一种利用风能的智能窗帘控制系统及方法与流程

本发明涉及新能源智能家居的技术领域，尤其涉及一种利用风能的智能窗帘控制系统及方法。

背景技术：

随着传统能源的日益消耗以及家电数量的增多使用电量激增，将新型能源供电应用于家居供电尤为紧迫，且目前市面上的窗帘需要每天早晚人工开关，操作过于繁琐。目前，现有的智能窗帘对电能严重依赖且仅能控制单叶窗帘（即只能控制一片窗帘），虽然操作简单，但既不美观，又不利于控制透光度的大小。虽能通过手机远程操作，但是在家中无wifi情况下此功能便会失效。由此可见传统智能窗帘过于依赖传统电能，无法摆脱停电、无网络等情况的影响。且在待机状态下耗电量严重，不符合节能环保的社会发展理念。

技术实现要素：

针对现有智能窗帘对电能严重依赖，耗电严重的技术问题，本发明提出一种利用风能的智能窗帘控制系统及方法，引入新型能源风能，实现了脱离市电情况下进行开关窗帘，且可实现双叶窗帘的同时控制，与传统窗帘相比具有智能化及人性化的优点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种利用风能的智能窗帘控制系统，包括盒体，盒体下部设有挂杆，挂杆上设有若干个挂钩，挂钩分别与左窗帘和右窗帘相连接，所述盒体上部设有能量转换存储装置和柜体，能量转换存储装置上设有风车，风车设置在室外；能量转换存储装置与蓄电池相连接；所述柜体上设有显示屏和传感器模块，柜体内设有主控制模块和通讯模块；所述盒体内设有螺杆i、螺杆ii1、左驱动电机和右驱动电机，左驱动电机的输出端与螺杆i相连接，右驱动电机的输出端与螺杆ii相连接，螺杆i的左侧固定有限位片i，螺杆ii的右侧固定有限位片ii1，螺杆i上螺纹连接有滑块i，螺杆ii上螺纹连接有滑块ii，滑块i与左窗帘上的挂钩固定连接，滑块ii与右窗帘上的挂钩固定连接；所述滑块i或滑块ii上固定有限位片iii，限位片i11、限位片ii1和限位片iii上均设有接近开关；所述蓄电池、显示屏、通讯模块、传感器模块、接近开关、左驱动电机和右驱动电机均与主控制模块相连接。

所述能量转换存储装置与风力发电机相连接，风力发电机与风车相连接；所述蓄电池还与充电电路相连接，充电电路通过适配器与市电相连接。

所述主控制模块包括mcu控制器、晶振电路和存储器，晶振电路和存储器均与mcu控制器相连接，mcu控制器分别与蓄电池、显示屏、通讯模块、传感器模块、接近开关、左驱动电机和右驱动电机相连接。

所述mcu控制器与接口转换装置相连接，接口转换装置与显示驱动电路相连接，显示驱动电路与显示屏相连接。

所述传感器模块包括烟雾传感器、温湿度传感器、光敏电阻和红外线传感器，红外线传感器和光敏电阻设置在窗户外侧，烟雾传感器和温湿度传感器设置在窗户内；所述烟雾传感器、温湿度传感器、光敏电阻和红外线传感器通过a/d转换模块与mcu控制器相连接。

所述a/d转换模块与摄像头相连接，摄像头固定在窗户上；所述mcu控制器与报警模块相连接，报警模块设置在柜体内，报警模块包括闪光灯和蜂鸣器，闪光灯和蜂鸣器并联连接。

所述通讯模块包括红外接收模块、蓝牙接收模块和无线通信模块，红外接收模块与遥控器相连接，蓝牙接收模块和无线通信模块与移动终端相连接；所述无线通信模块与数据库服务器相连接，数据库服务器和存储器构成数据存储系统。

所述左驱动电机和右驱动电机均通过驱动电路与mcu控制器相连接；所述盒体的下部设有换气装置，换气装置与驱动电路相连接。

利用风能的智能窗帘控制系统的控制方法，其步骤如下：

步骤一：打开总开关，蓄电池上电，mcu控制器进行系统的初始化，mcu控制器开始工作；

步骤二：烟雾传感器和温湿度传感器实时检测室内的烟雾浓度、温度和湿度，光敏电阻实时检测室外光照强度，红外线传感器实时检测是否有人为侵入；当前的温度、湿度、时间、光照强度值以及窗帘的开、关状态实时显示在显示屏上；

步骤三：当用户通过遥控器或移动终端操作窗帘打开时，mcu控制器检测到红外接收模块、蓝牙接收模块或无线通信模块传送的打开窗帘控制信号后，mcu控制器控制左驱动电机和右驱动电机均启动，从而带动螺杆i和螺杆ii转动，滑块i带动左窗帘向左侧移动，滑块ii带动右窗帘向右侧移动，当滑块i触碰到限位片i上的接近开关时，接近开关将信号传送至mcu控制器，mcu控制器通过驱动电路控制左驱动电机停止转动；当滑块ii触碰到限位片ii1上的接近开关时，接近开关将信号传送至mcu控制器，mcu控制器通过驱动电路控制右驱动电机停止转动，窗帘打开；当红外接收模块、蓝牙接收模块或无线通信模块接收到关闭信号时，mcu控制器控制左驱动电机和右驱动电机同时启动，分别带动滑块i和滑块ii相中间移动，当滑块i和滑块ii接触时，限位片iii上的接近开关检测到信号，mcu控制器通过驱动电路控制右驱动电机停止转动，窗帘关闭；

步骤四：当光敏电阻检测到光照值大于存储器存储的设定阈值xstlx时，左驱动电机和右驱动电机同时启动带动滑块i和滑块ii分别向两侧移动，自动打开窗帘，当光照值低于存储器存储的设定阈值xofflx时，左驱动电机和右驱动电机同时启动带动滑块i和滑块ii分别向中间移动，窗帘便会自动关闭；

步骤五：当红外线传感器检测到不法分子进行窗户时，mcu控制器通过驱动电路启动摄像头开始工作，摄像头采集的图像通过a/d转换模块传送至mcu控制器，mcu控制器将图像发送至存储器或通过无线通信模块发送至数据库服务器进行存储、发送至移动终端；同时，mcu控制器启动报警模块进行报警；

步骤六：当烟雾传感器检测到的室内的烟雾大于存储器存储的设定阈值时，mcu控制器通过驱动电路控制换气装置、左驱动电机和右驱动电机均启动，打开窗帘后换气装置实现室内空气的流通；

步骤七：mcu控制器将窗帘的开关状态、室内的温湿度、室外的光照强度、摄像头拍摄的图像和烟雾报警信息均通过无线通信模块或蓝牙接收模块定时发送至移动终端。

所述左驱动电机和右驱动电机上设有均设有变频器，利用按钮的通断信号来增减设定频率，miu控制器通过增速命令端及减速命令端控制两台变频器的频率；在接通变频器的正转命令后，当增速按钮闭合时，增速命令端得到信号，变频器的输出频率按加速时间增加，增速按钮断开时变频器的输出频率保持；当减速按钮闭合时，减速命令端得到信号，变频器的输出频率按减速时间减少，减速按钮断开时变频器的输出频率保持。

本发明的有益效果：通过风车采集窗户外部的风能对整个装置进行能量补给，减少了用电量和对市电的依赖，实现了脱离市电也能控制窗帘；通过传感器实时监测室内外环境境况，可以根据环境不同自动调整窗帘的开关和室内的通风换气；同时，可以监测从窗户进入的入侵者并进行实时报警；用户通过移动终端可以实时了解室内外情况及报警信息，方便远程查看、操控和报警，减少经济损失，增加了安全性。因此，本发明自动化程度更好，操作简单，可以远程监控，利用纯净的风能进行供电，节约了能源，同时增大了其适用性，提高了用户的安全性；带来了显著的经济效益和社会效益，具有广泛的市场前景和经济意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理框图。

图中，1为能量转换存储装置，2为主控制模块，3为显示屏，4为通讯模块，5为螺杆i，6为滑块i，7为滑块ii，8为盒体，9为传感器模块，10为换气装置，11为限位片i、12为限位片ii，13为螺杆ii。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种利用风能的智能窗帘控制系统，包括盒体8，盒体8下部设有挂杆，挂杆上设有若干个挂钩，挂钩与挂杆活动链接，挂钩分别与左窗帘和右窗帘相连接，左窗帘上方的挂钩和左窗帘一起移动，右窗帘上方的挂钩和右窗帘一起移动。所述盒体8上部设有能量转换存储装置1和柜体，能量转换存储装置1上设有风车，风车设置在室外。风车与窗户和墙体之间均留有一定的距离，保证风车周围空气的流通。能量转换存储装置1与蓄电池相连接，能量转换存储装置1利用风能为整个系统提供能量，并将多余能量存储于蓄电池中。所述能量转换存储装置1与风力发电机相连接，风力发电机与风车相连接；风力发电机利用风车转动的动能进行发电，并将电能传送至能量转换存储装置1进行能量的转换和存储。能量转换存储装置1可以源源不断的向蓄电池传送电能。所述蓄电池还与充电电路相连接，充电电路通过适配器与市电相连接。市电可以给蓄电池传递电能供给。引入清洁的风能作为蓄电池的能量供给，减少了本装置对市电的依赖。同时，本申请也可以通过太阳能板收集太阳能增加蓄电池的能量供给。

所述柜体上设有显示屏3和传感器模块9，传感器模块9用于检测室内外的环境状况，显示屏3用于分类显示当前的温度、湿度、时间、光照强度值以及窗帘的开关状态。柜体内设有主控制模块2和通讯模块4。所述盒体8内设有螺杆i5、螺杆ii13、左驱动电机和右驱动电机，左驱动电机的输出端与螺杆i5相连接，右驱动电机的输出端与螺杆ii13相连接，左驱动电机和右驱动电机均是正反转电机，左驱动电机的转动可以带动螺杆i5正转或反转，右驱动电机的转动可以带动螺杆ii13正转或反转。螺杆i5的左侧固定有限位片i11，螺杆ii13的右侧固定有限位片ii12。螺杆i5上螺纹连接有滑块i6，滑块i6随着螺杆i5的正转或反转沿着螺杆i水平方向向左或向右移动。螺杆ii13上螺纹连接有滑块ii7，滑块ii7随着右驱动电机的转动而沿着螺杆ii13水平向左或向右移动。滑块i6与左窗帘上最右侧的挂钩固定连接，滑块i6通过带动最右侧的挂钩而带动左窗帘左右移动。滑块ii7与右窗帘上最左侧的挂钩固定连接，滑块ii7通过带动右窗帘上最左侧的挂钩而带动右窗帘及其上的其他挂钩水平方向左右移动。所述滑块i6或滑块ii7上固定有限位片iii，限位片i11、限位片ii12和限位片iii上均设有接近开关，滑块i6碰到限位片i11上的接近开关时，主控制模块2控制左驱动电机停止转动，滑块ii7触碰到限位片ii12上的接近开关后，主控制模块2控制右驱动电机停止转动，滑块ii7或滑块i6触碰上限位片iii的接近开关时，左驱动电机和右驱动电机均停止转动。mcu控制器根据接近开关的信号状态，确定滑块i和滑块ii的位置，从而可以确定窗帘的开关状态。如图2所示，所述蓄电池、显示屏3、通讯模块4、传感器模块9、接近开关、左驱动电机和右驱动电机均与主控制模块2相连接。主控制模块2使整个装置的核心，控制整个装置的协作配合。

所述主控制模块2包括mcu控制器、晶振电路和存储器，晶振电路和存储器均与mcu控制器相连接，mcu控制器分别与蓄电池、显示屏3、通讯模块4、传感器模块9、接近开关、左驱动电机和右驱动电机相连接。晶振电路实现产生时钟信号，定时启动传感器模块进行数据的测量和整个装置的休眠或启动，从而可以节省电能。存储器用于存储用户设定的相关参数。mcu控制器可以控制左驱动电机和右驱动电机运行时随时停止，以此来调节室内进光量的多少大大提高人们的生活水平和质量，将会使人们的生活更加轻松。

所述mcu控制器与接口转换装置相连接，接口转换装置与显示驱动电路相连接，显示驱动电路与显示屏3相连接。mcu控制器通过接口转换装置和显示驱动电路将传感器模块采集的信息和窗帘的开关状态实时显示在显示屏3上，供用户查看。

所述传感器模块9包括烟雾传感器、温湿度传感器、光敏电阻和红外线传感器，红外线传感器和光敏电阻设置在窗户外侧，烟雾传感器和温湿度传感器设置在窗户内；所述烟雾传感器、温湿度传感器、光敏电阻和红外线传感器通过a/d转换模块与mcu控制器相连接。光敏电阻检测室外的光照强度。红外线传感器设置在窗户之间，用于检测进入窗户的人体信号。各个传感器探测到的变化通过a/d转换模块转化后反映到mcu控制器上，由mcu控制器根据信号的变化（即电平的高低）判断外界环境的变化，然后与存储器内部设定的阈值进行比较，从而发出相应的命令，控制左驱动电机和右驱动电机等机械传动部分实现相应的动作。

所述a/d转换模块与摄像头相连接，摄像头固定在窗户上；所述mcu控制器与报警模块相连接，报警模块设置在柜体内，报警模块包括闪光灯和蜂鸣器，闪光灯和蜂鸣器并联连接，闪光灯设置在柜体上，蜂鸣器设置在柜体内，报警模块同时进行闪光和声音报警。

所述通讯模块4包括红外接收模块、蓝牙接收模块和无线通信模块，红外接收模块与遥控器相连接，通过遥控器实现室内对左右窗帘的控制。蓝牙接收模块和无线通信模块与移动终端相连接，蓝牙接收模块实现与移动终端近距离的通信，无线通信模块通过无线网络实现与移动终端远距离的通信。所述无线通信模块与数据库服务器相连接，数据库服务器和存储器构成数据存储系统。数据库服务器用于远程存储整个装置的运行数据和运行中采集的数据，方便后续自主学习，提高其对环境的学习能力，提高其自动化程度。

所述左驱动电机和右驱动电机均通过驱动电路与mcu控制器相连接；所述盒体8的下部设有换气装置10，换气装置10与驱动电路相连接。换气装置10包括风机，风机与驱动电路相连接，风机固定在窗户上，可以实现室内外空气的流通。换气装置10、左驱动电机和右驱动电机为整个装置的执行部件。

利用风能的智能窗帘控制系统的控制方法，其步骤如下：

步骤一：打开总开关，蓄电池上电，mcu控制器进行系统的初始化，mcu控制器开始工作；

步骤二：烟雾传感器和温湿度传感器实时检测室内的烟雾浓度、温度和湿度，光敏电阻实时检测室外光照强度，红外线传感器实时检测是否有人为侵入；当前的温度、湿度、时间、光照强度值以及窗帘的开、关状态实时显示在显示屏3上；

步骤三：当用户通过遥控器或移动终端操作窗帘打开时，mcu控制器检测到红外接收模块、蓝牙接收模块或无线通信模块传送的打开窗帘控制信号后，mcu控制器控制左驱动电机和右驱动电机均启动，从而带动螺杆i5和螺杆ii13转动，滑块i6带动左窗帘向左侧移动，滑块ii7带动右窗帘向右侧移动，当滑块i6触碰到限位片i11上的接近开关时，接近开关将信号传送至mcu控制器，mcu控制器通过驱动电路控制左驱动电机停止转动；当滑块ii7触碰到限位片ii12上的接近开关时，接近开关将信号传送至mcu控制器，mcu控制器通过驱动电路控制右驱动电机停止转动，窗帘打开；当红外接收模块、蓝牙接收模块或无线通信模块接收到关闭信号时，mcu控制器控制左驱动电机和右驱动电机同时启动，分别带动滑块i6和滑块ii7相中间移动，当滑块i6和滑块ii7接触时，限位片iii上的接近开关检测到信号，mcu控制器通过驱动电路控制右驱动电机停止转动，窗帘关闭；因此，通过遥控器或移动终端可实现近距离或远程的开关窗帘的控制。

步骤四：当光敏电阻检测到光照值大于存储器存储的设定阈值xstlx时，左驱动电机和右驱动电机同时启动带动滑块i6和滑块ii7分别向两侧移动，自动打开窗帘，当光照值低于存储器存储的设定阈值xofflx时，左驱动电机和右驱动电机同时启动带动滑块i6和滑块ii7分别向中间移动，窗帘便会自动关闭。通过光敏电阻和执行部件左驱动电机和右驱动电机可以实现窗帘的自动开启和关闭，用户通过参数设置可以调整窗帘开启的大小。

步骤五：当红外线传感器检测到不法分子进行窗户时，mcu控制器通过驱动电路启动摄像头开始工作，摄像头采集的图像通过a/d转换模块传送至mcu控制器，mcu控制器将图像发送至存储器或通过无线通信模块发送至数据库服务器进行存储、发送至移动终端；同时，mcu控制器启动报警模块进行报警；报警模块可以提醒用户，同时震慑不法分子，提高用户的居住安全。

步骤六：当烟雾传感器检测到的室内的烟雾大于存储器存储的设定阈值时，mcu控制器通过驱动电路控制换气装置10、左驱动电机和右驱动电机均启动，打开窗帘后换气装置10实现室内空气的流通；

步骤七：mcu控制器将窗帘的开关状态、室内的温湿度、室外的光照强度、摄像头拍摄的图像和烟雾报警信息均通过无线通信模块或蓝牙接收模块定时发送至移动终端。mcu控制器将报警信息传送至移动终端可以提醒用户远程报警，保护居住者的人生和财产安全。

所述左驱动电机和右驱动电机上设有均设有变频器，利用按钮的通断信号来增减设定频率，miu控制器通过增速命令端及减速命令端控制两台变频器的频率；在接通变频器的正转命令后，当增速按钮闭合时，增速命令端得到信号，变频器的输出频率按加速时间增加，增速按钮断开时变频器的输出频率保持；当减速按钮闭合时，减速命令端得到信号，变频器的输出频率按减速时间减少，减速按钮断开时变频器的输出频率保持。该变频调节方法再配合驱动电路的继电器就可以进行统调和微调，就可达到左右确定电机电机同步控制而不失步的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。