自动开关窗装置的制作方法

本实用新型涉及一种自动控制装置，尤其涉及一种自动打开或关闭房间窗户的自动开关窗装置。

背景技术：
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随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高，人们搬进了窗明几净的高楼大厦，在宽敞明亮的封闭式楼房内居住、学习和办公。但随之而来的是越来越严重的环境污染问题，室外有雾霾肆虐，室内有装修带来的甲醛、TVOC等污染物同样威胁着人们的健康。

随着生产生活方式的现代化，人们更多的工作、娱乐活动在室内进行，大约有90%的时间在室内度过。为了改善室内空气质量，保护人们的身体不受空气污染物的侵害，目前绝大多数的人们仍然采取开窗通风的方式来促进空气流通、提高室内空气品质。但是人们不能准确地把握开、关窗的最佳时机，往往会在室内引入污染严重的室外空气，或者是室内的污染空气不能有效的排出室外。而且由于人们生活节奏的加快，上班出门常常忘记关闭窗户，一旦刮风下雨就会造成室内一团糟，带来财产经济的损失；人们也不可能时时刻刻关注着室内外的空气状况，判断是否要进行开关窗操作，导致人们长时间的处于空气污染严重的室内环境中，严重影响着人们的身体健康。因此，在正确的时间打开或关闭窗户，有效地促进室内外空气流通，提高室内的空气质量，成为目前全社会亟待解决的热点问题。

技术实现要素：
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为了解决窗户无法根据气象条件随时打开或关闭的问题，刮风下雨天忘记关闭窗户，给人们带来财产经济损失的问题，和不能及时有效地合理开、关窗户，造成室内空气污染严重的问题，本实用新型的目的是提供一种能够根据室内外空气情况自动开关窗户、人工能够远程操控的基于无线传感器网络的自动开关窗装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种自动开关窗装置，包括推拉机构、动力机构和控制器，其中，推拉机构包括推拉杆、与推拉杆固定连接的带有键槽的丝杠以及包裹推拉杆和丝杠的腔体，连拉在腔体外的锁紧器和红外测距传感器；动力机构是与丝杠连接的电机，控制机构是与电机电路连接的控制器、通过线路与控制器连接的编码器，伸出腔体外的部分推拉杆的顶端设有安装孔，腔体上固定有一键，键和键槽相匹配、且能够嵌入键槽中。

所述的电机通过齿轮与丝杠连接，且齿轮的齿与丝杠的螺纹相匹配啮合。

所述控制器包括CPU、放大电路、A/D转换电路和GPRS通讯模块，以及通过线路分别与电机和CPU连接的电机驱动电路、供电电路、液晶显示屏、按键电路；放大电路通过线路与红外测距传感器相连， GPRS通讯模块通过UART通讯端口与CPU相连；按键电路通过线路与CPU连接。

将自动开关窗装置、带有GPRS通讯模块的室内空气监测装置和室外空气监测装置通过3G/4G移动通信网络、云服务器与终端设备连通。

在窗户上安装本实用新型自动开关窗装置，同时在室内外分别安装一个室内空气监测装置和室外空气监测装置；室内空气监测装置监测的主要空气污染物参数包括温度、湿度、CO₂、甲醛、TVOC等，可根据需要适当的添加或删除某个监测参数；室外空气监测装置监测的主要空气污染物参数包括雨雪、风速、温度、湿度、CO₂、甲醛、TVOC等，可根据需要适当的添加或删除某个监测参数。室内外空气监测装置将监测到的空气污染物数据通过3G/4G移动通信网络上传至云服务器，比较云服务器上室内外空气污染物的监测数据，通过系统预先设置的参数优先级，自动地进行开窗或关窗的操作；同时，终端设备也可以通过访问查看云服务器上存储的窗户状态、室内外空气污染物监测数据，进而远程手动地进行开关窗操作。

本实用新型的积极效果是：

1）本实用新型实时对比室内外的空气状况，自动的打开或者关闭窗户，有利于改善室内空气质量，保护人们的身体健康，具有极大的社会效益。

2）本实用新型基于GPRS无线通讯技术将数据上传至云服务器，根据系统预先设置可以自动的控制窗户的开、关，终端设备也可以通过访问云服务器远程手动的控制窗户的开、关，还可以现场人工操作键盘电路控制窗户的开、关，操作方式灵活，满足各种情况的应用，有助于保护人们财产经济的安全。

附图说明：

图1为本实用新型的结原理示意图。

图2为本实用新型的控制器的模块的逻辑方框图。

图3为本实用新型的移动互联网通讯工作模式示意图。

图4为本实用新型自动开关窗装置布局示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示：本实用新型自动开关窗装置包括推拉杆10、与推拉杆10固定连接的带有键槽31的丝杠3、与电机5电路连接的控制器6、通过线路与控制器6连接的编码器7、以及包裹推拉杆10和丝杠3的腔体2，位于腔体2外的锁紧器4和红外测距传感器8；伸出腔体2外的推拉杆10的顶端设有安装孔9，用以自动开关窗装置和窗扇的固定连接；推拉杆10和丝杠3外包裹着腔体2，避免雨水等对其的侵蚀，影响装置的正常工作；腔体2内，靠近推拉杆10的一端，与丝杠3上的键槽31相对应位置处固定安装一个键32，键32和键槽31相匹配且能够嵌入键槽31中，用以防止丝杠3旋转；轴孔与电机5的电机轴相配套的齿轮与电机轴固定连接，做同步旋转，且齿轮的齿与丝杠3的螺纹相匹配啮合；利用蜗轮蜗杆的原理，电机转动，带动齿轮同步旋转，齿轮旋转驱动丝杠3进行轴向运动，由于键32在腔体2上固定且嵌入键槽31中，使得丝杠3不能旋转只得沿着其轴向做直线运动，从而带动推拉杆10的伸缩，达到开关窗户的目的；同时，与电机5和控制器6电路连接的编码器7，采用增量式编码器，检测电机的旋转方向、旋转角度等，并输出脉冲信号反馈给控制器6，控制器6通过计算得到需要的电机旋转圈数，从而来控制电机的启动和停止，实现精确控制窗户打开的大小；红外测距传感器8实时检测窗户附近障碍物的远近，并反馈给控制器6，在进行开关窗的操作前，控制器6先通过系统软件的设计判断障碍物是否在窗户的行程内，以免窗户开关的过程中碰落障碍物发生危险。

由图1还可以看出：锁紧器4在自动开关窗装置上电工作的状态下，锁紧窗框和自动开关窗装置；当突然停电时，手动解锁锁紧器4，进而人为地开、关窗户，避免由停电引起的自动开关窗装置不能工作，窗户不能打开或关闭的事件发生。

如图2所示：自动开关窗装置的控制器6包括CPU（STM32F103C8T6）、放大电路、A/D转换电路（芯片LMP90100）和GPRS通讯模块（SIM900A），以及通过线路与CPU（STM32F103C8T6）相连的电机驱动电路、供电电路、液晶显示屏、按键电路；其中，通过线路分别与电机和CPU（STM32F103C8T6）连接的电机驱动电路，驱动电机正常运行；放大电路通过线路与红外测距传感器相连，并将放大处理后的信号通过线路输入到A/D转换电路（芯片LMP90100）， A/D转换电路（芯片LMP90100）将转换成的数字信号通过SPI的通讯方式传送到CPU（STM32F103C8T6）中；GPRS通讯模块（SIM900A）通过UART通讯端口与CPU（STM32F103C8T6）相连，实现数据的无线传输；按键电路通过线路与CPU（STM32F103C8T6）连接，实现对影响自动开关窗装置自动运行的参数设置和装置的手动控制；并将设置的参数、窗户的状态等信息在液晶显示屏上进行显示，以便进行现场查看。

如图3所示：自动开关窗装置、带有GPRS通讯模块（SIM900A）的室内空气监测装置和室外空气监测装置通过3G/4G移动通信网络将窗户的开关状态、窗户打开的大小、室内外空气污染物的监测数据等信息实时地上传至云服务器，供终端设备进行远程访问、查看，实现对窗户的自动控制和终端设备对窗户的远程手动控制。

如图4所示：在室内外分别安装一个室内空气监测装置11和室外空气监测装置12，同一栋楼上的多个室内可共享一个室外空气监测装置12，在窗户16的每个窗扇上安装一个自动开关窗装置1，比较云服务器上室内外空气污染物的监测数据，通过系统预先设置的参数优先级，自动地进行开窗或关窗的操作，同时终端设备也可以通过访问云服务器远程手动地控制窗户的打开和关闭。

本实用新型方便、智能、操作灵活，可自动运行，也可人工操作，可广泛应用于家庭、教室、办公室等诸多场所，有助于提高室内空气质量，保护室内人员的身体健康，具有极大的社会效益和经济效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。