CN111364873A - 一种家庭环境监测与智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家庭环境监测与智能控制系统，包括窗户、窗户控制装置、传感器模块、控制模块、无线通信模块和用户移动端，窗户包括固定窗框和活动窗扇，窗户控制装置包括齿条、齿轮和用于驱动齿轮旋转的驱动电机，传感器模块包括与控制模块信号连接的多个传感器，无线通信模块与控制模块和用户移动端连接用于远程监控与控制，窗户控制装置用于窗户的开启与关闭，传感器模块与控制模块相连，用于收集数据，将数据通过无线通信模块传输到移动端，实现监测功能，当传感器模块检测到雨水或者烟雾，控制模块将数据通过无线通信模块传输到移动端，用户做出操作后，窗户控制装置将打开或关闭窗户，使得家庭环境保持在舒适的状态。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，特别地，涉及一种家庭环境监测与智能控制系统。
背景技术
现代生活质量提高，人们注重家中环境及生活舒适度。温湿度，室内通风次数，天气变化及室内空气成分都是影响人们生活舒适性的重要因素。但加快的生活节奏，使得人们经常忘记家中的窗户是否关闭，家中的空气是否适宜工作一天的人们放松身心，良好睡眠。这些问题都会影响人们生活的舒适度，不适的空气质量使得人们睡眠质量下降，影响人们第二天的工作与生活。遭遇大风大雨等恶劣天气，人们忘记家中窗户关闭，造成室内环境恶劣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种家庭环境监测与智能控制系统，以解决背景技术中提出的室内空气质量变差，恶劣天气忘记关闭窗户，造成用户生活舒适度下降的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种家庭环境监控与智能控制系统，包括窗户、窗户控制装置、传感器模块、控制模块、无线通信模块和用户移动端，所述窗户包括固定于墙体上的固定窗框和滑动安装于所述固定窗框内的活动窗扇，所述窗户控制装置包括齿条、齿轮和用于驱动所述齿轮旋转的驱动电机，所述齿条安装于活动窗扇上，所述驱动电机安装于固定窗框上；所述传感器模块包括设置在固定窗框上的多个传感器，多个传感器均与所述控制模块信号连接，所述无线通信模块通过移动网络无线连接到所述控制模块和用户移动端。
进一步的，所述传感器模块包括温湿度传感器、烟雾传感器、风速传感器和雨水传感器，所述温湿度传感器和烟雾传感器固定设置在所述固定窗框的内侧顶部，所述风速传感器和雨水传感器固定设置在所述固定窗框的外侧顶部。
进一步的，所述温湿度传感器与所述控制模块相连，所述温湿度传感器监测值超过限定值时，所述窗户控制装置能自动开启或关闭窗户。
进一步的，所述烟雾传感器与所述控制模块相连，所述烟雾传感器监测数值高达限定值时，所述窗户控制装置能自动开启窗户通风。
进一步的，所述雨水传感器与所述控制模块相连，所述雨水传感器监测到雨水时，所述窗户控制装置能自动关闭窗户。
进一步的，所述齿条固定设置于所述活动窗扇的内侧底部，所述驱动电机的输出轴与所述齿轮键连接。
进一步的，所述控制模块与所述驱动电机相连，所述控制模块接受指令后通过所述驱动电机控制所述活动窗扇动作。
进一步的，所述无线通信模块采用的是modbus485协议，并且能够通过家用WiFi与所述用户移动端相连。
进一步的，所述用户移动端为智能手机、平板或笔记本电脑。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种家庭环境监测与智能控制系统，包括窗户、窗户控制装置、传感器模块、控制模块、无线通信模块和用户移动端；窗户控制装置，结构简单，操作简单，易于安装与维护；通过设置烟雾传感器，当监测到室内烟气超出设定值时，控制模块调用窗户控制装置，开窗通风，保持室内空气质量；通过设置雨水传感器，当监测到室外降水时，控制模块调用窗户控制装置，关闭窗户，避免雨水打湿；通过设置温湿度传感器，当监测到温湿度超出设定范围值时，控制模块调用窗户控制装置，关闭或开启窗户，使室内达到适宜条件；通过设置风速传感器，当监测到适宜风速时，控制模块调用窗户控制装置，打开窗户通风，保持室内空气质量；通过设置无线通信模块，实现用户远程监控，在用户移动端实时读取家中环境参数，远程操控窗户的开关状态。另外，本发明采用modbus485通讯协议，此通讯协议应用广泛，易于操作，后期维护简单，大大节约成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种家庭环境监测与智能控制系统的结构示意图；
图2是本发明中窗户与各模块之间的安装位置结构示意图；
图3是本发明中齿轮的结构示意图；
图4是本发明中齿条的结构示意图；
其中，1-固定窗框，2-活动窗扇，3-齿条，4-齿轮，5-驱动电机，6-控制模块，7-无线通信模块，8-用户移动端，9-温湿度传感器，10-烟雾传感器，11-风速传感器，12-雨水传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1至图4，一种家庭环境监控与智能控制系统，包括窗户、窗户控制装置、传感器模块、控制模块6、无线通信模块7和用户移动端8，具体结构如下：
窗户包括固定于墙体的固定窗框1和滑动安装于固定窗框内的至少一扇活动窗扇2，活动窗扇的四周设有活动窗扇固定框；窗户控制装置包括齿条3、齿轮4和用于驱动齿轮旋转的驱动电机5，齿条安装于活动窗扇2上，驱动电机5安装于固定窗框1上；优选齿条3固定设置于活动窗扇2内侧底部的活动窗扇固定框上，驱动电机的输出轴与齿轮4键连接；驱动电机5采用伺服电机，伺服电机与控制模块采用电连接，使得控制模块能发送指令，控制伺服电机转动进而通过齿轮和齿条带动活动窗扇运动。
传感器模块包括设置在固定窗框1上的多个传感器，该多个传感器具体为传感器模块包括温湿度传感器9、烟雾传感器10、风速传感器11和雨水传感器12，温湿度传感器9和烟雾传感器10固定设置在固定窗框1的内侧顶部，风速传感器11和雨水传感器12固定设置在固定窗框1的外侧顶部。温湿度传感器9与控制模块6相连，温湿度传感器监测值超过限定值时，窗户控制装置能自动开启或关闭窗户。烟雾传感器10与控制模块6相连，烟雾传感器监测数值高达限定值时，窗户控制装置能自动开启窗户通风。雨水传感器12与控制模块6相连，雨水传感器监测到雨水时，窗户控制装置能自动关闭窗户。无线通信模块7通过移动网络无线连接到控制模块6和用户移动端8。该结构中控制模块和无线通信模块均安装在室内，无线通信模块主要用于控制模块与用户移动端通信连接，其中控制模块与无线通信模块两者采用modbus485通讯协议。当无线通信模块接收到控制端传送的数据时，无线通信模块立即发送至用户移动端。当用户在用户移动端发出关闭或开启窗户指令时，控制模块调用窗户控制装置，发送指令控制伺服电机旋转，进而关闭或开启窗户。
在一种具体的实施方式中，风速传感器安装在室外，并与控制模块电连接，实时监测室外风速值，控制模块接收监测值，当监测值高于设定值时，控制模块调用窗户控制装置关闭窗户，从而避免大风带来灰尘影响室内空气质量。当监测值低于设定值时，控制模块调用窗户控制装置开启窗户，以达到通风换气的目的，保障室内空气质量。
在一种具体的实施方式中，温湿度传感器安装在室内，并与控制模块电连接，实时监测室内环境温湿度，控制模块接受监测数值，通过无线通信模块发送至用户移动端，同时比对设定值，当温度高于夏季设定值，则调用窗户控制装置开启窗户。当温度低于冬季设定值，则调用窗户控制装置关闭窗户。
在一种具体的实施方式中，烟雾传感器安装在室内，与控制模块电连接，实时监测室内空气，当监测到烟雾含量高于环境许可值时，控制模块通过无线通信模块发送警报至用户移动端，同时调用窗户控制装置开启窗户通风。
本实施例中，雨水传感器安装在室外，与控制模块电连接，监测室外是否降雨，当控制模块接受到降雨信号时，控制模块将通过无线通信模块向用户移动端发出通知，同时调用窗户控制装置关闭窗户，保证室内干燥。
本实施例中，无线通信模块安装在室内，与控制模块电连接，需通过WiFi连接移动端，用户移动端8可为智能手机、平板或笔记本电脑等。
本发明使用时，只需将各模块之间连接线路，在移动端设定风速比对值，温湿度比对值，给各模块接通电路，无线通信模块连接室内WiFi，在移动端匹配好相应无线通信模块即可。
本发明安装完毕开始工作时，传感器模块中各传感器采集数据，控制模块收集数据，比对用户设定值，进而调用窗户控制装置，同时传输到无线通信模块，实时同步到用户移动端。当用户在移动端下达指令，无线通信模块接受指令，传送到控制模块调用窗户控制装置，执行相应动作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
Claims (9)
1.一种家庭环境监控与智能控制系统，其特征在于，包括窗户、窗户控制装置、传感器模块、控制模块(6)、无线通信模块(7)和用户移动端(8)，所述窗户包括固定于墙体上的固定窗框(1)和滑动安装于所述固定窗框内的活动窗扇(2)，所述窗户控制装置包括齿条(3)、齿轮(4)和用于驱动所述齿轮旋转的驱动电机(5)，所述齿条安装于活动窗扇(2)上，所述驱动电机(5)安装于固定窗框(1)上；所述传感器模块包括设置在固定窗框(1)上的多个传感器，多个传感器均与所述控制模块(6)信号连接，所述无线通信模块(7)通过移动网络无线连接到所述控制模块(6)和用户移动端(8)。
2.根据权利要求1所述的家庭环境监控与智能控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括温湿度传感器(9)、烟雾传感器(10)、风速传感器(11)和雨水传感器(12)，所述温湿度传感器(9)和烟雾传感器(10)固定设置在所述固定窗框(1)的内侧顶部，所述风速传感器(11)和雨水传感器(12)固定设置在所述固定窗框(1)的外侧顶部。
3.根据权利要求2所述的传感器模块，其特征在于，所述温湿度传感器(9)与所述控制模块(6)相连，所述温湿度传感器监测值超过限定值时，所述窗户控制装置能自动开启或关闭窗户。
4.根据权利要求2所述的传感器模块，其特征在于，所述烟雾传感器(10)与所述控制模块(6)相连，所述烟雾传感器监测数值高达限定值时，所述窗户控制装置能自动开启窗户通风。
5.根据权利要求2所述的传感器模块，其特征在于，所述雨水传感器(12)与所述控制模块(6)相连，所述雨水传感器监测到雨水时，所述窗户控制装置能自动关闭窗户。
6.根据权利要求1所述的家庭环境监控与智能控制系统，其特征在于，所述齿条(3)固定设置于所述活动窗扇(2)的内侧底部，所述驱动电机(5)的输出轴与所述齿轮(4)键连接。
7.根据权利要求1所述的家庭环境监控与智能控制系统，其特征在于，所述控制模块(6)与所述驱动电机(5)相连，所述控制模块接受指令后通过所述驱动电机(5)控制所述活动窗扇(2)动作。
8.根据权利要求1所述的家庭环境监控与智能控制系统，其特征在于，所述无线通信模块(7)采用的是modbus485协议，并且能够通过家用WiFi与所述用户移动端相连(8)。
9.根据权利要求1所述的家庭环境监控与智能控制系统，其特征在于，所述用户移动端(8)为智能手机、平板或笔记本电脑。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202010260667.0A CN111364873A (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种家庭环境监测与智能控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202010260667.0A CN111364873A (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种家庭环境监测与智能控制系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN111364873A true CN111364873A (zh) | 2020-07-03 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010260667.0A Pending CN111364873A (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种家庭环境监测与智能控制系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113404402A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-09-17 | 郑州大学 | 适用于被动式建筑的智能开窗联动控制装置及控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102606026A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-25 | 刘权熠 | 一种智能推拉窗 |
| CN107895329A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-04-10 | 武汉虹信技术服务有限责任公司 | 一种智能建筑集成管理平台 |
| CN209460608U (zh) * | 2019-02-13 | 2019-10-01 | 五邑大学 | 基于物联网的多传感器智能窗远程监控系统 |
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2020
- 2020-04-03 CN CN202010260667.0A patent/CN111364873A/zh active Pending
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