一种智能门窗及其控制方法与流程

1.本发明涉及智能家居领域，具体为一种智能门窗及其控制方法。


背景技术：

2.众所周知，智能家居近些年发展特别迅速，尤其是在广东、福建、浙江等省份，智能家居的普及程度大大提高，在一些二三线城市，乃至四线城市中，智能家居的普及率并不高，有待发展。而在智能家居领域中，新型智能门窗虽然作为其中一个较小分支，但是其在生活、工作中却扮演着非常重要的角色。
3.现有技术中，普通门窗的功能仅仅是通风、防盗等，虽然近些年智能门窗控制发展迅速但是经过现场使用及实验得出：其存在结构相对复杂，功能的普适性较差，同时存在单一门与单一窗户无法统一操控，仅能够分离使用的问题。
4.另外，随着中国老年人老龄化程度的加大，老年人和小孩子独处于家中时，尤其是年龄较大行动不便者或者小孩子年龄较小且自我保护意识较差时，如果遇到一些突发事件，例如火灾、盗窃等情形时，单纯的门窗结构并不能与家中的年轻人、物业或者其他监控中心等及时取得联系，造成了不必要的麻烦。因此，研究一种如何提高智能门窗普适性的智能程度在家中遇到特殊情况时能够及时避险以降低损失具有重要的研究意义和现实意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智能门窗及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的传统智能门窗虽功能多样，但单一门与单一窗户无法统一操控，仅能够分离使用，操作方式较为繁琐，以及传统智能门窗对于突发事件无法统一处置的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能门窗的控制方法，所述控制方法包括：
7.第一步，用户通过用户端向控制模块调整触发雨量感应模块的雨量值，同时将火灾感应模块与控制模块连接；
8.第二步，数据模块联网调取当天的天气信息以及大气污染信息，通过内部算法处理后，将数据导入控制模块内，控制模块将数据计算处理，得出门组件和窗户组件开启时长；
9.第三步，控制模块读取数据模块传递的信息后，将开启控制信号传递至门组件和窗户组件，同时将控制门组件和窗户组件动作的信息反馈至用户端；
10.第四步，门组件收到开启的控制信号后，驱动电机对门进行开启，窗户组件收到开启的控制信号后，根据天气信息和大气污染信息计算结果，直线电机对开合阻挡块进行水平位置调整，开合电机通过驱动限位块控制窗户玻璃开启；
11.第五步，数据模块联网实时调取时间信息，开始计算窗户玻璃和门开启时长，并将时间数据传递至控制模块；
12.第六步，到达控制模块计算得出的通风换气时长后，控制模块将关闭的控制信号
传递至窗户组件和门组件，开合电机先将窗户玻璃关闭，而后直线电机对开合阻挡块向相互靠近的方向移动至极限位置，门组件收到关闭的控制信号后，驱动电机对门进行关闭。
13.优选的，火灾感应模块包括感烟探测器、感温探测器以及火焰探测器，其中任意两个探测出现报警时，火灾感应模块判定火灾发生，将信息导入控制模块内，并由控制模块将应急关闭信号传递至窗户组件和门组件，同时控制模块将火灾发生报警反馈至用户端；
14.火灾感应模块在火灾报警信息传递至控制模块10s后，控制模块未发出应急关闭信号，火灾感应模块强制向门组件发送应急关闭信号。
15.优选的，门组件和窗户组件在开启状态断电后进入手动模式，手动模式下，开合阻挡块和限位块解除限制状态，用户通过手动方式控制开合阻挡块和限位块移动，最终完成对窗户玻璃进行开合操作。
16.优选的，雨量感应模块包括红外线式雨滴传感器，红外线式雨滴传感器感应到大于用户设定的触发雨量值时，将下雨信号传递至控制模块，控制模块接收到下雨信号时，将信号传递至窗户组件，同时窗户组件控制开合电机驱动限位块将窗户玻璃关闭；
17.数据模块联网实时调取当天的天气信息后将风力数值与当前红外线式雨滴传感器测得雨量数值输入控制模块，控制模块得到数值后进行计算得出当前雨量在风力作用下是否会进入室内，结果为是，控制模块传递关闭信号，使窗户玻璃关闭，反之控制模块不动作。
18.优选的，在通电状态下，窗户玻璃关闭，开合阻挡块相对移动至极限位置，同时开合阻挡块进入警戒模式，在警戒模式下，开合阻挡块受到外力剧烈撞击后将碰撞报警信号通过窗户组件反馈至控制模块内，控制模块将报警信号反馈至用户端。
19.一种智能门窗，包括窗户组件、门组件、火灾感应模块、雨量感应模块、数据模块以及控制模块；
20.窗户组件安装在室内的窗户安装位上，窗户组件上安装有雨量感应模块，门组件安装在室内的门安装位上，火灾感应模块固定在室内房顶，数据模块与控制模块电性连接，控制模块分别与门组件、窗户组件、火灾感应模块以及雨量感应模块电性连接，数据模块与互联网连通；
21.雨量感应模块包括安装在窗户组件远离室内一侧的红外线式雨滴传感器。
22.优选的，窗户组件包括窗户支架、窗户玻璃、限位块、开合阻挡块以及驱动部；
23.窗户支架与室内窗户安装位固定连接，每个窗户支架上并排滑动安装有两块窗户玻璃，限位块固定在两块窗户玻璃相对的一边，开合阻挡块下端插入窗户支架内并与窗户支架滑动连接，开合阻挡块设置有两个且关于窗户支架中部竖直中线对称设置，开合阻挡块均与驱动部连接，开合阻挡块位于限位块朝向室内的方向，限位块上端插入窗户支架内并与驱动部连接；
24.驱动部用来驱动限位块和开合阻挡块在窗户支架上水平滑动。
25.优选的，驱动部包括直线电机、开合电机、上螺纹杆、下螺纹杆、下连接部和上连接部，开合电机和上螺纹杆设置在窗户支架上侧、直线电机和下螺纹杆设置在窗户支架的下侧，且开合电机与上螺纹杆动力连接，上螺纹杆与上连接部连接，且上螺纹杆两端的螺纹旋向相反，开合电机与窗户支架固定连接，直线电机与窗户支架固定连接，下螺纹杆与直线电机动力连接且下螺纹杆与下连接部连接；
26.上连接部设置在窗户支架上方并与限位块上端连接，下连接部设置在窗户支架下方并与开合阻挡块下端连接，上连接部用来控制限位块与上螺纹杆连接状态的通断，下连接部用来控制开合阻挡块与下螺纹杆连接状态的通断。
27.优选的，上连接部包括滑动式连接块、电磁吸附盘、滑动式套接件和固定限制块，滑动式连接块滑动设置在窗户支架上端且与上螺纹杆螺纹连接，滑动式连接块下端与限位块上端滑动接触，固定限制块固定在上端且与窗户支架滑动连接，电磁吸附盘固定在滑动式连接块下端，电磁吸附盘滑动设置在电磁吸附盘和固定限制块之间，且滑动式套接件与滑动式连接块和限位块滑动连接，滑动式套接件移动至滑动式连接块和限位块接触部分时，滑动式套接件使滑动式连接块与限位块同步运动；
28.下连接部包括锁止块、拉伸弹簧、吸附电磁铁、插入式连接块和快速复位弹簧，插入式连接块与下螺纹杆螺纹连接，插入式连接块与开合阻挡块滑动连接，锁止块滑动设置在开合阻挡块内且位于插入式连接块的上侧，拉伸弹簧固定设置在锁止块上端面与开合阻挡块之间，锁止块的一侧设置有与锁止块上下移动空间连通的滑动槽，吸附电磁铁固定设置在滑动槽的下端壁上，锁止块部分延伸至滑动槽内且始终位于吸附电磁铁上方，快速复位弹簧设置在窗户支架下方，且快速复位弹簧的两端与两侧开合阻挡块相对的一侧端面固定连接，锁止块插入插入式连接块后使开合阻挡块与插入式连接块同步运动。
29.优选的，门组件包括门、膨胀式烟雾阻挡层、导气管和气泵，门的一侧铰接在室内门安装位上，膨胀式烟雾阻挡层填充设置在门内的四周，并与气泵通过导气管连通，气泵和导气管均固定设置在门内部；
30.膨胀式烟雾阻挡层安装在门内的空间的开口处固定安装有格挡板，格挡板将未充气的膨胀式烟雾阻挡层限制在门内无法移动。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.1.通过将门组件与窗户组件通过控制模块统一管理，使用户无需对单一门窗进行操作，智能化程度更高，从而解决传统智能门窗无法同一操控的问题。
33.2.通过门组件和窗户组件与室内火灾感应模块连接，使室内发生火灾后，第一时间将起火点附近的门窗全部关闭密封，当起火点有人员逗留，则控制模块仅向门组件传递控制膨胀式烟雾阻挡层充气的信号，当人员撤离后，控制模块再向门组件传递关闭信号，此时门关闭，人员可随时自行开关门组件，当起火点无人逗留，则控制模块直接向门组件传递关闭信号，使门关闭，从而控制火势的蔓延速度，同时第一时间告知用户室内起火，使用户有充足时间逃离或报警求助，对于老人小孩等人群，这样能够最大程度保证其人身安全。
34.3.在门窗打开通风时遇到下雨天，通过红外线式雨滴传感器感应降水量，从而即使将窗户玻璃关闭，避免雨水进入室内，进一步提高了窗户的智能化程度，且感应触发的降水量能够人为控制，提高了人机交互使用户的体验感。
35.4.在窗户处于关闭状态时，若有外人强行破坏窗户企图进入屋内，此时开合阻挡块能够有效阻挡窗户玻璃的开启，同时能够通过控制模块第一时间通知用户，向用户发出警报，即使室内有老人小孩，发出警报后，在开合阻挡块的限制下，外人无法短时间进入室内，为老人小孩提供了撤退时间，最大程度保护室内人员的人身安全。
36.5.在正常使用时，还能够通过数据模块联网查询当天的天气以及污染状况，从而自动判断窗户开启大小的时长，避免过多有害物质进入室内，提高了用户的居住体验。
附图说明
37.图1为本发明控制系统结构图；
38.图2为本发明窗户组件结构示意图；
39.图3为图2中a处的结构放大图；
40.图4为图2中b处的结构放大图；
41.图5为本发明雨量感应模块的安装位置图；
42.图6为本发明门组件结构示意图。
43.图中：窗户支架10、窗户玻璃11、限位块12、开合阻挡块13、直线电机14、开合电机15、上螺纹杆16、红外线式雨滴传感器18、下螺纹杆19、门20、膨胀式烟雾阻挡层21、导气管22、气泵23、锁止块30、拉伸弹簧31、吸附电磁铁33、插入式连接块34、快速复位弹簧35，电磁吸附盘40、滑动式套接件41、固定限制块42、滑动式连接块43。
具体实施方式
44.实施例1：
45.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种智能门窗，包括窗户组件、门组件、火灾感应模块、雨量感应模块、数据模块以及控制模块；窗户组件安装在室内的窗户安装位上，窗户组件上安装有雨量感应模块，门组件安装在室内的门安装位上，火灾感应模块固定在室内房顶，数据模块与控制模块电性连接，控制模块分别与门组件、窗户组件、火灾感应模块以及雨量感应模块电性连接，数据模块与互联网连通；雨量感应模块包括安装在窗户组件远离室内一侧的红外线式雨滴传感器18。
46.请参阅图2，窗户组件包括窗户支架10、窗户玻璃11、限位块12、开合阻挡块13以及驱动部；窗户支架10与室内窗户安装位固定连接，每个窗户支架10上并排滑动安装有两块窗户玻璃11，限位块12固定在两块窗户玻璃相对的一边，开合阻挡块13下端插入窗户支架10内并与窗户支架10滑动连接，开合阻挡块13设置有两个且关于窗户支架10中部竖直中线对称设置，开合阻挡块13均与驱动部连接，开合阻挡块13位于限位块12朝向室内的方向，限位块12上端插入窗户支架10内并与驱动部连接；驱动部用来驱动限位块12和开合阻挡块13在窗户支架10上水平滑动，两个开合阻挡块13以及两个限位块均相互靠近或相互远离同步运动。
47.请参阅图2-4，驱动部包括直线电机14、开合电机15、上螺纹杆16、下螺纹杆19、下连接部和上连接部，开合电机15和上螺纹杆16设置在窗户支架10上侧、直线电机14和下螺纹杆19设置在窗户支架10的下侧，且开合电机15与上螺纹杆16动力连接，上螺纹杆16与上连接部连接，且上螺纹杆16两端的螺纹旋向相反，开合电机15与窗户支架10固定连接，直线电机14与窗户支架10固定连接，下螺纹杆19与直线电机14动力连接且下螺纹杆19与下连接部连接；
48.上连接部设置在窗户支架10上方并与限位块12上端连接，下连接部设置在窗户支架10下方并与开合阻挡块13下端连接，上连接部用来控制限位块12与上螺纹杆16连接状态的通断，下连接部用来控制开合阻挡块13与下螺纹杆19连接状态的通断；
49.上连接部包括滑动式连接块43、电磁吸附盘40、滑动式套接件41和固定限制块42，滑动式连接块43滑动设置在窗户支架10上端且与上螺纹杆16螺纹连接，滑动式连接块43下
端与限位块12上端滑动接触，固定限制块42固定在12上端且与窗户支架10滑动连接，电磁吸附盘40固定在滑动式连接块43下端，电磁吸附盘40滑动设置在电磁吸附盘40和固定限制块42之间，且滑动式套接件41与滑动式连接块43和限位块12滑动连接，滑动式套接件41移动至滑动式连接块43和限位块12接触部分时，滑动式套接件41使滑动式连接块43与限位块12同步运动，滑动式套接件41将滑动式连接块43与限位块12组合成为一体，便于滑动式连接块43带动限位块12水平运动。
50.下连接部包括锁止块30、拉伸弹簧31、吸附电磁铁33、插入式连接块34和快速复位弹簧35，插入式连接块34与下螺纹杆19螺纹连接，插入式连接块34与开合阻挡块13滑动连接，锁止块30滑动设置在开合阻挡块13内且位于插入式连接块34的上侧，拉伸弹簧31固定设置在锁止块30上端面与开合阻挡块13之间，锁止块30的一侧设置有与锁止块30上下移动空间连通的滑动槽32，吸附电磁铁33固定设置在滑动槽32的下端壁上，锁止块30部分延伸至滑动槽32内且始终位于吸附电磁铁33上方，快速复位弹簧35设置在窗户支架10下方，且快速复位弹簧35的两端与两侧开合阻挡块13相对的一侧端面固定连接，锁止块30插入插入式连接块34后使开合阻挡块13与插入式连接块34同步运动，锁止块30插入插入式连接块34内被锁定使插入式连接块34和开合阻挡块13连为一体，使插入式连接块34和开合阻挡块13同步运动。
51.请参阅图6，门组件包括门20、膨胀式烟雾阻挡层21、导气管22和气泵23，门20的一侧铰接在室内门安装位上，膨胀式烟雾阻挡层21填充设置在门20内的四周，并与气泵23通过导气管22连通，气泵23和导气管22均固定设置在门20内部；膨胀式烟雾阻挡层21安装在门20内的空间的开口处固定安装有格挡板，格挡板将未充气的膨胀式烟雾阻挡层21限制在门20内无法移动。
52.一种智能门窗的控制方法，控制方法包括：
53.第一步，用户通过用户端向控制模块调整触发雨量感应模块的雨量值，同时将火灾感应模块与控制模块连接；
54.第二步，数据模块联网调取当天的天气信息以及大气污染信息，通过内部算法处理后，将数据导入控制模块内，控制模块将数据计算处理，得出门组件和窗户组件开启时长；
55.第三步，控制模块读取数据模块传递的信息后，将开启控制信号传递至门组件和窗户组件，同时将控制门组件和窗户组件动作的信息反馈至用户端；
56.第四步，门组件收到开启的控制信号后，驱动电机对门20进行开启，窗户组件收到开启的控制信号后，根据天气信息和大气污染信息计算结果，直线电机14对开合阻挡块13进行水平位置调整，开合电机15控制窗户玻璃11开启；
57.第五步，数据模块联网实时调取时间信息，开始计算窗户玻璃11和门20开启时长，并将时间数据传递至控制模块；
58.第六步，到达控制模块计算得出的通风换气时长后，控制模块将关闭的控制信号传递至窗户组件和门组件，开合电机15先将窗户玻璃11关闭，而后直线电机14对开合阻挡块13向相互靠近的方向移动至极限位置，门组件收到关闭的控制信号后，驱动电机对门20进行关闭。
59.请参阅图1，火灾感应模块包括感烟探测器、感温探测器以及火焰探测器，其中任
意两个探测出现报警时，火灾感应模块判定火灾发生，并将信息导入控制模块内，而后控制模块将火灾发生报警反馈至用户端，从而使用户第一时间得知屋内起火的情况，使用户能快速拨打报警电话。
60.请参阅图1，控制模块收到火灾感应模块的火灾报警信息后将应急关闭信号传递至窗户组件和门组件，门组件控制驱动电机将门20关闭并控制膨胀式烟雾阻挡层21充气，将门的四周空隙填满，当起火点有人员逗留，则控制模块仅向门组件传递控制膨胀式烟雾阻挡层21充气的信号，当人员撤离后，控制模块向门组件传递关闭信号，此时门20关闭，人员可随时自行开关门组件，当起火点无人逗留，则控制模块直接向门组件传递关闭信号，使门20关闭，判断有无人员逗留使用红外传感器将红外信号传递给控制模块，控制模块进行判别，红外线感应器与火灾感应模块集成安装，窗户组件控制开合电机15将窗户玻璃11关闭，膨胀式烟雾阻挡层21将门与墙体连接的缝隙填满，从而阻隔烟雾在室内弥漫，同时关闭着火地点的窗户玻璃11，使室内隔绝与外界的气体连接从而使隔断外界与着火点之间的氧气供应，减缓火势蔓延。
61.请参阅图1，火灾感应模块在火灾报警信息传递至控制模块10s后，控制模块未发出应急关闭信号，火灾感应模块强制向门组件发送应急关闭信号，从而防止控制模块因故障无法控制门组件对室内进行封闭的情况出现。
62.请参阅图2-4，门组件和窗户组件在开启状态断电后进入手动模式，首先电磁吸附盘40和吸附电磁铁33断电，使锁止块30从插入式连接块34内移出，滑动式套接件41解除吸附状态，并在重力作用下向下移动与固定限制块42连接，从而使开合阻挡块13与插入式连接块34能够相对滑动，限位块12与滑动式连接块43能够相对滑动，快速复位弹簧35复位将开合阻挡块13相对方向拉动至极限位置，而后开合阻挡块13与限位块12接触碰撞后使限位块12相对运动，最终限位块12相对移动至极限位置时窗户玻璃11完全关闭，用户通过手动方式来对窗户玻璃11进行开合操作。
63.请参阅图1和图5，雨量感应模块包括红外线式雨滴传感器18，红外线式雨滴传感器18感应到大于用户设定的触发雨量值时，将下雨信号传递至控制模块，控制模块接收到下雨信号时，将信号传递至窗户组件，同时窗户组件控制开合电机15将窗户玻璃11关闭；数据模块联网实时调取当天的天气信息后将风力数值与当前红外线式雨滴传感器18测得雨量数值输入控制模块，控制模块得到数值后进行计算得出当前雨量在风力作用下是否会进入室内，结果为是，控制模块传递关闭信号，使窗户玻璃11关闭，反之控制模块不动作。
64.请参阅图1和图2，窗户玻璃11关闭，开合阻挡块13相对移动至极限位置，开合阻挡块13进入警戒模式，开合电机15遭受破坏后，窗户玻璃11开启过程中带动限位块12与开合阻挡块13发生碰撞，开合阻挡块13对窗户玻璃11限位，使窗户玻璃11无法正常开启，同时开合阻挡块13发生碰撞后将报警信号通过窗户组件反馈至控制模块内，控制模块将报警信号反馈至用户端，窗户玻璃11采用双层钢化玻璃制成，当窗户玻璃11被破坏或正在破坏时产生的巨大噪音，会直接对屋内人员以及物业安保人员进行警示，同时破坏双层钢化玻璃时，需要巨大撞击力，部分钢化玻璃被破坏后飞射至开合阻挡块13处，与开合阻挡块13发生撞击，通过上述信号传输过程，通过用户端进行报警，用户在接收到报警信号时，能够第一时间知晓家中窗户组件被外力损坏，从而第一时间报警处置，将损失降到最低。