基于傳感器的防兒童墜樓安全窗的制作方法
【專利摘要】基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，屬于安全防護領(lǐng)域，本實用新型為解決現(xiàn)有的高層窗簾防護裝置不能實現(xiàn)智能化遠程控制、難逃生的問題。本實用新型方案：卷簾窗設(shè)置控制部，所述控制部包括n套傳感器節(jié)點和簇首節(jié)點；每個卷簾窗配置一套傳感器節(jié)點，每個傳感器節(jié)點控制卷簾窗的開關(guān)；每套傳感器節(jié)點均與簇首節(jié)點之間進行無線通信；簇首節(jié)點通過手機告知監(jiān)護人。在兒童接近窗戶時檢測出其可能出現(xiàn)的危險信號，同時傳感器節(jié)點控制關(guān)閉窗戶，自動規(guī)避潛兒童墜樓的危險，從而有效保障年幼兒童的人身安全。同時，簇首節(jié)點控制GPRS通信模塊撥打家長的手機，實現(xiàn)遠程自動尋呼報警。
【專利說明】基于傳感器的防兒童墜樓安全窗

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，屬于安全防護領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活節(jié)奏的加快與工作壓力的不斷增加，父母無法時刻陪在孩子身邊，尤其是在城市，高層的居民住宅小區(qū)，窗戶邊存在的隱患一次次引發(fā)公眾對安全的思考。兒童墜樓事件頻發(fā)，每一起都令人心痛，而防護設(shè)施不到位是主因。目前，雖然市面上已存在智能窗系統(tǒng)，但其主要功能集中在防盜、防劫、防雨等方面，并沒有專門針對于監(jiān)測與保障家中兒童人身安全的窗戶。但是孩子的安全是更多在外上班工作的父母所關(guān)心的，因此一種新型的智能防兒童墜樓窗成為智能居家與安全保障的發(fā)展趨勢。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)主要采用以下方法:
[0004]第一種是安裝傳統(tǒng)的防盜網(wǎng)、隱形網(wǎng)，防盜網(wǎng)、隱形網(wǎng)安裝于窗戶、陽臺外圍，提供防護、防盜、防墜物等安全保障的建筑安防產(chǎn)品，具有組裝迅速，安裝方便，安全度高等優(yōu)點，但會影響家庭裝修的美觀性，而且傳統(tǒng)的防盜網(wǎng)不能及時解決逃生問題，往往導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。所以一些小區(qū)不允許高層住戶安裝防盜網(wǎng)，一些家庭裝修時也沒有采用這種防護措施。
[0005]第二種安裝限位鎖，主要是通過將窗戶的開啟間隙寬度不超過15厘米，人不能從玻璃窗外直接進入窗內(nèi)，并且能防止小孩跌出窗外。但沒有解決傳統(tǒng)防盜網(wǎng)難逃生的問題，而且增加了關(guān)窗的復(fù)雜程度，缺少智能性。
[0006]綜上所述，當(dāng)前的窗簾防護技術(shù)均有自己的優(yōu)缺點，窗戶的防護措施主要是安裝防盜網(wǎng)、隱形網(wǎng)或限位鎖，從保護兒童安全、防盜、易于緊急逃生等方面均未達到理想的防護效果。為了滿足每個家庭不同的需求，真正實現(xiàn)智能檢測和自動控制，讓窗戶不再成為兒童的安全隱患，需要一種能綜合考慮人員接近窗戶的種種可能，能準確捕捉孩子有爬窗墜樓趨勢的危險信號的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型目的是為了解決現(xiàn)有的高層窗簾防護裝置不能實現(xiàn)智能化遠程控制、難逃生的問題，提供了一種基于傳感器的防兒童墜樓安全窗。
[0008]本實用新型所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，卷簾窗設(shè)置控制部，所述控制部包括η套傳感器節(jié)點和簇首節(jié)點；
[0009]每個卷簾窗配置一套傳感器節(jié)點，每個傳感器節(jié)點控制卷簾窗的開關(guān)；
[0010]每套傳感器節(jié)點均與簇首節(jié)點之間進行無線通信；
[0011 ] 簇首節(jié)點通過手機告知監(jiān)護人。
[0012]本實用新型的優(yōu)點:本發(fā)明通過與無線傳感器節(jié)點連接的紅外探測器、薄膜壓力傳感器，在兒童接近窗戶時檢測出其可能出現(xiàn)的危險信號，同時無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點控制電動防護裝置關(guān)閉窗戶，自動規(guī)避潛兒童墜樓的危險，從而有效保障年幼兒童的人身安全。同時，無線傳感器根節(jié)點控制GPRS通信模塊撥打家長的手機，家長可以第一時間得知家中發(fā)現(xiàn)的情況，實現(xiàn)遠程自動尋呼報警。本設(shè)計初衷改善了傳統(tǒng)產(chǎn)品對于防兒童墜樓這個方面的功能，保護一個孩子，保護一個家。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗的控制原理圖；
[0014]圖2是傳感器節(jié)點的原理框圖；
[0015]圖3是簇首節(jié)點的原理框圖。

【具體實施方式】
[0016]【具體實施方式】一:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，卷簾窗設(shè)置控制部，所述控制部包括η套傳感器節(jié)點I和簇首節(jié)點2 ；
[0017]每個卷簾窗配置一套傳感器節(jié)點1，每個傳感器節(jié)點I控制卷簾窗的開關(guān)；
[0018]每套傳感器節(jié)點I均與簇首節(jié)點2之間進行無線通信；
[0019]簇首節(jié)點2通過手機告知監(jiān)護人。
[0020]【具體實施方式】二:下面結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一的進一步限定，傳感器節(jié)點I包括節(jié)點處理器101、紅外探測器102、薄膜壓力傳感器103、節(jié)點射頻通信模塊104、節(jié)點存儲器105、節(jié)點顯示器106和卷簾窗執(zhí)行機構(gòu)107 ；
[0021]紅外探測器102設(shè)置在卷簾窗內(nèi)墻上，紅外探測器102的紅外信號輸出端與節(jié)點處理器101的紅外信號輸入端相連；
[0022]薄膜壓力傳感器103設(shè)置卷簾窗所在陽臺的入口地面上，薄膜壓力傳感器103的壓力信號輸出端與節(jié)點處理器101的壓力信號輸入端相連；
[0023]節(jié)點處理器101的數(shù)據(jù)傳輸端與節(jié)點存儲器105的數(shù)據(jù)傳輸端相連；
[0024]節(jié)點處理器101的顯示信號傳輸端與節(jié)點顯示器106的顯示信號傳輸端相連；
[0025]節(jié)點處理器101的數(shù)據(jù)指令通過節(jié)點射頻通信模塊104無線發(fā)射出去；
[0026]節(jié)點處理器101的卷簾指令輸出端與卷簾窗執(zhí)行機構(gòu)107的始能端相連。
[0027]節(jié)點處理器101采用型號為MSP430的單片機來實現(xiàn)。
[0028]薄膜壓力傳感器103負責(zé)卷簾窗的遠距離監(jiān)測，紅外探測器102負責(zé)卷簾窗的近距離監(jiān)測。
[0029]節(jié)點射頻通信模塊104采用型號為CC2520射頻芯片。CC2520是一款符合ΙΕΕΕ802.15.4/Zigbee兼容2.4G射頻收發(fā)器，DSSS技術(shù)具有極強的抗干擾性；內(nèi)置收發(fā)射頻開關(guān)；硬件MAC加密(AES-128);支持數(shù)字RSSI/LQI，在業(yè)界處于領(lǐng)先水平。
[0030]紅外探測器102采用熱釋電紅外傳感器。熱釋電紅外傳感器采用金屬外殼封裝，頂部開有窗口，窗口處的濾光片用于濾去無用的紅外線，讓有用的紅外線進入窗口。當(dāng)人體紅外輻射照射到已經(jīng)極化的鐵電體薄片表面上時引起薄片溫度升高，使其極化強度降低，表面電荷減少，這相當(dāng)于釋放一部分電荷。紅外探測器102安裝于窗戶上方，用于產(chǎn)生兒童靠近窗戶的探測信號。
[0031]薄膜壓力傳感器103采用壓電效應(yīng)較強的聚合物薄膜，當(dāng)在膜厚方向加直流高壓電場極化后，就可以成為具有壓電性能的高分子薄膜。這種薄膜具有可撓性，并容易制成大面積壓電元件，靈敏度高，輸入壓力變化范圍小等特點，便于安裝于窗臺下，用于產(chǎn)生探測兒童攀爬窗戶信號。
[0032]為了滿足用戶各種需求，可將熱釋電紅外傳感器102探測信號和薄膜壓力傳感器103探測信號進行綜合處理，來產(chǎn)生兒童攀爬窗的報警信號。
[0033]卷簾窗執(zhí)行機構(gòu)107主要由電機和卷簾式窗戶組成。卷簾式窗戶機械結(jié)構(gòu)由卷簾、罩殼、導(dǎo)軌等窗簾的各個部分組裝起來，組裝成一個穩(wěn)定的窗簾整機械傳動結(jié)構(gòu)，使用電機準確控制卷簾的升降。
[0034]【具體實施方式】三:下面結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一的進一步限定，簇首節(jié)點2包括簇首處理器201、簇首射頻通信模塊202、GPRS通信模塊203、高音訊響器204、鍵盤205、簇首存儲器206和簇首顯示器207 ；
[0035]鍵盤205的模式選擇輸出端與簇首處理器201的模式選擇輸入端相連；
[0036]簇首處理器201通過簇首射頻通信模塊202與η個傳感器節(jié)點I ;
[0037]簇首處理器201的報警短信或電話通過GPRS通信模塊203發(fā)送給手機；
[0038]簇首處理器201的音頻報警信號輸出端與高音訊響器204的輸入端相連；
[0039]簇首處理器201的數(shù)據(jù)傳輸端與簇首存儲器206的數(shù)據(jù)傳輸端相連；
[0040]簇首處理器201的顯示信號傳輸端與簇首顯示器207的顯示信號傳輸端相連。
[0041]簇首處理器201采用型號為MSP430的單片機來實現(xiàn)。
[0042]簇首射頻通信模塊202采用型號為CC2520射頻芯片。
[0043]簇首節(jié)點2有三種工作模式:警戒模式、預(yù)警模式和安全模式。
[0044]警戒模式:當(dāng)監(jiān)護人不在家時，為防止小孩在靠近窗戶時發(fā)生小孩墜樓危險，裝置設(shè)置為警戒模式。
[0045]預(yù)警模式:當(dāng)監(jiān)護人在家時，為防止小孩在監(jiān)護人視距之外發(fā)生小孩墜樓危險，裝置設(shè)置為預(yù)警模式。
[0046]安全模式:當(dāng)家中無小孩或窗戶關(guān)閉時，裝置設(shè)置為安全模式。
[0047]工作原理:
[0048]當(dāng)裝置剛開啟時，簇首節(jié)點2對各傳感器節(jié)點I進行巡檢，若某個傳感器節(jié)點I不能反饋相應(yīng)應(yīng)答信息給簇首節(jié)點2，則簇首節(jié)點2會在檢測故障發(fā)生處后，通過簇首顯示器207告知使用者。巡檢正常后，沒有發(fā)生故障，可進行工作模式選擇。
[0049]根據(jù)用戶需求，如果需要能在距離窗戶較遠的地方就能檢測到信號，則選擇模式一，裝置設(shè)置為警戒模式。傳感器節(jié)點I實時檢測薄膜壓電傳感器102，判斷是否有小孩進入警戒范圍，如果有則熱釋電紅外傳感器產(chǎn)生電平信號，送給相應(yīng)的傳感器節(jié)點1，通過無線傳輸將報警信號傳遞給簇首節(jié)點2，通過簇首節(jié)點2的處理，再將控制電機帶動卷簾的執(zhí)行命令通過無線傳輸傳遞給電機對應(yīng)的傳感器節(jié)點1，從而控制電機帶動卷簾關(guān)閉，并將該警告信號發(fā)送給家長的手機。
[0050]根據(jù)用戶需求，如果不需要大范圍的檢測，則選擇模式二，裝置設(shè)置為預(yù)警模式。傳感器節(jié)點I實時檢測薄膜壓電傳感器103，判斷是否有小孩攀爬窗臺，如果有則由薄膜壓電傳感器103產(chǎn)生電平信號，通過無線傳輸將報警信號傳遞給簇首節(jié)點2，通過簇首節(jié)點2的處理，再將控制電機帶動卷簾的執(zhí)行命令通過無線傳輸傳遞給電機對應(yīng)的傳感器節(jié)點1，從而控制電機帶動卷簾關(guān)閉，同時觸發(fā)高音訊響器204會發(fā)出報警聲。
[0051]根據(jù)用戶需求，當(dāng)家中無小孩或窗戶關(guān)閉時，裝置設(shè)置為安全模式。在該模式下為節(jié)電簇首節(jié)點2控制各傳感器節(jié)點I進入休眠工作狀態(tài)，系統(tǒng)低功耗處于最低狀態(tài)。
[0052]若需設(shè)警時用戶通過鍵盤205手動控制操作界面，節(jié)電簇首節(jié)點2控制各傳感器節(jié)點I進入喚醒工作狀態(tài)，裝置重新進入警戒模式或預(yù)警模式，循環(huán)執(zhí)行以上步驟。
【權(quán)利要求】
1.基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，卷簾窗設(shè)置控制部，所述控制部包括η套傳感器節(jié)點⑴和簇首節(jié)點⑵； 每個卷簾窗配置一套傳感器節(jié)點(I)，每個傳感器節(jié)點(I)控制卷簾窗的開關(guān)； 每套傳感器節(jié)點(I)均與簇首節(jié)點(2)之間進行無線通信； 簇首節(jié)點(2)通過手機告知監(jiān)護人。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，傳感器節(jié)點(I)包括節(jié)點處理器(101)、紅外探測器(102)、薄膜壓力傳感器(103)、節(jié)點射頻通信模塊(104)、節(jié)點存儲器(105)、節(jié)點顯示器(106)和卷簾窗執(zhí)行機構(gòu)(107)； 紅外探測器(102)設(shè)置在卷簾窗內(nèi)墻上，紅外探測器(102)的紅外信號輸出端與節(jié)點處理器(101)的紅外信號輸入端相連； 薄膜壓力傳感器(103)設(shè)置卷簾窗所在陽臺的入口地面上，薄膜壓力傳感器(103)的壓力信號輸出端與節(jié)點處理器(101)的壓力信號輸入端相連； 節(jié)點處理器(101)的數(shù)據(jù)傳輸端與節(jié)點存儲(105)的數(shù)據(jù)傳輸端相連； 節(jié)點處理器(101)的顯示信號傳輸端與節(jié)點顯示器(106)的顯示信號傳輸端相連； 節(jié)點處理器(101)的數(shù)據(jù)指令通過節(jié)點射頻通信模塊(104)無線發(fā)射出去； 節(jié)點處理器(101)的卷簾指令輸出端與卷簾窗執(zhí)行機構(gòu)(107)的始能端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，節(jié)點處理器(101)采用型號為MSP430的單片機來實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，節(jié)點射頻通信模塊(104)采用型號為CC2520射頻芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，紅外探測器(102)采用熱釋電紅外傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，簇首節(jié)點(2)包括簇首處理器(201)、簇首射頻通信模塊(202)、GPRS通信模塊(203)、高音訊響器(204)、鍵盤(205)、簇首存儲器(206)和簇首顯示器(207)； 鍵盤(205)的模式選擇輸出端與簇首處理器(201)的模式選擇輸入端相連； 簇首處理器(201)通過簇首射頻通信模塊(202)與η個傳感器節(jié)點(I)； 簇首處理器(201)的報警短信或電話通過GPRS通信模塊(203)發(fā)送給手機； 簇首處理器(201)的音頻報警信號輸出端與高音訊響器(204)的輸入端相連； 簇首處理器(201)的數(shù)據(jù)傳輸端與簇首存儲器(206)的數(shù)據(jù)傳輸端相連； 簇首處理器(201)的顯示信號傳輸端與簇首顯示器(207)的顯示信號傳輸端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，簇首處理器(201)采用型號為MSP430的單片機來實現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于傳感器的防兒童墜樓安全窗，其特征在于，簇首射頻通信模塊(202)采用型號為CC2520射頻芯片。
【文檔編號】G08B21/02GK203838851SQ201420176223
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】劉嘉新, 邱晉偉, 肖雯, 張倩文, 潘哲, 趙永輝 申請人:東北林業(yè)大學(xué)