墙体上；第一舵机、第二舵机与被控窗之间通过连接机构固定连接; 遥控器，用于采用红外线方式向控制器发送工作指令或停止指令； 传感器组，用于将采集到的室内实时温度T、室内实时湿度H、临界实时风速V、室外实时风向、实时降水量、PM2.5实时值、被控窗实时开度发送至控制器； 控制器，用于预先存储人体舒适度设定上限、人体舒适度设定下限、PM2.5设定值、设定风速、设定降水量、被控窗设定朝向；根据遥控器发送的工作指令工作:当收到当来自传感器组的PM2.5实时值超过PM2.5设定值时，向隔离放大器发送关闭被控窗指令；当传感器组发送的室外实时风向与被控窗设定朝向相反且传感器组发送的临界实时风速大于设定风速或者传感器组发送的实时降水量超过设定降水量时，则向隔离放大器发送关闭被控窗指令；当收到当来自传感器组的PM2.5实时值小于PM2.5设定值且临界实时风速不超过设定风速或者室外实时风向与被控窗设定朝向相同时，由传感器组发送的室内实时温度T、室内实时湿度H、临界实时风速V确定人体实时舒适度S = (1.818T+18.18)(0.88+0.002H) + (T-32)/(45-T)-3.2V+18.2 ;当人体实时舒适度大于人体舒适度设定上限或人体实时舒适度小于人体舒适度设定下限时，向隔离放大器发送关闭被控窗指令、向外部空调发送空调开启指令；当人体实时舒适度介于人体舒适度设定上限与人体舒适度设定下限之间时，根据由(S-39)X22.5°确定的被控窗应有开度、传感器组发送的被控窗实时开度时，向隔离放大器发送增加开度指令或减小开度指令； 隔离放大器，用于采用光耦方式消除影响控制器发送的关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令的干扰信号后，对关闭被控窗指令、增加开度指令、减小开度指令进行信号放大，并将得到的关闭被控窗放大指令、减小开度放大指令、增加开度放大指令发送至第一舵机、第二舵机； 第一舵机、第二舵机，用于将隔离放大器发送的关闭被控窗放大指令、减小开度放大指令、增加开度放大指令通过连接机构传递至被控窗； 被控窗，用于在连接机构的作用下增加开度、减小开度或直接关闭。
2.根据权利要求1所述的智能窗，其特征在于，所述传感器组包括温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、PM2.5传感器、感雨传感器、角度传感器；其中， 温湿度传感器，用于将测量得到的室内实时温度、室内实时湿度发送至所述控制器； 风速传感器，用于将测量得到的临界实时风速发送至所述控制器； 风向传感器，用于将测量得到的室外实时风向发送至所述控制器； 感雨传感器，用于将测量得到的实时降水量发送至所述控制器； PM2.5传感器，用于将测量得到的PM2.5实时值发送至所述控制器； 角度传感器，用于将测量得到的被控窗实时开度发送至所述控制器。
3.根据权利要求2所述的智能窗，其特征在于，所述传感器组还包括烟雾传感器、燃气泄漏感应器、甲醛检测元件；其中， 烟雾传感器，用于将测量得到的室内实时烟雾浓度发送至所述控制器； 燃气泄漏感应器，用于将测量得到的室内实时燃气浓度发送至所述控制器； 甲醛检测元件，用于将测量得到的室内实时甲醛含量发送至所述控制器； 所述控制器，还用于预先存储室内烟雾浓度设定值、室内燃气浓度设定值、室内甲醛含量设定值；当室内实时烟雾浓度大于或等于室内烟雾浓度设定值、室内实时燃气浓度大于或等于室内燃气浓度设定值、室内实时甲醛含量大于或等于室内甲醛含量设定值时，向所述隔离放大器发送完全打开被控窗指令； 所述隔离放大器，还用于采用光耦方式消除影响所述控制器发送的完全打开被控窗指令的干扰信号后，对完全打开被控窗指令进行信号放大，并将得到的完全打开被控窗放大指令发送至第一舵机、第二舵机； 所述第一舵机、所述第二舵机，还用于将所述隔离放大器发送的完全打开被控窗放大指令传递至所述被控窗； 所述被控窗，还用于在所述第一舵机与所述第二舵机的作用下完全打开。
4.根据权利要求1所述的智能窗，其特征在于，所述控制器包括红外线收发单元、存储单元、第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元、第四比较单元、第五比较单元、处理单元；其中， 红外线收发单元，用于将所述遥控器发送的工作指令转发至处理单元；还用于将处理单元发送的空调开启指令转发至外部空调； 存储器，用于预先存储人体舒适度设定上限、人体舒适度设定下限、PM2.5设定值、设定风速、设定降水量、被控窗设定朝向； 第一比较单元，用于对所述传感器组发送的PM2.5实时值与从存储器读取的PM2.5设定值进行比较，并将PM2.5比较结果发送至处理单元； 第二比较单元，用于对所述传感器组发送的临界实时风速与从存储器读取的设定风速进行比较，并将风速比较结果发送至处理单元； 第三比较单元，用于对所述传感器组发送的实时降水量与从存储器读取的设定降水量进行比较，并将降水量比较结果发送至处理单元； 第四比较单元，用于对所述传感器组发送的实时风向与从存储器读取的被控窗设定朝向进行比较，并将风向比较结果发送至处理单元； 第五比较单元，用于对处理单元发送的被控窗应有开度与所述传感器组发送的被控窗实时开度进行比较，并将开度比较结果发送至处理单元； 处理单元，用于在红外线接收单元发送的工作指令的控制下，当第一比较单元发送的PM2.5比较结果为PM2.5实时值超过PM2.5设定值时，向所述隔离放大器发送关闭被控窗指令；当第四比较单元发送的风向比较结果为室外实时风向与被控窗设定朝向相反时，如果第二比较单元发送的风速比较结果为临界实时风速大于设定风速或第三比较单元发送的降水量比较结果为实时降水量超过设定降水量，则向所述隔离放大器发送关闭被控窗指令；当第一比较单元发送的PM2.5比较结果为PM2.5实时值小于PM2.5设定值且第二比较单元发送的风速比较结果为临界实时风速不超过设定风速或者第四比较单元发送的风向比较结果为室外实时风向与被控窗设定朝向相同时，由所述传感器组发送的室内实时温度、室内实时湿度、室外实时风速确定人体实时舒适度S = (1.818T+18.18)(0.88+0.002RH) + (T-32)/(45-T)-3.2V+18.2，当人体实时舒适度大于人体舒适度设定上限或人体实时舒适度小于人体舒适度设定下限时，向所述隔离放大器发送关闭被控窗指令、向红外线收发单元发送空调开启指令；当人体实时舒适度介于人体舒适度设定上限与人体舒适度设定下限之间时，将由(S-39)X22.5°确定的被控窗应有开度发送至第五比较单元；当第五比较单元发送的开度比较结果为被控窗应有开度大于被控窗实时开度或被控窗应用开度小于被控窗实时开度时，对应向所述隔离放大器发送增加开度指令或减小开度指令。
5.根据权利要求1所述的智能窗，其特征在于，所述连接机构包括上连杆、下连杆、可转动的第一舵机罩、可转动的第二舵机罩、第一固定轴、第二固定轴；其中，上连杆一端固定在所述被控窗内侧上端墙体上，上连杆另一端作为第一活动端套接于所述被控窗上端窗框槽内；下连杆一端固定在所述被控窗内侧下端墙体上，下连杆另一端作为第二活动端套接于所述被控窗下端窗框槽内；所述第一舵机嵌套于第一舵机罩内，所述第一舵机的传动轴以啮合方式嵌套于上连杆上；所述第二舵机嵌套于第二舵机罩内，所述第二舵机的传动轴以啮合方式嵌套于下连杆上；第一舵机罩与被控窗固定边上端通过第一固定轴固定连接，第二舵机罩与被控窗固定边下端通过第二固定轴固定连接。
6.根据权利要求1所述的智能窗，其特征在于，所述人体舒适度设定上限为79，所述人体舒适度设定下限为39，所述PM2.5设定值为100，所述设定降水量为5毫米/12小时，所述设定风速为6米/秒，所述被控窗设定朝向为被控窗实际朝向；所述被控窗开度最小值为0°，所述被控窗开度最大值为90°。
7.根据权利要求1、2或4所述的智能窗，其特征在于，所述临界风速为被控窗处室内与室外临界处的风速。
8.根据权利要求3所述的智能窗，其特征在于，所述室内烟雾浓度设定值为0.06%，所述室内燃气浓度设定值为爆炸极限的25%，室内甲醛含量设定值为0.08毫克/米3。
【专利摘要】本发明提供一种智能窗，包括：遥控器、传感器组、控制器、隔离放大器、第一舵机与第二舵机、被控窗、连接结构；其中，第一舵机、第二舵机安装于被控窗固定边外侧上端、下端的墙体上；第一舵机、第二舵机与被控窗之间通过连接机构固定连接。本发明具有灵敏度与控制精度高、稳定性好、结构简单、组装灵活、使用方便等特点，可以广泛应用于生产生活中。
【IPC分类】E05F15-71, E05F15-78
【公开号】CN104806112
【申请号】CN201510083952
【发明人】张素妍, 朱贞卫, 张路遥, 陈昌亚, 杨俊斌, 高杨, 吴海波
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年2月11日