[发明专利]面向智能家居的自感应低碳窗系统

说明书

本发明一种面向智能家居的自感应低碳窗系统，基于树莓派设计开发，包括：传感器模块，用于获取室内环境的温度、湿度、pm2.5空气质量环境数值；爬虫模块，用于获取室外环境的中各个监测站每小时发布的温湿度、PM2.5浓度、风力风级；数据库表模块，用于存储包含室内室外的环境信息、以及窗户打开的角度；电机控制模块，用于对开关窗进行控制。采用本发明的技术方案，功能完善扩展性强，成本低；同时使得用户可以获取到室内外的环境状况。

技术领域

本发明属于智能设备技术领域，尤其涉及一种面向智能家居的自感应低碳窗系统。

背景技术

现有智能窗设计大多采用基于单片机的方式进行设计，如基于单片机的智能窗远程控制系统设计(杨勇《城镇建设》2019年7期)、智能百叶窗的设计(武玉菲王一林吕利《科技视界》2019年25期)等。目前，现有技术中基于单片机设计，增加成本，且功能单一，同时不能使得用户可以获取到室内外的环境状况。

发明内容

(1)本发明需要且能够解决的技术问题。

本发明的目的在于提供一种面向智能家居的自感应低碳窗系统，能让用户实现对室内外环境的监控且完成对开关窗的控制(用户自行控制或者系统自感应操作)。

(2)本发明具体的技术方案

为实现上述目的，本发明如下的技术方案：

一种面向智能家居的自感应低碳窗系统，基于树莓派设计开发，包括：

传感器模块，用于获取室内环境的温度、湿度、pm2.5空气质量环境数值；

爬虫模块，用于获取室外环境的中各个监测站每小时发布的温湿度、PM2.5浓度、风力风级；

数据库表模块，用于存储包含室内室外的环境信息、以及窗户打开的角度；

电机控制模块，用于对开关窗进行控制。

作为优选，用户可以选择自行对开关窗进行控制，或者选择自感应模式；两种模式最终要达到的操作为开窗401和关窗403；其中，

在用户自控制模式下，用户直接发出相应指令即可；

在自感应模式下，当环境状态为状态402时，即PM2.5读数大于70且室外PM2.5小于115，若此时未开窗，系统会强制完成开窗操作401；当环境状态为状态404时，此状态下的相应操作优先级高于状态402，即室外风级达到5级，若此时开窗，窗户会自动关闭；当环境状态为状态406时，即室外PM2.5大于115，若此时开窗，窗户会自动关闭；可以通过操作405设定对室内环境信息监测的时间、以及预先开窗的时间，若在此期间内出现状态408，即若当前风级大于5级or室外PM2.5大于115则不开窗，期间不满足这两项条件时，系统会强制关窗操作403。

作为优选，所述传感器为温湿度传感器、GP2Y1014AU粉尘传感器、DHT11温湿度传感器，且传感器连接树莓派GPIO接口。

作为优选，所述电机控制模块采用步进电机28BYJ48和舵机驱动芯片ULN2003，ULN2003的输出端连接步进电机的接口，ULN2003的输入端除了VCC和GND直接连接树莓派GPIO上的5v和ground外，其他接口的连接为：IN1接GPIO04,IN2接GPIO17,IN3接GPIO23，IN4接GPIO24通过程序控制4个接口的高低电平来使步进电机进行任意方向不同速率的旋转。

本发明采用基于树莓派的开发，树莓派自带完整的系统，功能完善扩展性强，成本低；同时通过爬虫技术实时获取北京市各监测站发布的数据，使得用户可以获取到室内外的环境状况。利用轻量级开发框架flask搭建web端系统也是本发明的一大创新点，便于用户可视化的获取环境监控数据。

附图说明