CN204899564U - 多功能语音智能窗户控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种多功能语音智能窗户控制系统，该系统的组成包括电源模块、单片机、紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块和继电器模块；其连接关系为：紫外线检测传感器、雨水检测传感器、烟雾检测传感器、时钟传感器、语音模块和手机通信模块分别与单片机的输入端口相连；直流电机驱动模块、继电器模块分别与单片机的输出端口相连；电源模块为以上器件供电。本实用新型由于小巧简易，经济便宜（成本就1000元左右），并且由于本实用新型的模块化，绝大部分器件可集成在一块电路板上，使其具有较好的兼容性，使用性。

Description

多功能语音智能窗户控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种多功能的语音智能窗户。

背景技术

在现有技术中，大多数家庭中使用的窗户仍为普通窗户，开关窗需要人工进行，经常会出现家中无人但是没有关窗、家中无人盗窃者通过窗户进入家里或者在做饭或其他忙碌时候急需关窗等状况，虽然现如今，智能窗户的市场正在逐步的打开。但现今存在于市场中的智能窗户的功能并不齐全，并且国内外目前都没有对智能窗户进行大批量生产的先例，且目前国家标准中没有对智能窗户进行标准化，使得现今的智能窗户体系不具备兼容性。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有兼容性的、功能更加丰富且可以实现手动自动控制切换的多功能语音智能窗户。除了现有智能窗户所具有的防盗、烟雾报警等基本功能外，本实用新型的核心创新点是其语音功能模块，即用户可以与其进行语言沟通，实现更人性化，趣味化的人机交互。

本实用新型的技术方案为：

一种多功能语音智能窗户控制系统，该系统的组成包括电源模块、单片机、紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块和继电器模块；

其连接关系为：

紫外线检测传感器、雨水检测传感器、烟雾检测传感器、时钟传感器、语音模块和手机通信模块分别与单片机的输入端口相连，提供单片机的输入信号；直流电机驱动模块、继电器模块分别与单片机的输出端口相连，作为单片机的输出设备；而紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块、继电器模块和单片机分别与电源模块相连，电源模块为它们供电；

直流电机驱动模块分别与控制窗户电机和控制窗帘电机相连，两个电机安装在窗框侧边；

继电器模块通过导线与安装在室内的报警器连接。

所述的单片机包括AT89c52芯片，电源模块中为JCB-20-0512型号电源，紫外线检测模块型号为UVM-30A，雨水检测模块型号为FC-37，语音模块型号为LD3320，手机通信模块型号为SIM900A，烟雾检测报警模块型号为MQ-2，时钟模块为DS1302芯片，直流电机驱动模块为L298N芯片，语音合成模块为SYN6288语音合成芯片，继电器模块为SRD-05VDC-SL-C继电器。

本实用新型的有益效果为：采用本实用新型提供的多功能语音智能窗户，可以通过语音模块控制窗户开关或者窗帘开关，通过手机通信模块远距离控制窗户开关，例如：用户可以使用手机给该多功能语音智能窗户发送“closewindow”的短信，该多功能语音智能窗户会自动实现关窗功能，并回复用户“好的，已关窗”，以此实现处理用户上班或者出差时间忘记关窗的类似事件；可以利用紫外线检测模块在紫外线过强的时候放下窗帘；可以通过雨水检测模块在下雨天自动关闭窗户；可以通过烟雾检测模块在出现失火或煤气泄漏浓度超过一定范围时自动报警并开窗；也可以通过时钟模块检测实现早晚固定时间自动开关窗，例如，我们可以设置在早上8点钟时自动开窗。除此之外，本实用新型还可以通过语音模块与用户直接进行“通话”，例如，当用户发出“0909”的口令时，窗户会语音回复“主人，你需要什么帮助？”(我们没有发出“0909”的一级口令时，窗户是不会语音回复，也不会执行后面的功能)。当再发出“关窗”口令时，该多功能语音会自动关闭窗户并语音回复“好的，马上关上窗户”(其它像开窗，拉开窗帘，关上窗帘都是如此)。同样当我们发出“退下吧”，窗户会语音回复“主人，我先退下了有事请叫我”，并退出语音功能处于待机状态；还可以布防监控，当开启报警系统后，窗户将关闭，一旦窗户被强力打开，报警器会报警，用户手机也会得到短信提示(用于人不在家时)。本实用新型提供的窗户系统，经实验能够完成预想的控制功能。

本实用新型由于小巧简易，经济便宜(成本就1000元左右)，并且由于本实用新型的模块化，绝大部分器件可集成在一块电路板上，使其具有较好的兼容性，使用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例给出的多功能语音智能窗户的主体方案框图。

图2为本实用新型实施例给出的多功能语音智能窗户的直流电机驱动模块连线图。

图3为本实用新型实施例给出的多功能语音智能窗户手机通信模块与手机通信方式图。

图4为本实用新型实施例给出的多功能语音智能窗户的报警器连接图。

具体实施方式

以下具体实施方式用来提供对本实用新型的进一步阐释，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。本装置涉及计算机软件或协议，但这些软件和协议都是公知技术或固定装载在硬件中，根据器件的功能相应运行，不涉及新的方法。

一种多功能语音智能窗户控制系统，如图1所示，其组成包括电源模块、单片机、紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块和继电器模块；

其连接关系为：

紫外线检测传感器、雨水检测传感器、烟雾检测传感器、时钟传感器、语音模块和手机通信模块分别与单片机的输入端口相连，提供单片机的输入信号；直流电机驱动模块、继电器模块分别与单片机的输出端口相连，作为单片机的输出设备；而紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块、继电器模块和单片机分别与电源模块相连，电源模块为它们供电。

直流电机驱动模块分别与控制窗户电机和控制窗帘电机相连，如图2所示。两个电机安装在窗框侧边。

用户手机与手机通信模块以无线方式连接，通信方式以GSM或GPRS无线方式通信，如图3所示。

继电器模块通过导线与安装在室内的报警器连接；

由于手机通信模块实质上就相当于一部手机的功能，模块上也插着SIM手机卡(该SIM手机卡就是用来与我们用户手机进行通讯的)。所以上面所述的手机具有最基本的接打电话、接发短信功能即可；而手机通信模块的控制是由AT89c52主控单片机采用发送AT指令进行控制的，同时当手机通信模块上的SIM卡有短信或电话来电时，手机通信模块给AT89c52单片机发送相应的AT指令，单片机就可以进行相应的处理。

所述的单片机包括AT89c52芯片(该芯片通过I/O口与相关传感器相连，传感器的信号通过I/O口传给单片机，编程中通过读取I/O口的高低电平从而控制电机工作的I/O口高低电平信号，通过导线将信号传到直流电机驱动模块的信号输入端，进而控制电机的工作状态)，电源模块中使用JCB-20-0512型号电源。紫外线检测模块型号为UVM-30A，雨水检测模块型号为FC-37，语音模块型号为LD3320，手机通信模块型号为SIM900A，烟雾检测报警模块型号为MQ-2，时钟模块型号为DS1302，直流电机驱动模块为L298N芯片，语音合成模块为SYN6288语音合成芯片，继电器模块为SRD-05VDC-SL-C继电器，报警器型号为3105A，扬声器型号为8Ω/0.5W型扬声器，(直流电机驱动模块中包括控制窗帘的直流电机和控制窗户的直流减速电机，两种电机的型号为37GB520型减速电机。)上述模块中，AT89c52单片机与语音模块、手机通信模块、时钟模块、直流电机驱动模块、语音合成模块和继电器模块都集成在电路板上。紫外线检测模块和雨水检测模块集成在一起搁置在室外。烟雾检测模块安放在室内。控制窗户的电机与控制窗帘的电机都安装在窗户上，并通过皮带传送带动窗户和窗帘的运动。电源模块和控制板安放在控制盒中，通过电源线给控制板供电。报警器和扬声器都安装在窗户框上。所有传感器模块、电机、报警器和扬声器与控制板都通过电缆线连接。

整体功能实现过程如下：

通过开关用户可以调整手动/自动控制，当自动控制开启时，窗户会自动完成如下功能：

语音识别系统：用户(对麦克风)说：“0909”(语音模块通过识别处理会将接收到的信息传至单片机进行处理)，若符合程序设计的一级口令(如0909这个口令)。窗户会通过语音合成模块SYN6288合成真人声音，回答：“主人，您需要什么帮助？”。用户说：“开窗户(或关窗户)。”，然后窗户回答：“好的，马上开窗/关窗。”并执行开窗/关窗功能。若用户说：“退下吧！”，窗户将回答：“主人，我先退下了，有事请叫我。”并退出语音识别等待，即下一次需要语音功能需再说出一级口令，才能执行后面的语音处理事务。其中内部连接情况如下：单片机的P1.4—P1.7口连接语音模块的单片机STCX11的PA.0—PA.3接口，(语音模块根据LD3320芯片固有封装协议与模块STCX11单片机通过标准SPI通信协议进行通信，对语音模块中STCX11单片机编写语音程序控制PA.0—PA.3端口高低电平，将这些端口与单片机P1.4—P1.7口连接，也进行普通I/O电平控制)，同时根据语音模块出厂协议，将语音模块与语音合成模块串口线相连，通过RS232协议标准进行串口通信；即将语音作为信息传输到PA.0—PA.3端口，通过连接线传输至P1.4—P1.7，作为单片机的输入信息，通过程序指导单片机控制直流电机产生开关窗等动作。

与手机通信，手机控制窗户：用户可以通过手机给多功能语音智能窗户控制器发送短信或拨打电话使窗户完成开关以及开启防盗功能。并会在有突发情况时(盗窃等)以短信方式通知用户。其内部连接情况如下：单片机的P3.0、P3.1口接手机模块SIM900A的串口TXD、RXD(通过RS232协议标准进行串口通信)；手机发送信息至手机模块SIM900A，SIM900A的串口TXD、RXD会产生高低电平变化并通过连接线将其传输至单片机作为单片机的输入信息，通过程序指导单片机控制直流电机产生开关窗等动作。

智能功能：当下雨天时，雨水检测传感器检测到下雨状态，窗户若处于开窗状态时，窗户将会关闭；当紫外线过强时，紫外线检测传感器检测的紫外线强度高于一定值时，将给单片机信号，若窗帘未拉上，此时多功能语音智能窗户将会自动拉上窗帘；当家里有失火时，烟雾检测传感器检测到烟雾达到一定值时，将给单片机信号，若窗户、窗帘处于关闭状态，此时多功能语音智能窗户将自动打开窗户与窗帘，由于单片机电平变化，使继电器接通，从而使与继电器相连的报警器报警，同时通过手机通信模块给用户手机发短信报警提示。当时钟模块检测到时间处于晚上(如设定22:00后)，窗户、窗帘将自动关闭；当时钟模块检测到时间处于早上(如设定6:00后)，窗户、窗帘将自动打开。以上智能功能中除了烟雾报警功能外，若当手动控制开启时，自动控制系统将不起作用，只有在自动状态下，才起作用。其内部连接情况如下：单片机的P1.0口连接雨滴传感器，(雨滴传感器模块中的集成电路将测量信号转化为高低电平，将电平送入单片机I/O口进行电平控制)；P1.2口接紫外线传感器，(紫外线传感器模块中的集成电路将测量信号转化为高低电平，将电平送入单片机I/O口进行电平控制)；P1.1口接烟雾检测报警模块，(烟雾检测传感器模块中的集成电路将测量信号转化为高低电平，将电平送入单片机I/O口进行电平控制)；P2.0—P2.3口通过74LS04非门芯片连接至直流电机驱动模块输入信号端，根据直流电机驱动模块出厂协议通过输入信号从而控制两个电机的正反转；P2.4口接报警器开启按钮；P2.5口接报警器解除按钮；P2.6接继电器模块信号端，从而控制报警器报警；P1.0至P1.2口的采集输入电平信息将通过程序控制作为输出端P2.0至P2.6的电平从而控制报警器报警或自动开关窗户等动作。

紫外线检测模块和雨水检测模块集成在一起搁置在室外。烟雾检测模块安放在室内。控制窗户的电机与控制窗帘的电机都安装在窗户上，并通过皮带传送带动窗户和窗帘的运动。电源模块和控制板安放在控制盒中，通过电源线给控制板供电。报警器和扬声器都安装在窗户框上。

防盗功能：通过“开启报警”按钮来开启报警系统，使报警系统能够正常工作，通过“解除报警”按钮来解除报警系统。当用户需要开启时，只需按下“开启报警”按钮，窗户将自动关闭，为检测此刻关窗动作是否已经完成，在窗框上需安装窗磁(即一种霍尔开关)，若关窗状态已经完成，则与单片机相连的窗磁会检测到信号，改变输出电平，并将信号通过导线传递给单片机，当有突发状况时，即有人撬开窗户时，窗磁将会检测到窗户开启状态，此时给以单片机开窗信号，多功能语音智能窗户将通过报警器报警，同时通过手机通信模块给用户手机发送报警短信。若用户不需要再开启报警器时，通过按下“解除报警”按钮，多功能语音智能窗户将不再报警。报警器的连接同烟雾报警器的连接。

本实用新型未尽事宜为公知技术。

Claims (2)

1.一种多功能语音智能窗户控制系统，其特征为该系统的组成包括电源模块、单片机、紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块和继电器模块；

其连接关系为：

紫外线检测传感器、雨水检测传感器、烟雾检测传感器、时钟传感器、语音模块和手机通信模块分别与单片机的输入端口相连；直流电机驱动模块、继电器模块分别与单片机的输出端口相连；而紫外线检测模块、雨水检测模块、语音模块、手机通信模块、时钟模块、烟雾检测报警模块、直流电机驱动模块、继电器模块和单片机分别与电源模块相连；

直流电机驱动模块分别与控制窗户电机和控制窗帘电机相连，两个电机安装在窗框侧边；

继电器模块通过导线与安装在室内的报警器连接。

2.如权利要求1所述的多功能语音智能窗户控制系统，其特征为所述的单片机包括AT89c52芯片，电源模块中为JCB-20-0512型号电源，紫外线检测模块型号为UVM-30A，雨水检测模块型号为FC-37，语音模块型号为LD3320，手机通信模块型号为SIM900A，烟雾检测报警模块型号为MQ-2，时钟模块型号为DS1302，直流电机驱动模块为L298N芯片，语音合成模块为SYN6288语音合成芯片，继电器模块为SRD-05VDC-SL-C继电器。