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SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 工程学导论项目建议书 项目名称： 智能窗户 组长姓名: 组员姓名： 王昌浩 王昌浩、高远、俞佳鸣、孙佳帅 指导教师： 吕兴才 学院（系）： 机械与动力工程学院 目录 TOC \o 1-5 \h \z 摘要 3 1?前言 12 HYPERLINK is in troduced .In tellige nt win dow could adjust the size of the window according to the temperature. This article mainly discusses about the feasibility of intelligent window and provides a plan to make it. 关键词：智能、窗户、温度、温度传感器、駝机、皮带传动 1?刖S 从远古时代凿出的小洞到汉代的纸窗再到现代的铝合金推拉窗，窗户的设计与 功能随着人类科技的不断进步也在不断的改善。而在21世纪这个“智能化”的时代, 窗户的功能与设计也必将得到新的创新。在人们的生活中，人们愈来愈发现手动调 节窗户的开关与大小是一件麻烦的事情，并且在一些特定的天气里（如大雨、大风 天里）或者特殊情况下（火灾等）如果窗户可以自动的调节将会为人们的生活带来 极大的便利，于是“智能窗户”的发明与创新将会成为未來几年人类信息化与智能 化的另一个突破点。 ?立题依据 2.1人们对窗户的要求 在日常生活中，窗户的基本作用是将室外与室内分割开來。与此同时，窗户又 必须保证良好的采光性，方便调节以改变室内空气流通等特性。最后还要满足美观， 耐用等日常审美和使用的基本要求。 2.2现有窗户的不足 现有窗户在美观、采光性、气密性、耐用性等方而做的已经较为完善，但是随着人 们对生活质量要求的不断提升，现有的窗户也暴露出了一些缺点： （1） 无法根据天气来自动调节； （2） 在大风天、雨天无法自动关上； （3） 在一些极端条件下（如火灾）无法自动打开； （4） 打开窗户时无法保证可以良好的通风； （5） 无法根据阳光强度自动调节窗户的进光量。 2.3想法与创意 基于以上对现有窗户优缺点的分析，我们提出以下儿点改进方案： （1） 将窗户改造成可以在导轨上由自动的滑轮带动； （2） 使用温度传感器来感知室内与室外温度来调节滑轮位置从而调节开窗的大小; （3） 通过烟雾传感器来感知室内的烟雾含量来调节开窗大小； （4） 通过风速传感器來感知室外风量来调节开窗的大小； （5） 通过感知外部的湿度来感知室外是否下雨来调节是否关窗。 2.4优势分析 （1） 窗户可以根据外部条件自动调节； （2） 温度、烟雾、风速、湿度传感器以及小功率的电动机价格较低，使整个装置成本较 低； （3） 各种传感器都装在窗户边缘，所以便于修理、更换； （4） 传感器的连接和稈序的编写都较为简单，所以整个项日可行性较强。 ?项目具体结构与原理 3.1智能窗户信号采集部分 本次项目中，智能窗户所使用的传感器应满足以下条件：能测出空气中温度的变化并输 出信号；成本不宜过高。因此，在查阅资料过后，我们决定选用ptioo温度传感器。m pt1OO温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标進化输出信号的仪表，通常由两 部分组成:传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单 元、信号处理和转换单元组成，有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。 Pt 100温度传感器的一大优势在于能够将温度信号转化为电信号输出，为后续处理单元的布 置以及向电动机的命令传输提供了方便。 图3-1 PT100温度传感器电阻与温度的关系 3.2智能窗户智能控制部分 对于智能窗户的控制部分②我们采用舵机（型号为AX12+）来实现对输入电信号的处理以 及对机械传动装置的控制。 首先，我们将从温度传感器中所得到的信号从“控制输入端”由电信号输入到舵机的控 VC* 600 500 [ 400 300 200； 100! 4 00 200 300 Rpt (^) -100 制电路中，再通过控制电路中我们所编的程序工，根据温度的不同来改变舵机电机的功率 与转动方向，从而来实现对智能窗户的控制。 Prom www?g”l?work?hop?com图3-3传感器与舵机的连接示意图图 Prom www?g”l?work?hop?com 图3-3传感器与舵机的连接示意图 图3-2 AX12+型舵机 3. 3智能窗户机械部分 智能窗户动力部分由普通小型直流电动机组成,并可通过改变输入电动机的迫流大 小改变电动机转速以及转动方向，从而达到控制的目的。 3.3.1传动部分 在电动机产生动力以后，将通过皮带将