一种可实时检测并改善空气质量的智能窗户技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其是涉及一种可实时检测并改善空气质量的智
能窗户。
背景技术
现今环境污染严重，空气质量越来越差，很多家庭为身体健康，都在家中安装了空
气净化器或者新风系统，净化室内空气已经成为大多家庭的刚需。
常用的这空气净化器如果体积较小，则难以有很好的净化室内空气的效果，太大
则占地太多，较笨重；据了解，北方部分家庭会在每个房间放置一台空气净化器；且空气净
化器为家庭内部空气循环装置，不利于补充新鲜空气。
现在较为先进的空气净化方式为新风系统，通过净化外界空气，使得空气得以流
通；家用的新风系统无法感知外部空气的变化，长期运行浪费资源；由于中央空调式的新风
系统成本极高，所以现行的新风系统也尚未普及。
窗户作为传统的通风设备，是一个房间空气流通的主要通道；现今大部分把窗户
和空气净化结合在一起的方式是将窗纱换作可过滤pm2.5的材质，但是净化程度不高，尤其
是在严重污染的天气。
鉴于现今用户需求和可得资源并无匹配，将传统通风装置和先进通风装置结合在
一起，并且加入检测空气质量的方式，使两者循环工作，大大节约能源，有效改善室内空气
质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可实时检测并改善空气质量的智能窗户，
该智能窗户可自动检测室外空气质量，并实时显示，在健康标准内的时候用纱窗通风，空气
质量差时自动拉窗合上，打开新风系统进行通风，尽可能地节约能源同时保证室内空气质
量。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种可实时检测并改善空气
质量的智能窗户，包括带纱窗的窗户本体，其特征在于普通的纱窗可自动升降的拉窗以及
吸附在纱窗上的空气质量传感器和湿度传感器，显示当前空气质量的液晶屏、可用于过滤
空气中有害物质的新风系统以及处理器；布线在窗架内，部分和传感器连接的线回固定在
纱窗上，处理器与窗户及空气质量传感器和湿度传感器、新风系统、液晶屏相连。
进一步的，所述的可实时检测并改善空气质量的智能窗户，其特征在于，所述的空
气质量传感器和湿度传感器的分布为室外一面为空气质量传感器，室内一面为湿度传感
器，检测室外空气质量和室内空气湿度两个数据。
进一步的，所述的可实时检测并改善空气质量的智能窗户，其特征在于，所述的处
理器包括AD转换电路、电流放大电路、单片机；所述的空气质量传感器和湿度传感器与电流
放大电路输入端相连，电流放大电路输出端与AD转换电路的输入端相连，AD转换电路输出
端连接到单片机的输入引脚，单片机的控制显示输出引脚连接至液晶显示电路，单片机判
断状态后的输出引脚分别连接可自动升降的拉窗和新风系统。
进一步的，所述的可实时检测并改善空气质量的智能窗户，其特征在于，所述的电
流放大电路包括运放U1A、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2；其中，所述电阻R1的一端、电容
C1的一端以及传感器12均与运放U1A的负极输入端相连；运放U1A的正极输入端接地；运放
U1A的输出端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端、电阻R1的另一端、电容C1的另一端以
及电容C2的一端相连后作为电流放大电路的输出端与AD转换电路相连；电容C2的另一端接
地。
进一步的，所述的可实时检测并改善空气质量的智能窗户，其特征在于，所述的AD
转化电路包括ADS1110芯片，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2；其中电阻R1
两端接输入信号，芯片SDA与SCL引脚与单片机输入引脚相连，电阻R3和电阻R4为上拉电阻。
进一步的，所述的可实时检测并改善空气质量的智能窗户，其特征在于，所述的新
风系统包括室外风入口，室外风出口，室内风入口，室内风出口和空气净化器；其中室内风
入口和室外风出口均在该系统的室内部分，室外风入口和室内风出口均在该系统的室外部
分，室外风需经过空气净化器后方可进入室内。
进一步的，所述的可实时检测并改善空气质量的智能窗户，其特征在于，所述的空
气净化器采用HEPA滤网，可去除室外空气中的悬浮颗粒物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)将窗户这一传统的通风装置和新风系统现有的通风装置结合在一起，并且加
以自动检测室外空气质量装置，以达到两者各发挥其优点，协调使用。
(2)设计一种电流放大电路，由于空气质量传感器和湿度传感器输出的是微弱的
电流信号，因此信号放大电路在信号采集中占据重要的地位，所以需要一种具有抗干扰能
力、高增益的放大电路，实现对传感器输出电流信号的放大和转换。
(3)实时显示室外空气质量，可以使用户根据空气情况选择出行方式、安排户外运
动。
(4)理论上来讲，可以有较高的普及度，因为耗能较少，无需改造太多居室空间，且
不占用过多室内面积。
(5)结构简单、体积小巧、功能可靠。
附图说明
图1是本发明的整体示意图和整体图，1-纱窗，2-自动升降拉窗，3-空气质量传感
器和湿度传感器，4-液晶显示屏，5-新风系统，6-处理器。
图2是电流放大电路；
图3是AD转换电路；
图4是简易新风系统透视图(未画出内部净化空气装置)
图5是该智能窗户主要部分的工作程序框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括包括带纱窗的窗户本体，其特征在于普通的纱窗1可自动
升降的拉窗2以及吸附在纱窗上的空气质量传感器和湿度传感器3，显示当前空气质量的液
晶屏4可用于过滤空气中有害物质的新风系统5以及处理器6；布线在窗架内，部分和传感器
连接的线回固定在纱窗上，处理器与窗户及空气质量传感器和湿度传感器3、新风系统5、液
晶屏4相连。
空气质量传感器和湿度传感器的分布为室外一面为空气质量传感器，室内一面为
湿度传感器，检测室外空气质量和室内空气湿度两个数据。
如图2所示，电流放大电路包括运放U1A、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2；其中，
所述电阻R1的一端、电容C1的一端以及传感器12均与运放U1A的负极输入端相连；运放U1A
的正极输入端接地；运放U1A的输出端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端、电阻R1的另
一端、电容C1的另一端以及电容C2的一端相连后作为电流放大电路的输出端与AD转换电路
相连；电容C2的另一端接地。
如图3所示，AD转化电路包括ADS1110芯片，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容
C1、电容C2；其中电阻R1两端接输入信号，芯片SDA与SCL引脚与单片机输入引脚相连，电阻
R3和电阻R4为上拉电阻。
新风系统包括室外风入口，室外风出口，室内风入口，室内风出口和空气净化器；
其中室内风入口和室外风出口均在该系统的室内部分，室外风入口和室内风出口均在该系
统的室外部分，如图4所示，图中，7-室内空气入口，8-室内空气出口，9-室外空气入口，10-
室外空气出口。室外风需经过空气净化器后方可进入室内。空气净化器采用HEPA滤网，可去
除室外空气中的悬浮颗粒物。
如图5所示，在采集到空气质量信息，对比后，如果空气质量符合要求，则采用通风
方式A，即开窗通风，拉窗不闭合；如果空气质量不符合要求，则采用通风方式B，即拉窗闭
合，新风系统工作。