本實用新型主要涉及感應(yīng)控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)在快節(jié)奏生活中，工作壓力的不斷增大，導(dǎo)致人們常常會忘記關(guān)窗，每逢刮風(fēng)下雨便擔(dān)心不已，市面上一些智能窗能夠解決這個問題，在下雨時自動關(guān)閉窗戶，避免了人們因為上述原因而造成以的一些損失。但是普通的智能窗只能控制窗戶的閉合，當(dāng)窗戶開啟時，在風(fēng)的作用下，可能由于室內(nèi)外壓力差，造成窗戶的關(guān)閉，容易震碎玻璃，為了解決這個問題，設(shè)計了一款可以在窗戶開啟是固定窗戶的開關(guān)窗系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)，通過檢測溫濕度、煙霧信號，控制窗戶的開啟與關(guān)閉，當(dāng)窗戶開啟時通過磁鐵吸合原理，固定窗戶；窗戶閉合時，通過門磁傳感器檢測窗戶狀態(tài)進行控制。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)包括煙霧傳感器、溫濕度傳感器、按鍵控制、時鐘模塊、電源模塊、單片機、電機驅(qū)動電路、開關(guān)窗電機、無線門磁傳感器、電磁鐵吸合模塊、限位開關(guān)，通過檢測溫濕度、煙霧信號，控制窗戶的開啟與關(guān)閉，當(dāng)窗戶開啟時通過磁鐵吸合原理，固定窗戶；窗戶閉合時，通過門磁傳感器檢測窗戶狀態(tài)進行控制。

其中，所述煙霧傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端；所述溫濕度傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端；所述按鍵控制的輸出端連接著單片機的輸入端；所述時鐘模塊的輸出端連接著單片機的輸入端；所述電源模塊的輸出端連接著單片機的輸入端；所述單片機的輸出端連接著電機驅(qū)動電路的輸入端；所述電機驅(qū)動電路的輸出端連接著開關(guān)窗電機的輸入端；所述無線門磁傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端；所述單片機的輸出端連接著電磁鐵吸合模塊的輸入端；所述限位開關(guān)的輸出端連接著單片機的輸入端。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)所述單片機采用AT89C51單片機。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)所述煙霧傳感器采用DSM501傳感器。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)所述溫濕度傳感器采用SHT11溫濕度傳感器。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)所述無線門磁傳感器包括PT2262編碼芯片和PT2272解碼芯片。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)所述電機驅(qū)動電路采用L298N驅(qū)動芯片。

作為本實用新型的進一步優(yōu)化，本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)所述限位開關(guān)采用AH201磁感應(yīng)霍爾開關(guān)傳感器。

控制效果：本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)，通過檢測溫濕度、煙霧信號，控制窗戶的開啟與關(guān)閉，當(dāng)窗戶開啟時通過磁鐵吸合原理，固定窗戶；窗戶閉合時，通過門磁傳感器檢測窗戶狀態(tài)進行控制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本實用新型做進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的單片機的電路圖。

圖3為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的溫濕度傳感器的電路圖。

圖4為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的電機驅(qū)動電路、開關(guān)窗電機的電路圖。

圖5為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的無線門磁傳感器的編碼電路的電路圖。

圖6為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的電源模塊的電路圖。

圖7為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的無線門磁傳感器的解碼電路的電路圖。

圖8為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的電磁鐵吸合模塊的電路圖。

圖9為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的限位開關(guān)的電路圖。

圖10為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的煙霧傳感器的電路圖。

圖11為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的按鍵控制的電路圖。

圖12為本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的時鐘模塊的電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，本實施方式所述一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)包括煙霧傳感器、溫濕度傳感器、按鍵控制、時鐘模塊、電源模塊、單片機、電機驅(qū)動電路、開關(guān)窗電機、無線門磁傳感器、電磁鐵吸合模塊、限位開關(guān)，控制窗戶的開啟與關(guān)閉，當(dāng)窗戶開啟時通過磁鐵吸合原理，固定窗戶；窗戶閉合時，通過門磁傳感器檢測窗戶狀態(tài)進行控制。

其中，所述煙霧傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端，煙霧傳感器采用DSM501傳感器，當(dāng)氣體或者煙霧濃度增大時，導(dǎo)致傳感器的體電阻下降，傳感器6腳對地的輸出電壓增大，即R1的電壓升高，此電壓與參考電壓經(jīng)過電壓比較器進行比較，當(dāng)電壓超過閾值時，電路中1腳輸出高電平，煙霧傳感器的MQ引腳與單片機的P0.7引腳相連接。

所述溫濕度傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端，溫濕度傳感器采用SHT11溫濕度傳感器，溫濕度傳感器檢測門窗內(nèi)外的溫濕度值，傳送到單片機進行處理。SHT11溫濕度傳感器的SCK引腳為串行時鐘輸入，用于使單片機與溫濕度傳感器的通訊同步，DATA引腳為串行數(shù)據(jù)，用于讀取傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)向傳感器發(fā)送命令時，DATA在SCK上升沿有效且在SCK高電平時必須保持穩(wěn)定。DATA在SCK下降沿之后改變。為了確保通訊安全，DATA的有效時間在SCK上升沿之前和下降沿之后應(yīng)該分別延長一段時間，當(dāng)從傳感器讀取數(shù)據(jù)時，DATA在SCK變低以后有效，且維持到下一個SCK的下降沿，為避免信號沖突，單片機驅(qū)動DATA在低電平，需要一個外部的上拉電阻將信號提拉至高電平，溫濕度傳感器的DATA引腳和SCK引腳分別連接到單片機的P0.0、P0.1引腳。

所述按鍵控制的輸出端連接著單片機的輸入端，按鍵控制采用獨立按鍵，按鍵控制采用5個按鍵，分別為按鍵S2時間加按鍵，按鍵S3時間減按鍵，按鍵S4確定按鍵，按鍵S5取消按鍵，通過按鍵S2、S3、S4、S5，實現(xiàn)定時控制開關(guān)窗，按鍵S6為開/關(guān)窗按鍵，當(dāng)門磁檢測到窗戶為開窗狀態(tài)時，通過按下S6按鍵，控制窗戶的關(guān)閉，當(dāng)門磁檢測到窗戶為關(guān)窗狀態(tài)時，通過按下S6按鍵，控制窗戶的閉合，按鍵控制的SW2、SW3、SW4、SW5、SW6端口與單片機的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4引腳相連接。

所述時鐘模塊的輸出端連接著單片機的輸入端，時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片，時鐘芯片為單片機提供標(biāo)準(zhǔn)時間信號，可以通過設(shè)定時間控制開關(guān)窗，DS1302時鐘芯片的通訊接口由3個口線組成，即RST、SCLK、I/O，其中RST從低電平變成高電平啟動一次數(shù)據(jù)傳輸過程，SCLK是時鐘線，I/O是數(shù)據(jù)線，DS1302時鐘芯片的3個口線，RST口與單片機的P3.2引腳相連接，SCLK口與單片機的P3.0引腳相連接，I/O口與單片機的P3.1引腳相連接。

所述電源模塊的輸出端連接著單片機的輸入端，電源模塊通過將220V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓為單片機供電，家庭普遍采用220V電壓作為標(biāo)準(zhǔn)電源，但是由于單片機的工作電壓為5V，通過電源模塊將220V電壓進行降壓、濾波、穩(wěn)壓等轉(zhuǎn)換成5V電壓從VCC引腳輸入到單片機。

所述單片機的輸出端連接著電機驅(qū)動電路的輸入端，電機驅(qū)動電路采用L298N芯片，由于開關(guān)窗電機運轉(zhuǎn)需要大電壓進行供電，單片機直接輸出的小電壓無法直接給電機供電，單片機輸出的信號通過電機驅(qū)動電路將輸出的小電壓信號轉(zhuǎn)換為大電壓信號給開關(guān)窗電機進行供電，L298N芯片可驅(qū)動2個電機，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2個電動機。5、7、10、12腳接輸入控制電平，控制開關(guān)窗電機的正反轉(zhuǎn)，ENA、ENB接控制使能端，控制開關(guān)窗電機的停轉(zhuǎn)，單片機通過P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5引腳與驅(qū)動模塊的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、EN B口相連接。

所述電機驅(qū)動電路的輸出端連接著開關(guān)窗電機的輸入端，開關(guān)窗電機采用永磁型直流電動機，開關(guān)窗電機接收到驅(qū)動信號控制開關(guān)窗電機實現(xiàn)窗戶的開啟和閉合。

所述無線門磁傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端，無線門磁傳感器包括PT2262編碼芯片和PT2272解碼芯片，PT2262編碼芯片發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，PT2272解碼芯片接收到信號后，地址碼經(jīng)過比較核對后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳輸出高電平，如果發(fā)送端一種按住按鍵S1，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262編碼芯片不接通電源，其17腳為低電平，高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有鍵按下時，PT2262編碼芯片得電工作，其17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為低電平期間高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低電平期間高頻發(fā)射電路停止振蕩，高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262編碼芯片的17腳輸出的數(shù)字信號。當(dāng)有鍵按下時，PT2262編碼芯片得電工作，接收電路收到信號，通過OUT端口輸出信號到單片機的P1.7引腳。

所述單片機的輸出端連接著電磁鐵吸合模塊的輸入端，電磁鐵吸合模塊采用MQ58電磁鐵，當(dāng)控制信號為低電平時，由兩個三極管組成的放大電路導(dǎo)通大功率MOS管，電磁鐵得點動作；當(dāng)控制信號為高電平時，驅(qū)動電路關(guān)斷大功率MOS管，電磁鐵失電，在回復(fù)彈簧作用下，回到初始位置。根據(jù)電磁鐵通斷電吸合窗戶，實現(xiàn)窗戶的固定，防止窗戶在風(fēng)的影響下來回晃動，電磁鐵吸合模塊的OUT1端與單片機的P1.6引腳相連接。

所述限位開關(guān)的輸出端連接著單片機的輸入端，限位開關(guān)采用AH201磁感應(yīng)霍爾開關(guān)傳感器，限位開關(guān)用于檢測窗戶在開啟和關(guān)閉時的上限位和下限位，防止電動機帶動窗戶開合的過程中超過上限位置和下限位置，限位開關(guān)的DATA1端與單片機的P0.5引腳相連接。

具體實施方式二：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，所述單片機采用AT89C51單片機。所述AT89C51單片機從它內(nèi)部的硬件到軟件都有一套完整的按位操作系統(tǒng)，片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，十六個字節(jié)，單元地址20H～2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理。51單片機的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設(shè)置為高電平(復(fù)位時，各I/O口均置高電)。當(dāng)該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。

具體實施方式三：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，所述煙霧傳感器采用DSM501傳感器。DSM501傳感器可以采集到周圍花粉、煙霧等相關(guān)信息，其內(nèi)部有加熱自動進氣設(shè)備，其內(nèi)部的可調(diào)電阻可以設(shè)置粉粒的粒徑，一般可以檢測到直徑1μm左右的微小粒子，準(zhǔn)確度比較高0.5mg/m³，并且傳感器比較靈巧，重量也比較小，方便安裝。當(dāng)空氣發(fā)生流動時傳感器便可自行吸收空氣中的粒子，PWM脈寬調(diào)制輸出，可以長期維持傳感器的特性。

具體實施方式四：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，所述溫濕度傳感器采用SHT11溫濕度傳感器。SHT11溫濕度傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號。傳感器采用專利的CMOSens技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料制成的測溫元件，并在同一芯片，與14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實現(xiàn)無縫連接。

具體實施方式五：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，所述無線門磁傳感器包括PT2262編碼芯片和PT2272解碼芯片。PT2262/PT2272是臺灣公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路等。

具體實施方式六：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，所述電機驅(qū)動電路采用L298N驅(qū)動芯片。L298N是SGS公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和四相電機的專用驅(qū)動器，即內(nèi)含二個H橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，可驅(qū)動46V、2A以下的電機。

具體實施方式七：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12說明本實施方式，所述限位開關(guān)采用AH201磁感應(yīng)霍爾開關(guān)傳感器。IC1、IC2是磁感應(yīng)霍爾開關(guān)傳感器，當(dāng)IC1沒有感應(yīng)到永久磁鐵時，霍爾器件2腳呈高電平，Q2飽和導(dǎo)通，集電極為低電平，Q1截止，繼電器K1不動作；當(dāng)IC1感應(yīng)到永久磁鐵磁場時，IC1的2腳變?yōu)榈碗娖剑琎2截止，集電極呈高電平，Q1飽和導(dǎo)通，繼電器K1吸合，發(fā)光二極管DS1亮。K1觸點再控制其他有關(guān)線路，起到保險開關(guān)。無觸點電子感應(yīng)限位器作用，并控制電磁閾的開閉。

本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)的工作原理為：本實用新型一種基于煙霧感應(yīng)和濕度感應(yīng)的自動開關(guān)窗系統(tǒng)通過檢測環(huán)境中的溫濕度信號及煙霧信號，控制窗戶的開啟和閉合，當(dāng)濕度含量低或煙霧濃度高時，控制窗戶閉合，當(dāng)溫度很高時，開啟窗戶進行通風(fēng)。可以通過按鍵設(shè)定時間，控制窗戶的開關(guān)時間。當(dāng)窗戶開啟或關(guān)閉時，通過單片機輸出信號到電機驅(qū)動電路驅(qū)動開關(guān)窗電機轉(zhuǎn)動，帶動門窗開合，當(dāng)窗戶開啟到最大程度，接觸到限位開關(guān)，單片機輸出信號控制電磁鐵吸合模塊通電，吸引窗戶內(nèi)的鐵心，固定窗戶的開啟狀態(tài)。當(dāng)按下開/關(guān)按鍵，無線門磁傳感器檢測窗戶狀態(tài)，當(dāng)窗戶處于開啟狀態(tài)，控制電機實現(xiàn)窗戶的閉合；當(dāng)窗戶處于閉合狀態(tài)，控制電機實現(xiàn)窗戶的開啟。

雖然本實用新型已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。