基于气流负压技术新型多功能智能窗

摘要 伯努利效应的发现直接影响了世界上第一架飞机的面世，机翼原理也是由伯努利效应而来。本项目的设计灵感就是来伯努利效应和它在机翼原理中的应用。本项目是利用气流负压技术设计制作的一款新型多功能智能窗，对于出风框的设计是本项目中最大的创新点；电子电路部分使用性能十分稳定的STM32单片机作为主控制器，通过编写好的程序控制硬件电路。此外，本装置还同时具备红外防盗、燃气检测、自动报警、风雨自动关窗等人性化功能。

关键词 伯努利效应；气流负压；机翼原理；人性化；自动

中图分类号TM8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）88-0159-01

0引言

近年来，我国经济水平大大提升，科技发展日新月异。在这个高速发展的社会中，人们对窗户的要求也从遮风挡雨上升到了智能化层次。本文描述的是一种基于气流负压技术新型多功能智能窗，其创新性的出风设计、人性化的功能和低碳环保的特性更能贴近现代人的生活要求。

1背景简介

传统窗户仅能遮风挡雨，已无法满足现代人对于智能化生活的要求。目前国内外的智能家居很少涉及窗户的智能化，仅有的一些智能窗户也只有如自动开窗、换气等简单的功能，未达到真正的智能化；市场上已有的智能家居系统虽能实现对整幢房屋的监控，但其高昂的成本及管理费用是普通大众无法承受的。

2项目简介

“基于气流负压技术新型多功能智能窗”是利用气流负压技术设计而成的。其机械转动以交流电机为驱动力，由多维度感应器、GSM模块以及32位智能机和控制电路组成控制部分，实现窗户的智能控制。整个装置结构简单，采用齿条传动的方式实现窗户的开闭，保证了传动的高效性，同时使传动装置结构紧凑，工艺简单[1]。此外，装置配有通过2.4G无线模块接收发送数据的可移动控制设备，随时控制智能窗的开闭和关窗转动速度，理论上可在1 000m的范围内任意移动[2]。本装置还具备红外防盗、燃气检测、自动报警、风雨自动关窗等人性化功能。

3 核心技术原理

3.1机械部分

伯努利效应告诉我们：流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。正是因为伯努利效应的发现，才有了世界上第一架飞机，而我们的设计灵感正是来自这两者。

3.2 电子部分

使用STM32单片机作为主控制器通过程序控制硬件电路。以红外防盗为例，当传感器检测到信号，单片机通过继电器使电机通电来自动关窗，同时将相关信息处理后传输给GSM模块和移动设备，GSM模块再将相关情况告知用户。由控制器内部的定时器使得一段时间后两个吸合的继电器自动断开，这时电机自动停止运转。

4 结论

我们的空气涡轮加速仅为30W，电子部分耗电以毫安为单位，几乎可以忽略不计。因此这不仅是一款高科技智能产品，同时也是一款低碳节能的产品。在这个传统窗户已逐渐无法满足用户需求的时代，在人人呼吁环保低碳的今天，这款基于气流负压技术新型多功能智能窗无疑将带来新一代的智能家具风潮。

参考文献

[1]濮良贵，纪名刚.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.

[2] 王显正，莫锦秋，王旭永. 控制理论基础.2版.北京：科学出版社，2007.

[3] 郭克希，王建国.机械制图.2版.北京：机械工艺出版社，2009.

[4] 王先逵.机械制造工艺学.2版.北京：机械工艺出版社，2004.

[5] 陈日耀.金属切削原理.2版.北京：机械工艺出版社，2002.