開窗器及開窗系統的製作方法
2024-04-11 19:17:05
本發明涉及智能家居技術領域，尤其涉及一種開窗器及開窗系統。
背景技術：
現實生活中，各種辦公用房、居民住房所設置的幕牆窗、推拉窗、平開窗等窗戶的開關方式大部分為手動，並且不能在房內無人時進行窗戶開關操作，也不能根據氣候變化自動做相應的開關窗動作。目前市場上雖出現了電動式自動窗，可以通過遙控器控制開關窗，但這種自動窗需要用戶近距離手動控制，使用戶操作起來不夠便利，並且用戶不能遠程了解自動窗的開關狀態。綜上所述，現有技術中存在用戶控制窗戶進行開關動作時不能了解窗戶的開關狀態的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種開窗器及開窗系統，旨在解決針對現有技術中存在用戶控制窗戶進行開關動作時不能了解窗戶的開關狀態的問題。
本發明是這樣實現的，第一方面提供一種開窗器，所述開窗器包括通訊模塊、控制器、電機、位置檢測器以及傳動構件；
所述通訊模塊的輸出端連接所述控制器的第一輸入端，所述位置檢測器的輸出端連接所述控制器的第二輸入端，所述控制器的輸出端連接所述電機的控制端，所述電機的輸出端連接所述傳動構件；
所述控制器通過所述通訊模塊接收到外部控制信號時，控制所述電機驅動所述傳動構件帶動窗戶運動到指定位置，並通過所述位置檢測器檢測所述傳動構件的位置信息，將所述傳動構件的位置信息通過所述通訊模塊發送至終端，以使所述終端模擬窗戶的移動軌跡。
結合第一方面，在第一方面的第一種實施方式中，
所述傳動構件包括鏈輪、和鏈條，所述鏈輪與所述鏈條分別與所述鏈輪和電機齒輪相嚙合，所述鏈條與窗戶連接；
所述控制器控制所述電機驅動所述鏈條帶動所述窗戶運動時使所述鏈輪沿軌道運動時，通過所述位置檢測器檢測所述鏈輪的位置信息。
結合第一方面的第一種實施方式，在第一方面的第二種實施方式中，所述位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，所述第二開關器件為多個，所述第一開關器件設置在所述鏈輪上，所述第二開關器件連接所述控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列設置與所述軌道上方，所述控制器通過所述第一開關器件和所述多個第二開關器件之間的感應檢測所述鏈輪的位置信息。
結合第一方面的第二種實施方式，在第一方面的第三種實施方式中，所述位置檢測器為磁性開關、電磁開關、光電開關、感應色塊或者壓力開關。
結合第一方面的第一種實施方式，在第一方面的第四種實施方式中，所述位置檢測器為超聲波測距傳感器、紅外測距傳感器或者雷射測距傳感器；
所述超聲波測距傳感器、所述紅外測距傳感器或者所述雷射測距傳感器設置於所述軌道的一端，所述超聲波測距傳感器、所述紅外測距傳感器或者所述雷射測距傳感器通過檢測所述鏈輪運動的距離以檢測所述鏈輪的位置信息；
或者，所述位置檢測器為位移傳感器，所述位移傳感器設置於所述軌道的一端，所述位移傳感器通過檢測所述鏈輪運動的距離以檢測所述鏈輪的位置信息。
結合第一方面，在第一方面的第五種實施方式中，所述傳動構件為絲杆和滾珠軸承，所述絲杆與所述電機連接，所述滾珠軸承設置在所述絲杆上，所述滾珠軸承與所述窗戶連接，所述控制器控制所述電機驅動所述絲杆轉動以使所述滾珠軸承帶動所述窗戶運動；
所述位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，所述第二開關器件為多個，所述第一開關器件設置在所述滾珠軸承上，所述第一開關器件連接所述控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列設置在所述窗框內，所述控制器通過所述第一開關器件和所述多個第二開關器件之間的感應檢測所述滾珠軸承的位置信息。
結合第一方面，在第一方面的第六種實施方式中，所述傳動構件為曲臂，所述曲臂與所述窗戶連接，所述控制器控制所述電機驅動所述曲臂運動以使所述窗戶轉動；
所述位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，所述第二開關器件為多個，所述第一開關器件設置在所述曲臂上，所述第一開關器件連接所述控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列在所述曲臂與所述窗戶連接的轉動軸周圍，所述控制器通過所述第一開關器件和所述多個第二開關器件之間的感應檢測所述曲臂的轉動位置。
結合第一方面，在第一方面的第七種實施方式中，所述傳動構件包括皮帶、驅動輪以及滑塊，
所述驅動輪與所述電機連接，所述皮帶纏繞在所述驅動輪上，所述滑塊設置在所述皮帶上，所述滑塊與所述窗戶連接，所述控制器控制所述電機通過所述驅動輪帶動所述皮帶運動，以使所述滑塊帶動所述窗戶運動；
所述位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，所述第二開關器件為多個，所述第一開關器件設置在所述滑塊上，所述第一開關器件連接所述控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列在所述皮帶的下方，所述控制器通過所述第一開關器件和所述多個第二開關器件之間的感應檢測所述滑塊的位置信息。
本發明第二方面提供一種開窗系統，所述開窗系統包括上述的開窗器和終端，所述終端和所述通訊模塊有線或者無線連接。
本發明第三方面提供一種開窗系統，所述開窗系統包括上述的開窗器和終端以及雲伺服器，所述雲伺服器分別與所述終端和所述開窗器無線連接。
本發明提供一種開窗器及開窗系統，通過在開窗器上增加通訊模塊和位置檢測器，可以實現用戶通過智能終端進行遠距離操控開窗器進行開窗和關窗，並通過位置檢測器檢測開窗或者關窗的狀態並發送給終端，即使用戶不在家裡時，也可以通過智能終端監控窗戶開關的情況，實現了對窗戶運動狀態的實時監控，使用戶確定當前窗戶的開關狀態，給用戶帶來了較大的便利。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明一種實施例提供的一種開窗器的結構示意圖；
圖2是本發明另一種實施例提供的一種開窗器的結構示意圖；
圖3是本發明一種實施例提供的一種開窗器的結構圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
為了說明本發明的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
本發明一種實施例提供一種開窗器，如圖1所示，開窗器包括通訊模塊101、控制器102、電機103、位置檢測器104以及傳動構件105；
通訊模塊101的輸出端連接控制器102的第一輸入端，位置檢測器104的輸出端連接控制器102的第二輸入端，控制器102的輸出端連接電機103的控制端，電機103的輸出端連接傳動構件105；
控制器102通過無線輸出模塊接收到外部控制信號時，控制電機103驅動傳動構件105帶動窗戶運動到指定位置，並通過位置檢測器104檢測傳動構件105的位置信息，將傳動構件105的位置信息通過通訊模塊101發送至終端201，以使終端201模擬窗戶的移動軌跡。
具體的，通訊模塊101為藍牙模塊、WIFI模塊、NFC模塊或者Zigbee模塊，通訊模塊101用於與終端201無線連接，以接收終端201發送的控制信號。其中，通訊模塊101所實現的傳輸方式還可以包括通過處理器模塊以及路由器實現的無線傳輸。
具體的，位置檢測器104檢測傳動構件105在運動過程中的位置信息的方式可以通過點對點的方式(例如兩個開關元件之間的感應)，也可以通過測距的方式檢測，還可以通過檢測位移的方式進行檢測。
具體的，終端201獲取傳動構件105的位置信息後，可以通過動畫的形式將窗戶的移動軌跡進行模擬，使用戶了解窗戶的運動狀態。
對於開窗器的結構，在一種實施方式中，如圖2和圖3所示，開窗器可以為鏈式開窗器，傳動構件105包括鏈輪106和鏈條107，鏈條107分別與鏈輪106和電機輸出軸相嚙合，鏈條107與窗戶連接；控制器102控制電機103驅動鏈條107帶動窗戶運動時使鏈輪106沿軌道運動時，並通過位置檢測器104檢測鏈輪106的位置信息。
其中，位置檢測器104通過點對點的方式檢測傳動構件105在運動過程中的位置信息可以通過以下方式實現：
位置檢測器104包括相互感應的第一開關器件108和第二開關器件109，第二開關器件109為多個，第一開關器件108設置在鏈輪106上，第二開關器件109連接控制器102的第二輸入端，多個第二開關器件109依次排列設置與軌道上方，控制器102通過第一開關器件108和多個第二開關器件109之間的感應檢測鏈輪106的位置信息。
具體的，在鏈輪106帶動第一開關器件108運動的過程中，第一開關器件108在運動到第二開關器件109的位置時與第二開關器件109相互感應，控制器102通過多個第二開關器件109即可檢測到鏈輪106的位置，將該鏈輪106的位置發送給終端201，終端201預先存儲第二開關器件109的個數信息以及第二開關器件109的個數所對應的窗戶狀態，根據鏈輪106的位置既可以獲取當前窗戶的狀態，例如，終端201存儲第二開關器件109的個數信息為9個，當第5個第二開關器件109與第一開關器件108進行感應時，終端201可判定當前窗戶的狀態為打開一半，並且根據第一開關器件108分別到達第一個第二開關器件109和第二個第二開關器件109之間的距離和時間獲取窗戶的移動速度，根據所獲取的位置和速度將當前窗戶的狀態通過動畫的形式顯示出來。
具體的，位置檢測器104為磁性開關、電磁開關、光電開關、機械開關、幹簧管、行程開關、電容開關、感應色塊或者壓力開關。
其中，位置檢測器104通過檢測距離的方式檢測傳動構件105在運動過程中的位置信息可以通過以下方式實現：
位置檢測器104為超聲波測距傳感器、紅外測距傳感器或者雷射測距傳感器；
超聲波測距傳感器、紅外測距傳感器或者雷射測距傳感器設置於軌道的一端，超聲波測距傳感器、紅外測距傳感器或者雷射測距傳感器通過檢測鏈輪106運動的距離以檢測鏈輪106的位置信息。
或者，位置檢測器104為位移傳感器，位移傳感器設置於軌道的一端，位移傳感器通過檢測鏈輪106運動的距離以檢測鏈輪106的位置信息。
對於開窗器的結構，另一種實施方式中，傳動構件105為絲杆和滾珠軸承，絲杆與電機連接，滾珠軸承設置在絲杆上，滾珠軸承與窗戶連接，控制器控制電機驅動絲杆轉動以使滾珠軸承帶動窗戶運動；
位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，第二開關器件為多個，第一開關器件設置在滾珠軸承上，第一開關器件連接控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列設置在窗框內，控制器通過第一開關器件和多個第二開關器件之間的感應檢測所述滾珠軸承的位置信息。
具體的，在電機帶動絲杆轉動的過程中，滾珠軸承在絲杆上運動，帶動窗戶移動，滾珠軸承上的第一開關器件在運動到第二開關器件的位置時與第二開關器件相互感應，控制器通過多個第二開關器件即可檢測到滾珠軸承的位置，將該滾珠軸承的位置發送給終端，終端預先存儲第二開關器件的個數信息以及第二開關器件的個數所對應的窗戶狀態，根據滾珠軸承的位置既可以獲取當前窗戶的狀態，例如，終端存儲第二開關器件的個數信息為9個，當第5個第二開關器件與第一開關器件進行感應時，終端可判定當前窗戶的狀態為打開一半，並且根據第一開關器件分別到達第一個第二開關器件和第二個第二開關器件之間的距離和時間獲取窗戶的移動速度，根據所獲取的位置和速度將當前窗戶的狀態通過動畫的形式顯示出來。
在該實施方式中，通過控制器接收終端發送的控制信號，可以控制絲杆轉動使滾珠軸承帶動窗戶運動到指定位置，並且通過在滾珠軸承上設置開關元件，以檢測絲杆上滾珠軸承運動的位置，可以實現在終端上進行模擬，使用戶了解窗戶開合的具體位置。
對於開窗器的結構，另一種實施方式中，傳動構件為曲臂，曲臂與窗戶連接，控制器控制電機驅動曲臂運動以使所述窗戶轉動；
位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，所述第二開關器件為多個，所述第一開關器件設置在所述曲臂上，所述第一開關器件連接所述控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列在所述曲臂與所述窗戶連接的轉動軸周圍，所述控制器通過所述第一開關器件和所述多個第二開關器件之間的感應檢測所述曲臂的轉動位置。
具體的，在控制器接收到開關窗的控制指令時，控制電機帶動曲臂轉動以帶動窗戶移動，曲臂的第一開關器件在運動到第二開關器件的位置時與第二開關器件相互感應，控制器通過多個第二開關器件即可檢測到曲臂的位置，將該曲臂的位置發送給終端，終端預先存儲第二開關器件的個數信息以及第二開關器件的個數所對應的窗戶狀態，根據曲臂的位置既可以獲取當前窗戶的狀態，例如，終端存儲第二開關器件的個數信息為9個，當第5個第二開關器件與第一開關器件進行感應時，終端可判定當前窗戶的狀態為打開一半，並且根據第一開關器件分別到達第一個第二開關器件和第二個第二開關器件之間的距離和時間獲取窗戶的移動速度，根據所獲取的位置和速度將當前窗戶的狀態通過動畫的形式顯示出來。
在該實施方式中，通過控制器接收終端發送的控制信號，可以控制絲杆轉動使滾珠軸承帶動窗戶運動到指定位置，並且通過在滾珠軸承上設置開關元件，以檢測絲杆上滾珠軸承運動的位置，可以實現在終端上進行模擬，使用戶了解窗戶開合的具體位置。
所述傳動構件包括皮帶、驅動輪以及滑塊，所述驅動輪與所述電機連接，所述皮帶纏繞在所述驅動輪上，所述滑塊設置在所述皮帶上，所述滑塊與所述窗戶連接，所述控制器控制所述電機通過所述驅動輪帶動所述皮帶運動，以使所述滑塊帶動所述窗戶運動；
所述位置檢測器包括相互感應的第一開關器件和第二開關器件，所述第二開關器件為多個，所述第一開關器件設置在所述滑塊上，所述第一開關器件連接所述控制器的第二輸入端，多個第二開關器件依次排列在所述皮帶的下方，所述控制器通過所述第一開關器件和所述多個第二開關器件之間的感應檢測所述滑塊的位置信息。
具體的，在控制器接收到開關窗的控制指令時，控制器控制所述電機通過所述驅動輪帶動所述皮帶運動，以使滑塊帶動所述窗戶運動，滑塊上的第一開關器件在運動到第二開關器件的位置時與第二開關器件相互感應，控制器通過多個第二開關器件即可檢測到滑塊的位置，將該滑塊的位置發送給終端，終端預先存儲第二開關器件的個數信息以及第二開關器件的個數所對應的窗戶狀態，根據滑塊的位置既可以獲取當前窗戶的狀態，例如，終端存儲第二開關器件的個數信息為9個，當第5個第二開關器件與第一開關器件進行感應時，終端可判定當前窗戶的狀態為打開一半，並且根據第一開關器件分別到達第一個第二開關器件和第二個第二開關器件之間的距離和時間獲取窗戶的移動速度，根據所獲取的位置和速度將當前窗戶的狀態通過動畫的形式顯示出來。
在該實施方式中，通過控制器接收終端發送的控制信號，可以控制驅動輪轉動使皮帶上的滑塊承帶動窗戶運動到指定位置，並且通過在滑塊上設置開關元件，以檢測絲杆上滑塊運動的位置，可以實現在終端上進行模擬，使用戶了解窗戶開合的具體位置。
本發明第二方面提供一種開窗系統，所述開窗系統包括上述的開窗器和終端，所述終端和所述通訊模塊有線或者無線連接。
其中，通訊器可以通過藍牙、WIFI、Alljoyn、NB-lot、SUBG、Zigbee、zigwave、thread、315MHZ、433MHZ、2G\3G\4G\5G等方式與終端進行無線通信或者通過RS232、RS485、CAN、Backnet、Modbus以及KNX與終端進行有線通信。
需要說明的是，通訊器所實現的傳輸方式還可以包括通過處理器模塊上傳至網絡、通過路由器實現上傳至網絡以及直接上傳至網絡。
本發明第三方面提供一種開窗系統，開窗系統包括上述的開窗器和終端以及雲伺服器，雲伺服器與所述終端和所述開窗器無線連接。
進一步的，作為一種實施方式，通訊器為WIFI模塊，與雲服務平臺無線連接，雲服務平臺為智能終端提供應用模塊，移動終端通過應用模塊與無線傳輸模塊連接。
雲服務平臺通過網絡與智能終端以及WIFI模塊構建通信通道並進行網絡數據傳輸等，雲服務平臺設有多個雲服務應用模塊，以便為智能終端提供相應的雲服務，而智能終端可以通過雲服務平臺對應的應用程式實現對開窗器的控制。WIFI模塊與雲服務平臺實現網絡通信連接，同時WIFI模塊通過TTL接口、PWM接口、UART接口或串口與控制器進行通信，將處理的控制信息發送至控制器執行；另外WIFI模塊採集控制器所接收到的環境傳感器發送的狀態信息，發送至所聯接的雲服務平臺，實現雲服務平臺上狀態信息更新，用戶可通過智能終端查看雲服務平臺上更新的環境狀態。
為了實現多種雲服務應用功能，除了在雲服務平臺中設置多個不同的應用模塊以外，在控制器中亦嵌入多個功能模塊，包括接收雲服務平臺的可編程指令、遠程設置、遠程控制、光照度感應、開度調節等功能模塊，而控制器與WIFI模塊之間的通信協議可以根據需要設定，一般包括波特率、通信頭碼、協議頭、通信數據內容等。
本發明提供一種開窗器及開窗系統，通過在開窗器上增加通訊模塊和位置檢測器，可以實現用戶通過智能終端進行遠距離操控開窗器進行開窗和關窗，並通過位置檢測器檢測開窗或者關窗的狀態並發送給終端，即使用戶不在家裡時，也可以通過智能終端監控窗戶開關的情況，實現了對窗戶運動狀態的實時監控，使用戶確定當前窗戶的開關狀態，給用戶帶來了較大的便利。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。