面下雨而家中无人或人在熟睡时，窗户如果开着，会打湿家中的地板以及靠近窗户的物品；2、当家中燃气泄漏或发生火灾时，如果窗户紧闭，会造成危险的发生；3、当晚上有小偷入侵时，家中财物会损失；4、当大人出去小孩一个人在家时，小孩爬窗会非常危险，即使安装防盗窗，小孩还是会有可能被防盗窗卡住悬在空中。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种物联网智能窗户，结构简单，使用安全，具有防雨、防盗、防安全事故的功能，并且能将数据信息实时传输至手机终端，让户主实时清楚户内情况。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种物联网智能窗户，包括窗框、窗体、光耦模块、驱动装置、传动装置、保护装置、单机片、WiFi模块、警报装置以及各传感器模块；所述驱动装置包括步进电机和步进电机驱动器，所述传动装置包括联轴器、丝杆、轴承和连接固件，步进电机安装在窗框内部的上端，所述丝杆的两端分别安装有轴承，所述安装有轴承的丝杆通过联轴器与所述步进电机相连接，所述丝杆上还设置有套杆，所述套杆通过连接固件与窗体上端相连接；各传感器模块将检测的外界环境信息通过光耦模块输送至单片机，单片机接收外界环境信息后分别发送相应频率的方波脉冲至步进电机驱动器和光耦模块，同时单片机将相应信号数据通过WiFi模块发送至手机终端。

进一步地，所述各传感器模块包括烟雾气敏传感器、雨水传感器、室外红外接近传感器和室内红外接近传感器；警报装置包括语音播放模块、功率放大器和扬声器。

进一步地，所述保护装置包括两个限位开关，所述两个限位开关分别设置在轴承内侧的丝杆上。

更进一步地，所述窗体上与连接固件的连接处还设置有手动拨档开关。

上述技术方案中提供的物联网智能窗户，将各传感器模块、驱动装置和手机终端有效的结合起来，利用各传感器模块实时监测外界环境信息，在燃气泄漏、家中发生火灾或盗贼入侵时能及时发出警报声，并及时将家中信息传输至手机终端；同时，本实用新型提供的物联网智能窗户，还可以再家中断电时切换成手动开关窗模式，使用方便，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型物联网智能窗户的结构示意图；

图2为本实用新型物联网智能窗户的系统结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。

本实用新型采取的技术方案如图1、2所示，一种物联网智能窗户，包括窗框1、窗体2、光耦模块15、驱动装置、传动装置、保护装置、单机片13、WiFi模块14、警报装置以及各传感器模块；所述驱动装置包括步进电机11和步进电机驱动器12，所述传动装置包括联轴器10、丝杆8、轴承5和连接固件4，步进电机11安装在窗框1内部的上端，所述丝杆8的两端分别安装有轴承5，所述安装有轴承5的丝杆8通过联轴器10与所述步进电机11相连接，所述丝杆8上还设置有套杆7，所述套杆7通过连接固件4与窗体2上端相连接；各传感器模块将检测的外界环境信息通过光耦模块15输送至单片机13，单片机13接收外界环境信息后分别发送相应频率的方波脉冲至步进电机驱动器12和光耦模块15，同时单片机13将相应信号数据通过WiFi模块14发送至手机终端。

所述各传感器模块包括烟雾气敏传感器16、雨水传感器20、室外红外接近传感器9和室内红外接近传感器21；警报装置包括语音播放模块17、功率放大器18和扬声器19。

具体实施时，WiFi模块14采用ESP8266WiFi模块，烟雾气敏传感器16采用MQ-2烟雾气敏传感器，功率放大器18和扬声器19分别采用5w功率放大器和5w扬声器。

所述保护装置包括两个限位开关6，所述两个限位开关6分别设置在轴承5内侧的丝杆8上。且所述窗体上与连接固件的连接处还设置有手动拨档开关。

本实用新型的工作原理如下：各传感器模块检测外界环境信息，有相应信号时则通过光耦模块15输出给单片机13，光耦模块15能隔绝输入输出之间的信号干扰，单片机13发送相应频率的方波脉冲给步进电机驱动器12或光耦模块15，然后传输给语音播放模块17，同时将相关的信号数据通过ESP8266WIFI模块14发送到手机APP上。

当步进电机11收到来自单片机13发出的执行信号时，步进电机11通过联轴器10带动丝杠7转动，丝杠又通过丝杠螺母带动丝杠工作台8移动，丝杠工作台8与固件4相连，进而可以带动窗体2的移动。当窗体2移动到两端的限位开关6处时，会触发限位开关6由原来的常闭状态切换到常开状态。单片机13通过检测限位开关6与单片机13连接端口处电平的高低变化来得知窗体2是已经完全关上或完全打开，进而停止向步进电机驱动器12发送一定频率的方波脉冲，从而使步进电机11停止转动。手动拨挡开关3通过转动能连接或断开两个原本相互独立的固件。手动拨挡开关3的设置是为了防止在一些特殊情况下，如家中意外断电等情况，需要手动打开或关闭窗户。

下面就四种基本情况来详细介绍物联网智能窗户的工作过程。

（1）当外面下雨时，雨水会滴在雨水传感器20上。雨水传感器20通过光耦模块15输出信号给单片机13，单片机13对步进电机驱动器12发出方波脉冲，使步进电机11顺时针转动，关上窗户。

（2）当家中燃气泄漏，或偶遇火灾有烟雾时，MQ-2烟雾气敏传感器模块会检测出家中燃气或烟雾的浓度。当达到安全阈值的时候，MQ-2烟雾气敏传感器模块通过光耦模块15输出信号给单片机13，单片机13对步进电机驱动器12发出方波脉冲，使步进电机11逆时针转动，打开窗户。与此同时对光耦模块15也发出一定频率的方波脉冲，输出给语音播放模块17，循环播放第一段音频“家中燃气泄露或者有火灾，危险”。另外单片机13还对ESP8266WIFI模块发出指令，将此时的数据发送到手机APP上，手机APP上将显示“家中燃气泄露或者有火灾，危险”，使户主能快速采取应急措施来避免危险的发生。

③当外面有小偷入侵时，室外红外接近传感器9检测到近距离有人在活动，立即输出高电平给光耦模块15，光耦模块15再把信号输出给单片机13。单片机13对步进电机驱动器12发出高频方波脉冲，使步进电机11顺时针快速转动，关上窗户2。单片机13还对ESP8266WIFI模块14发出指令，将此时的数据发送到手机APP上，APP上将显示“小偷来了”。如果小偷通过打破玻璃等特殊方式进屋了，即在室外红外接近传感器9从有信号变成无信号的情况下，室内红外接近传感器21检测到信号，单片机13会通过光耦模块15对语音播放模块17发出指令，循环播放第二段音频“小偷进屋了”。另外单片机13还对ESP8266WIFI模块14发出指令，将此时的数据发送到手机APP上，APP上将显示“小偷进屋了”。这样无论户主是否在家，都可以随时监控家中情况，避免家中财物的损失。

④当家中小孩爬到窗外时，即室内红外接近传感器21从有信号变成无信号的情况下，室外红外接近传感器9检测到信号，单片机13会通过光耦模块15对语音播放模块17发出指令，循环播放第四段音频“危险，快回去”。与此同时单片机13对 ESP8266WIFI模块14发出指令，将此时的数据发送到手机APP上，APP上将显示“小孩爬窗”，及时提醒家人，避免危险的发生。

现实生活中，还有更复杂的情况可能发生，比如，下雨天，恰巧燃气泄漏，一个关窗动作，一个开窗动作，此时需要选择做更重要的事。为此，在程序中设定了多种传感器同时检测到信号的情况。当雨水传感器20和MQ-2烟雾气敏传感器模块同时检测到信号时，也就是下雨天，恰巧碰到燃气泄漏或偶遇火灾时，选择执行情况（2）；

当雨水传感器20和室外红外接近传感器9同时检测到信号时，选择执行情况（3）。当MQ-2烟雾气敏传感器模块和室外红外接近传感器9同时检测到信号时，选择打开窗户，因为燃气泄漏或者发生火灾是更加危险的，所造成的损失也是很大的，与此同时单片机13也会通过光耦模块15对语音播放模块17发出指令，循环播放第四段音频“家中燃气泄露或者有火灾，危险，小偷不要进来了”。另外单片机13还对ESP8266WIFI模块14发出指令，将此时的数据发送到手机APP上，APP上将显示“小偷来了，家中燃气泄露或者有火灾，十分危险”。当三个传感器同时检测到信号时，单片机13执行与MQ-2烟雾气敏传感器模块和室外红外传感器9同时检测到信号时一样的程序。

此外，各信号之间的切换也是很迅速，只要各传感器的信号有了变化，就能快速做出相应的动作。

其他情况下，单片机程序里设定不发送任何信号给外部设备。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。