本發(fā)明涉及一種窗控制技術領域，特別涉及一種基于Wi-Fi的窗控制系統(tǒng)和方法。

背景技術：

隨著經濟高速發(fā)展，高層建筑和大型廠房逐漸增多，而由此就導致了許多高處的窗戶無法進行手動開關，且數量較多的窗戶控制起來極為繁瑣，如何實現(xiàn)窗控制系統(tǒng)的智能化已成為高層建筑和大型廠房亟待解決的問題之一；

目前，窗戶大多采用傳統(tǒng)的手動控制方式，控制麻煩，而且嚴重浪費人力物力。因此，對于高樓、廠房等窗戶較多或較高的場所通常安裝控制開關和冗長的電路進行遠程控制以避免繁瑣的操作，以此節(jié)省人力的消耗；

現(xiàn)有的遠程控制系統(tǒng)一般由控制開關、傳輸電路、供電電路、電動開窗器和窗戶組成。它通過傳輸電路把控制信號從控制開關傳輸到遠程的電動開窗器，從而控制窗戶的開關。然而目前遠程窗控制系統(tǒng)還存在以下問題：需要冗長的控制線路和供電線路，且驅動開窗器的低壓直流電路不適合長距離傳輸；控制開關位置是固定的，控制步驟仍然繁瑣；未實現(xiàn)智能化，不能對外部環(huán)境的變化做出智能的反應。因此現(xiàn)有的窗戶控制系統(tǒng)未能很好地滿足實際應用的需要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題是提供一種操作簡單、無需線路連接的、可進行智能控制的基于Wi-Fi的窗控制系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于Wi-Fi的窗控制系統(tǒng)，包括窗控制終端、數據采集模塊、服務器處理模塊和顯示與管理模塊，還包括分布式Wi-Fi網絡，所述窗控制終端、顯示與管理模塊通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊連接；

所述窗控制終端包括第一Wi-Fi通信模塊、電動開窗器、開關控制器和電源轉換模塊，所述第一Wi-Fi通信模塊和電動開窗器均和電源轉換模塊連接，所述電動開窗器和開關控制器連接，所述開關控制器和第一Wi-Fi通信模塊連接，所述第一Wi-Fi通信模塊通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊連接；

所述數據采集模塊包括微處理器，第二Wi-Fi通信模塊、溫濕度傳感器模塊、PM2.5傳感器模塊和光強傳感器模塊，所述微處理器分別和溫濕度傳感器模塊、PM2.5傳感器模塊和光強傳感器模塊連接，所述第二Wi-Fi通信模塊和微處理器連接，所述第二Wi-Fi通信模塊通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊連接；

所述服務器處理模塊包括依次連接的第三Wi-Fi通信模塊、處理單元和存儲單元，所述第三Wi-Fi通信模塊與分布式Wi-Fi網絡連接，所述處理單元用于用于處理采集到的數據并發(fā)出控制信息并將采集到的信息和控制信息發(fā)送至顯示與管理模塊，所述存儲單元用于存儲采集到的數據和控制信息；

所述顯示與管理模塊包括第四Wi-Fi通信模塊和管理模塊，所述管理模塊用于實時顯示采集到的信息和控制信息，并人工發(fā)送控制信息至服務器處理模塊，所述第四Wi-Fi通信模塊通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊連接。

進一步的是：還包括防盜模塊，所述防盜模塊包括安裝在窗臺上的紅外對射模塊和蜂鳴器，所述紅外對射模塊和蜂鳴器分別和第一Wi-Fi通信模塊連接。

進一步的是：所述分布式Wi-Fi網絡包括包括多個下級路由器和與多個下級路由器連接的上級路由器，所述上級路由器與服務器處理模塊、數據采集模塊和顯示與管理模塊連接，所述下級路由器與窗控制終端連接。

進一步的是：所述開關控制器包括串聯(lián)的一個單刀雙擲繼電器和一個雙刀雙擲繼電器。

本發(fā)明還公開了一種控制方法，步驟為：第一Wi-Fi通信模塊、第二Wi-Fi通信模塊、第三Wi-Fi通信模塊和第四Wi-Fi通信模塊接入分布式Wi-Fi網絡，采集模塊通過窗周邊的光強傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊和PM2.5傳感器模塊實時采集窗周邊的環(huán)境數據，并將采集到的數據通過分布式Wi-Fi網絡發(fā)至處理單元，處理單元判斷當前環(huán)境參數是否符合管理員預設的開窗條件，若滿足條件，處理單元將開窗信息通過分布式Wi-Fi網絡傳至窗控制終端進行開窗操作，若當前環(huán)境不滿足開窗條件，處理單元將關窗信息通過分布式Wi-Fi網絡傳至窗控制終端進行關窗操作，同時將當前環(huán)境信息和處理單元發(fā)出的操作信息通過分布式Wi-Fi發(fā)至顯示與管理模塊顯示。

進一步的是：還包括防盜模塊，所述防盜模塊包括安裝在窗臺上的紅外對射模塊和蜂鳴器，所述紅外對射模塊和蜂鳴器分別和第一Wi-Fi通信模塊連接；

當有人員走在窗臺上，紅外對射模塊將接收到阻擋信號，并將阻擋信號通過第一Wi-Fi通信模塊傳至服務器處理模塊，服務器處理模塊將關窗的控制命令傳至窗控制終端實現(xiàn)關窗操作，同時將報警信號發(fā)送至蜂鳴器，使蜂鳴器發(fā)出警報。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可根據各個傳感器和紅外對射模塊檢測窗戶周圍的環(huán)境參數，并將這些環(huán)境參數信息通過分布式Wi-Fi網絡上傳至服務器處理模塊進行處理，得出控制信息和報警信息，并將控制信息回傳給窗控制終端以控制窗的開閉和蜂鳴器的開斷，同時將上述控制信息和報警信息輸出至顯示與管理模塊，便于管理員實時查看數據，并進行設置和管理，本裝置可以實時采集窗周邊環(huán)境數據，并根據預設數據進行智能化管理和分析，有效實現(xiàn)對窗的智能管理和控制，本發(fā)明監(jiān)測靈敏、操作簡單、布線簡潔，大大增加了安全性，減少了人力物力的損耗，切實滿足了實際應用的需求。

附圖說明

圖1為窗控制系統(tǒng)結構圖。

圖2為窗控制終端和防盜模塊結構示意圖。

圖3為窗控制終端和防盜模塊流程示意圖。

圖4為分布式Wi-Fi網絡結構示意圖。

圖5為數據采集模塊結構示意圖。

圖6為服務器處理模塊和顯示與管理模塊的結構示意圖。

圖7為顯示與管理模塊工作流程圖。

圖8為開關控制器連接圖。

圖中標記為：數據采集模塊3、服務器處理模塊4、顯示與管理模塊5、第一Wi-Fi通信模塊11；紅外對射模塊12；電動開窗器13；開關控制器14；蜂鳴器15、電源轉換模塊16、微處理器31、第二Wi-Fi通信模塊32、光強傳感器模塊33、溫濕度傳感器模塊34、PM2.5傳感器模塊35。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。

如圖所示的一種基于Wi-Fi的窗控制系統(tǒng)，其特征在于：包括窗控制終端、數據采集模塊3、服務器處理模塊4和顯示與管理模塊5，還包括分布式Wi-Fi網絡，所述窗控制終端、顯示與管理模塊5通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊4連接；

所述窗控制終端包括第一Wi-Fi通信模塊11、電動開窗器13、開關控制器14和電源轉換模塊16，所述電源轉換模塊16包含220V交流轉5V直流的電源模塊與220V交流轉24V直流電源模塊所述第一Wi-Fi通信模塊11和電動開窗器13均和電源轉換模塊16連接，所述電動開窗器13和開關控制器14連接，所述電動開窗器13為24V直流供電的直流電機，所述開關控制器14包括包括串聯(lián)的一個單刀雙擲繼電器和一個雙刀雙擲繼電器，所述單刀雙擲繼電器用于控制電動開窗器13的開斷，所述雙刀雙擲繼電器用于控制電動開窗器13的運動方向，實現(xiàn)窗的開閉，具體電路連接方式如圖8所示，其中，單刀雙擲繼電器具體為HK4100F-DC5V-SHG，雙刀雙擲繼電器具體為HK19F-DC5V-SHG，電路中三極管型號為9012，二極管型號為M7，所述開關控制器14和第一Wi-Fi通信模塊11連接，所述第一Wi-Fi通信模塊11通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊4連接；

所述數據采集模塊3包括微處理器31，第二Wi-Fi通信模塊32、溫濕度傳感器模塊34、PM2.5傳感器模塊35和光強傳感器模塊33，所述微處理器31分別和溫濕度傳感器模塊34、PM2.5傳感器模塊35和光強傳感器模塊33連接，所述第二Wi-Fi通信模塊32和微處理器31連接，所述第二Wi-Fi通信模塊32通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊4連接，所述微處理器31將采集到的環(huán)境數據整合處理通過分布式Wi-Fi網絡傳遞給服務器服務器處理模塊4；

所述服務器處理模塊4包括依次連接的第三Wi-Fi通信模塊、處理單元和存儲單元，所述第三Wi-Fi通信模塊與分布式Wi-Fi網絡連接，所述處理單元用于用于處理采集到的數據并發(fā)出控制信息并將采集到的信息和控制信息發(fā)送至顯示與管理模塊5，所述存儲單元用于存儲采集到的數據和控制信息；

所述顯示與管理模塊5包括第四Wi-Fi通信模塊和管理模塊，所述管理模塊用于實時顯示采集到的信息和控制信息，并人工發(fā)送控制信息至服務器處理模塊4，同時可進行后臺數據設置，如添加或刪除該窗控制終端1、設置環(huán)境閾值、設置判斷邏輯等，所述第四Wi-Fi通信模塊通過分布式Wi-Fi網絡與服務器處理模塊4連接；

Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網的技術，它通過無線網卡與無線接入點構成無線通信網絡。Wi-Fi網絡具有傳輸速度快的特點，可以達到11Mbps，符合個人和社會信息化的需求。此外，Wi-Fi網絡在開放性區(qū)域，通訊距離可達300米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網絡整合，組網的成本較低；

上述用到的各模塊具體型號為：電源轉換模塊包含AC220V轉DC5V的電源模塊HLK-PM01與220V交流轉24V直流電源模塊HA24N10-2539，光強傳感器模塊型號為BH1750FVI，服務器處理模塊為STC15F2K60S2-28I-LQFP32，WiFi通信模塊為ESP8266，PM2.5傳感器為GP2Y1010AU0F，溫濕度傳感器為SHT11，紅外對射模塊為E18-8MNK；

窗控制系統(tǒng)具體運行流程如下：第一Wi-Fi通信模塊11、第二Wi-Fi通信模塊32、第三Wi-Fi通信模塊和第四Wi-Fi通信模塊接入分布式Wi-Fi網絡，采集模塊通過窗周邊的光強傳感器模塊33、溫濕度傳感器模塊34和PM2.5傳感器模塊35實時采集窗周邊的環(huán)境數據，并將采集到的數據發(fā)至處理單元，處理單元內存儲有管理員提前設置的各環(huán)境參數的閾值及開窗條件，處理單元判斷當前環(huán)境參數是否符合管理員預設的開窗條件，若滿足條件，處理單元將開窗信息傳至窗控制終端進行開窗操作，若當前環(huán)境不滿足開窗條件，處理單元將關窗信息傳至窗控制終端進行關窗操作，同時將當前環(huán)境信息和處理單元發(fā)出的操作信息發(fā)至顯示與管理模塊5顯示，此外，當管理員在顯示與管理模塊5發(fā)出操作指令進行人工控制時，則根據管理員的控制指令進行工作，并將指令存儲并在顯示與管理模塊5上顯示。

在上述基礎上，還包括防盜模塊，所述防盜模塊包括安裝在窗臺上的紅外對射模塊12和蜂鳴器15，所述紅外對射模塊12和蜂鳴器15分別和第一Wi-Fi通信模塊11連接，當有人員走在窗臺上，準備從窗戶進入屋內時，紅外對射模塊12將接收到阻擋信號，并將阻擋信號通過第一Wi-Fi通信模塊11傳至服務器處理模塊4，服務器處理模塊4將關窗的控制命令傳至窗控制終端實現(xiàn)關窗操作，防止小偷入室盜竊，同時將報警信號發(fā)送至蜂鳴器15，使蜂鳴器15發(fā)出警報，加強了安全性能，若窗臺上無外人出入跡象，則服務器處理模塊4判斷當前環(huán)境是否滿足開窗條件，若滿足則進行開窗操作。

此外，所述分布式Wi-Fi網絡包括包括多個下級路由器和與多個下級路由器連接的上級路由器，所述上級路由器與服務器處理模塊4、數據采集模塊3和顯示與管理模塊5連接，所述下級路由器與窗控制終端連接，一般，15-25個窗控制終端連接一個下級路由器，下級路由器負責將窗控制終端上傳的檢測數據通過上級路由器傳送給服務器處理模塊4，同時將服務器處理模塊4的控制命令發(fā)送給窗控制終端以控制電動開窗器13的狀態(tài)。

本發(fā)明可實時收集窗控制終端并根據管理員的預先設定對收集到的數據進行智能化管理和分析，有效實現(xiàn)對窗的智能管理和控制；本發(fā)明監(jiān)測靈敏、操作簡單、布線簡潔，大大增加了安全性，減少了人力物力的損耗，切實滿足了實際應用的需求。

本發(fā)明還公開了一種控制方法，步驟為：第一Wi-Fi通信模塊、第二Wi-Fi通信模塊、第三Wi-Fi通信模塊和第四Wi-Fi通信模塊接入分布式Wi-Fi網絡，采集模塊通過窗周邊的光強傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊和PM2.5傳感器模塊實時采集窗周邊的環(huán)境數據，并將采集到的數據通過分布式Wi-Fi網絡發(fā)至處理單元，處理單元判斷當前環(huán)境參數是否符合管理員預設的開窗條件，若滿足條件，處理單元將開窗信息通過分布式Wi-Fi網絡傳至窗控制終端進行開窗操作，若當前環(huán)境不滿足開窗條件，處理單元將關窗信息通過分布式Wi-Fi網絡傳至窗控制終端進行關窗操作，同時將當前環(huán)境信息和處理單元發(fā)出的操作信息通過分布式Wi-Fi發(fā)至顯示與管理模塊顯示。

進一步的是：還包括防盜模塊，所述防盜模塊包括安裝在窗臺上的紅外對射模塊和蜂鳴器，所述紅外對射模塊和蜂鳴器分別和第一Wi-Fi通信模塊連接；

當有人員走在窗臺上，紅外對射模塊將接收到阻擋信號，并將阻擋信號通過第一Wi-Fi通信模塊傳至服務器處理模塊，服務器處理模塊將關窗的控制命令傳至窗控制終端實現(xiàn)關窗操作，同時將報警信號發(fā)送至蜂鳴器，使蜂鳴器發(fā)出警報。

本發(fā)明使用方法簡單，且使用Wi-Fi通信，減少了線路的連接，使得使用起來更安全。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。