本發(fā)明涉及智能窗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種溫度自控型下一代智能窗。

背景技術(shù)：

智能窗系統(tǒng)因具備對(duì)環(huán)境智能調(diào)節(jié)的功能而廣泛應(yīng)用于各種建筑物和交通運(yùn)輸工具?，F(xiàn)有的智能窗系統(tǒng)的傳感器一般可自身發(fā)報(bào)或通過有線的方式將感測(cè)信號(hào)傳遞給控制裝置。

然而，當(dāng)前對(duì)于智能窗系統(tǒng)的功能組成以及具體配置的電子部件，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，為滿足用戶的使用需求，本發(fā)明提供了一種設(shè)置有光照監(jiān)測(cè)器的智能窗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種溫度自控型下一代智能窗。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：1.一種溫度自控型下一代智能窗，其特征在于，包括窗體、控制器、溫濕度檢測(cè)器、通訊模塊以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，所述溫濕度檢測(cè)器檢測(cè)的分別為室外的溫濕度，所述溫濕度檢測(cè)器，所述溫濕度檢測(cè)器是以聚酰亞胺(PI)有機(jī)高分子薄膜為介質(zhì)的平行板電容器,所述智能窗為卷簾窗，卷簾窗的簾片的底端設(shè)置有與簾片寬度一致的膠條。

本發(fā)明，提供了一種溫度自控型下一代智能窗，通過設(shè)置控制器、溫濕度檢測(cè)器、通訊模塊以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)室外溫濕度檢測(cè)室內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，還可實(shí)現(xiàn)門窗的防盜功能，滿足了用戶的使用需求，便于在產(chǎn)業(yè)上推廣和使用。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明結(jié)構(gòu)第一示意圖；

圖2所示為本發(fā)明結(jié)構(gòu)第二示意圖。

圖中：1-道槽，2-簾片，3-控制模塊，4-引片，5-管狀電機(jī)，6-護(hù)罩，7-側(cè)蓋板，8-尾插，9-鋼管軸。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

應(yīng)當(dāng)說明的是，本申請(qǐng)中所述的“連接”和用于表達(dá)“連接”的詞語，如“相連接”、“相連”等，既包括某一部件與另一部件直接連接，也包括某一部件通過其他部件與另一部件相連接。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供了一種溫度自控型下一代智能窗，包括窗體、控制器、溫濕度檢測(cè)器、通訊模塊以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，所述溫濕度檢測(cè)器檢測(cè)的分別為室外的溫濕度，所述溫濕度檢測(cè)器，所述溫濕度檢測(cè)器是以聚酰亞胺(PI)有機(jī)高分子薄膜為介質(zhì)的平行板電容器,所述智能窗為卷簾窗，卷簾窗的簾片的底端設(shè)置有與簾片寬度一致的膠條。

在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明，包括窗體、控制器、溫濕度檢測(cè)器、氣體檢測(cè)器、防盜檢測(cè)器、光照檢測(cè)器、通訊模塊以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，所述溫濕度檢測(cè)器、氣體檢測(cè)器、光照檢測(cè)器檢測(cè)的分別為室外的溫濕度、空氣質(zhì)量和光照數(shù)據(jù)，所述溫濕度檢測(cè)器、氣體檢測(cè)器、光照檢測(cè)器檢測(cè)、防盜檢測(cè)器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)均利用通訊模塊通過近程無線通信與家中的控制器互聯(lián)，所述光照檢測(cè)器包括兩個(gè)光電二極管，其中一個(gè)采用對(duì)可見光和紅外光都很靈敏感的光電二極管，另一個(gè)采用只對(duì)紅外光敏感的光電二極管，所述智能窗為卷簾窗， 所述窗體包括護(hù)罩和側(cè)蓋板，所述護(hù)罩縱截面為45度扇形，安裝于所述護(hù)罩兩側(cè)的側(cè)蓋板與所述護(hù)罩的形狀相配合為45度扇形。

其中，所述窗體還包括道槽、簾片、引片、尾插、鋼管軸，所述管狀電機(jī)從鋼管軸的一端插入，鋼管軸的另一點(diǎn)插入尾插，所述簾片通過引片與鋼管軸相連接，簾片的兩側(cè)分別設(shè)置有道槽。

需要說明的是，本發(fā)明為設(shè)置有光照監(jiān)測(cè)器的智能窗，可在家庭主要位置安裝1-2扇，其中，溫濕度檢測(cè)器、氣體檢測(cè)器、光照檢測(cè)器檢測(cè)的都是室外的溫濕度、空氣質(zhì)量和光照數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)代表此時(shí)刻室外的整體環(huán)境境況。

所有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、防盜檢測(cè)器都通過該智能窗上的通訊模塊通過近程無線通信與家中的控制中心互聯(lián)。所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在收到控制器發(fā)送的控制信號(hào)后，自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)行調(diào)節(jié)，執(zhí)行結(jié)構(gòu)可包括：中央空調(diào)裝置、警報(bào)裝置、消防裝置及電致變色膜中的一種或多種。

其中，所述控制器包括MCU、近距通訊芯片和按鍵矩陣組成。

需要說明的是，控制器部分主要是MCU、近距通訊芯片和按鍵矩陣組成。MCU采用進(jìn)口意法半導(dǎo)體(ST)的STM8L系列，是超低功耗8位MCU,可以在保證穩(wěn)定性的同時(shí)延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。

內(nèi)核：高級(jí)STM8內(nèi)核，具有3級(jí)流水線的哈佛結(jié)構(gòu)；擴(kuò)展指令集；程序存儲(chǔ)器：8K字節(jié)Flash；10K次擦寫后在55℃環(huán)境下數(shù)據(jù)可保存20年；EEPROM；可達(dá)30萬次擦寫；RAM：1K字節(jié)。

其中，所述溫濕度檢測(cè)器是以聚酰亞胺(PI)有機(jī)高分子薄膜為介質(zhì)的平行板電容器。

需要說明的是，采用聚酰亞胺做電介質(zhì)可以改變?nèi)葜档脑砣缦拢涸谕ǔＧ闆r下，空氣中含有水汽，而水是一種極性電介質(zhì)，水分子為強(qiáng)權(quán)性分子，當(dāng) 水被PI吸附后引人了強(qiáng)極性分子，在外電場(chǎng)的作用下，就發(fā)生極化，使感濕膜的偶極矩增加，宏觀上表現(xiàn)出介電常數(shù)增加。

所以以PI有機(jī)高分子薄膜為介質(zhì)的平行板電容器實(shí)際上是以PI和水的復(fù)合物為介質(zhì)。當(dāng)水分子濃度在空間變化時(shí)，該膜吸附水分子數(shù)量也跟著相應(yīng)變化，從而引起介電常數(shù)的變化PI本身的介電常數(shù)很小，只有2.93，而水的介電常數(shù)在室溫時(shí)為80。

其中，所述氣體檢測(cè)器為光散射式氣體檢測(cè)器。

其中，所述防盜檢測(cè)器為隧道磁電阻(TMR)傳感器，所述TMR傳感器中包括磁性隧道結(jié)(MTJ)，所述MTJ的結(jié)構(gòu)包括被中間的一層很薄的絕緣層分隔開來的兩個(gè)磁性層。

需要說明的是，現(xiàn)有的門窗磁傳感器都是用的機(jī)械式的干簧管，優(yōu)勢(shì)是方案成本低，缺點(diǎn)是只能表示非零即一的兩個(gè)狀態(tài)，而且安防性能不好，入侵者只需要用一塊強(qiáng)磁體即可解除警報(bào)。在智能家居方面，使用磁阻傳感器做門窗磁傳感器，有幾個(gè)方面是干簧管無法比擬的：1、磁信號(hào)是連續(xù)變化的，結(jié)合現(xiàn)在多種開合模式的窗戶，可以明確窗戶現(xiàn)在的狀態(tài)是關(guān)閉、全開、通風(fēng)甚至是漏了一條縫沒有關(guān)好；2、防入侵性能提升，由于磁阻可以精確感應(yīng)正常鎖門情況下磁通量，所以入侵者無法再使用磁鐵來破壞門磁系統(tǒng)；3、不存在機(jī)械損傷和壽命問題。

本方案中我們采用隧道磁電阻(TMR)傳感器方案。將自旋閥結(jié)構(gòu)中的非磁性金屬層替換為一層薄絕緣層，就構(gòu)成了一個(gè)磁性隧道結(jié)(MJT)。磁性隧道結(jié)(MTJ)最基本的結(jié)構(gòu)是被中間的一層很薄的絕緣層分隔開來的兩個(gè)磁性層。中間的絕緣層一般被做的很薄(大約是幾納米或者更薄)，使得可以有很大量的電子依據(jù)量子隧穿效應(yīng)通過這個(gè)阻擋層。通過磁隧道結(jié)的電流依賴于兩個(gè)磁性層 的磁化強(qiáng)度矢量的相對(duì)取向,這使得可以通過運(yùn)用改變外加磁場(chǎng)的方式,來實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性隧道結(jié)電阻的改變。

其中，所述光照檢測(cè)器包括兩個(gè)光電二極管，其中一個(gè)采用對(duì)可見光和紅外光都很靈敏感的光電二極管，另一個(gè)采用只對(duì)紅外光敏感的光電二極管。

需要說明的是，現(xiàn)在的傳感器單元主要使用光敏電阻和光敏二極管這兩種。光敏電阻常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。無光照時(shí)，有很小的飽和反向漏電流，即暗電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時(shí)，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。光敏二極管模塊對(duì)環(huán)境光強(qiáng)最敏感，一般用來檢測(cè)周圍環(huán)境的亮度和光強(qiáng)，在大多數(shù)場(chǎng)合可以與光敏電阻傳感器模塊通用，二者區(qū)別在于，光敏二極管模塊方向性較好，可以感知固定方向的光源。故在智能家居中被廣泛使用。光敏二極管理想情況下，應(yīng)確保環(huán)境光的測(cè)量模似了人眼對(duì)光線的響應(yīng)機(jī)制。這通常借助CIE提供的視學(xué)亮度曲線(見圖)。然而，光電二極管很少能夠完全模擬這種響應(yīng)機(jī)制，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂泻芨叩募t外靈敏度。在紅外強(qiáng)度較大的光照條件(譬如白熾燈或日光)下，這種紅外靈敏度會(huì)造成錯(cuò)誤地判斷光線強(qiáng)度。

本發(fā)明解決上述問題的方法就是使用兩個(gè)光電二極管：一個(gè)采用對(duì)可見光和紅外光都很靈敏感的光電二極管，另一個(gè)采用只對(duì)紅外光敏感的光電二極管。最終用前都的響應(yīng)值減去后者的響應(yīng)值，將紅外干擾降到最小，獲得準(zhǔn)確的可見光響應(yīng)。

其中，所述通訊模塊采用Z-Wave無線通信方式。

Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無線通信技術(shù)。工作頻帶為908.42MHz(美國)-868.42MHz(歐洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kbps，信號(hào)的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m，室外可超過100m，適合于窄帶寬應(yīng)用場(chǎng)合。隨著通信距離的增大，設(shè)備的復(fù)雜度、功耗以及系統(tǒng)成本都在增加，相對(duì)于現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)，Z-Wave技術(shù)將是最低功耗和最低成本的技術(shù)，有力地推動(dòng)著低速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)。

Z-Wave技術(shù)設(shè)計(jì)用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應(yīng)用，例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災(zāi)檢測(cè)等。Z-Wave可將任何獨(dú)立的設(shè)備轉(zhuǎn)換為智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而可以實(shí)現(xiàn)控制和無線監(jiān)測(cè)。Z-Wave技術(shù)在最初設(shè)計(jì)時(shí)，就定位于智能家居無線控制領(lǐng)域。采用小數(shù)據(jù)格式傳輸，40kb/s的傳輸速率足以應(yīng)對(duì)，早期甚至使用9.6kb/s的速率傳輸。與同類的其他無線技術(shù)相比，擁有相對(duì)較低的傳輸頻率、相對(duì)較遠(yuǎn)的傳輸距離和一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

Z-Wave技術(shù)專門針對(duì)窄帶應(yīng)用并采用創(chuàng)新的軟件解決方案取代成本高的硬件，因此只需花費(fèi)其它類似技術(shù)的一小部份成本就可以組建高質(zhì)量的無線網(wǎng)絡(luò)。

如圖2所示，提供了一種智能窗結(jié)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在窗體的上方，傳感器和通訊模塊可以設(shè)置在窗體上，控制器的位置設(shè)置較為隨意，只要在可通訊距離內(nèi)，用戶可按照自己的實(shí)際情況安裝。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。