阅读说明：本技术 智能窗户控制器 (Intelligent window controller ) 是由 柳长源 贾云祥 张一帆 张林林 郭鹏岗 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种智能窗户控制器,包括主控模块、室外检测装置、室内检测装置、电机驱动装置、显示装置、红外遥控、无线控制装置和监控组块。所述主控模块是用STM32F407作为整个系统的主控制器；所述室外检测装置包括雨滴传感器和风速传感器；所述室内检测装置包括温度传感器和可燃气体传感器；所述电机驱动装置由电机驱动模块和步进电机构成,用于打开和关闭窗户；所述显示装置是数码管模块,用于实时显示室内的温度；所述红外遥控由红外收发模块构成；所述无线控制装置由WiFi模块、路由器和手机端APP组成；所述监控组块可以将实时的数据传输到所述手机端APP。本发明可实现自动控制和遥控控制窗户开关,还可以用手机进行远程控制和实时查看家中情况。(The invention provides an intelligent window controller which comprises a master control module, an outdoor detection device, an indoor detection device, a motor driving device, a display device, an infrared remote control device, a wireless control device and a monitoring module. The main control module uses the STM32F407 as a main controller of the whole system; the outdoor detection device comprises a raindrop sensor and a wind speed sensor; the indoor detection device comprises a temperature sensor and a combustible gas sensor; the motor driving device consists of a motor driving module and a stepping motor and is used for opening and closing the window; the display device is a nixie tube module and is used for displaying the indoor temperature in real time; the infrared remote control is composed of an infrared transceiving module; the wireless control device consists of a WiFi module, a router and a mobile phone terminal APP; the monitoring module can transmit real-time data to the mobile phone end APP. The invention can realize automatic control and remote control of window opening and closing, and can also use a mobile phone to carry out remote control and check the conditions at home in real time.)

智能窗户控制器

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种智能窗户控制器。

背景技术

智能家居行业飞速发展，如今受到越来越多的人的关注。窗户作为家居中不可或缺的一部分，必将走向智能化。

现在已经有智能窗户的产品了，但大多数功能简单，智能程度不够高，而且价格昂贵，不适合大部分家庭。因此智能窗户的研究还处于初级阶段。

很多人都遇到过不在家中的时候突然下起大雨或者刮起大风，家中窗户还未关闭，很容易造成财产损失；有的时候煤气泄漏，不及时开窗通风也会造成很严重的后果；还有的时候忘记是否关闭窗户，无法确认也会影响工作和学习的心情。

因此，人们急需一种可以在风雨天自动关闭窗户，在有煤气泄漏的时候及时开窗通风，即使主人不在家中也能通过它实时的了解家中情况的智能开关窗户的产品。

发明内容

针对现在人们对窗户多功能的需求，本发明提供了一种智能窗户控制器，包括主控模块、室外检测装置、室内检测装置、电机驱动装置、显示装置、红外遥控、无线控制装置和监控组块，其特征在于，所述主控模块是用STM32F407作为整个系统的主控制器；所述室外检测装置包括雨滴传感器和风速传感器；所述室内检测装置包括温度传感器和可燃气体传感器；所述电机驱动装置由电机驱动模块和步进电机构成；所述显示装置是数码管模块；所述红外遥控由遥控器和红外接收器构成；所述无线控制装置由WiFi模块、路由器和手机端APP 组成；所述监控组块可以将实时的数据传输到所述手机端APP。

优选的，所述风速传感器由一个槽型对射光电传感器和小风扇构成。当有风吹过时，小风扇转动，扇叶经过槽型即可触发传感器输出低电平，所述主控制器对单位时间内的低电平数进行统计计算，即可得到风速；当风速超过预设值10.8m/s时，关闭窗户。

优选的，所述WiFi模块为安信可公司生产的esp8266模块，WiFi模块与所述主控模块相连，同时连接到所述路由器提供的局域网，所述手机端通过互联网访问路由器，从而向主控模块发送信息，实现开关窗操作。

优选的，所述监控组块由摄像头和“双电机”组成，所述摄像头为OmniVision公司生产的CMOS图像传感器OV2640；所述“双电机”为两个相互垂直的步进电机，可控制摄像头上下左右转动；摄像头与所述主控模块相连，主控模块将实时图像信息储存并通过所述WiFi 模块上传到服务器中，所述手机端APP访问服务器即可实时监控家中情况。

优选的，所述手机端APP首页可显示室内温度和窗户开关状态；当处于“自动模式”的情况下，系统在所述室外检测装置和所述室内检测装置的控制下自动进行开关窗，界面只有“摄像监控”按键；当处于“手动模式”的情况下，界面有“开窗”、“关窗”和“摄像监控”按键；点击“摄像监控”按键时会调出由所述监控组块传来的实时监控视频，还可以点击“上下左右”按键调整摄像头的角度，以便可以看到室内外的情况。

附图说明

图1是本发明智能窗户控制器的系统原理图。

图2是本发明部分模块管脚接线图。

图3是手机端APP的软件流程图。

图4是手机端APP“自动模式”界面示意图。

图5是手机端APP“手动模式”界面示意图。

图6是手机端APP“摄像监控”页面示意图。

具体实施方式

为了更好的阐述和说明本发明，下面结合示意图对具体实施方案进行分析。

图1为本发明的实施例的系统原理图，本发明为一种智能窗户控制器，包括主控模块、室外检测装置、室内检测装置、电机驱动装置、显示装置、红外遥控、无线控制装置和监控组块，其特征在于，所述主控模块是用STM32F407作为整个系统的主控制器；所述室外检测装置包括雨滴传感器和风速传感器；所述室内检测装置包括温度传感器和可燃气体传感器；所述电机驱动装置由电机驱动模块和步进电机构成；所述显示装置是数码管模块，；所述红外遥控由遥控器和红外接收器构成；所述无线控制装置由WiFi模块、路由器和手机端APP组成；所述监控组块可以将实时的数据传输到所述手机端APP。

所述雨滴传感器采用双面材料，用镀镍处理表面，采用比较器输出信号；雨滴传感器输出端DO与所述主控模块PB9管脚相连，当有水滴滴在感应板上时，DO输出低电平，将信号传到所述主控模块中，进行关窗操作。

所述风速传感器由一个槽型对射光电传感器和小风扇构成，风速传感器输出端OUT 与所述主控模块PB10管脚相连，当有风吹过时，小风扇转动，扇叶经过槽型即可触发传感器输出低电平，所述主控制器对单位时间内的低电平数进行统计计算，即可得到风速；当风速超过预设值10.8m/s时，关闭窗户。

所述温度传感器为DS18B20芯片，它的DQ端与所述主控模块PA15管脚相连，并将室内实时温度传到所述主控模块中；当室内温度超过30～35℃时，窗户打开进行通风降温。

所述可燃气体传感器为MQ-2气体传感器，它的输出端DO与所述主控模块PB8相连；当空气中可燃气体的浓度超过预设值时，传感器中SnO₂的电导率增大，输出低电平给所述主控模块，进行开窗操作。

所述电机驱动模块为L298N，所述步进电机为四线双极性步进电机；管脚接线图如图2所示，电机驱动模块的IN1、IN2、IN3、IN4分别与所述主控模块的PB11、PA12、PA13、 PA14管脚相连；电机驱动模块的OUT1、OUT2、OUT3、OUT4分别与步进电机的A+、A-、 B+、B-管脚相连，驱动步进电机正转90°和反转90°，完成开窗和关窗的操作。

所述WiFi模块为安信可公司生产的esp8266模块，管脚接线图如图2所示，WiFi模块的管脚RST、CH_PD、TXD、RXD分别与所述主控模块的PA5、PB5、PA2、PA3管脚相连，实现连接到所述路由器提供的局域网，所述手机端APP通过互联网访问路由器，从而向主控模块发送信息，实现开关窗操作。

所述数码管模块是由两片595驱动的四位数码管显示模块，它的DIO、RCLK、SCLK管脚分别与所述主控模块的PB4、PA7、PA11管脚相连；主控模块将所述温度传感器读取的温度数值传递给数码管模块，可以实时显示室内温度。

所述红外接收器的OUT端口与所述主控模块的PA8端口相连，所述遥控器向红外接收器发送红外信号，红外接收器将收到的信号传递给所述主控模块，实现开窗和关窗。

所述监控组块由摄像头和“双电机”组成，所述摄像头为OmniVision公司生产的CMOS 图像传感器OV2640；所述“双电机”为两个相互垂直的步进电机，可控制摄像头上下左右转动；接线图如图2所示，摄像头与所述主控模块相连，主控模块将实时图像信息储存并通过所述WiFi模块上传到服务器中，所述手机端APP访问服务器即可实时监控家中情况。

如图3所示为所述手机端APP的软件流程图；打开手机端APP首先确定控制模式，当为“自动模式”时，系统按照可燃气体传感器、温度传感器、雨滴传感器、风速传感器的优先级顺序进行开关窗，界面如图4所示，可以显示当前室内温度和窗户开关状态；当为“手动模式”时，可以通过点击“开窗”和“关窗”按键进行开关窗操作，界面如图5所示；在两种模式下都可以点击“摄像监控”按键，这时会调出由摄像头传来的实时监控视频，还可以通过“上下左右”按键调整摄像头的角度，以便可以看到室内外的情况，界面如图6所示；此时点击返回键可以返回到首页。

需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中；在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员是可以做出各种变换和变化而得到相应的同等的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利范围。