本实用新型涉及一种门窗开闭检测器，尤其涉及一种智能门窗开闭检测报警装置。
背景技术：
随着智能家居的兴起及人们安防意识的提高，门窗开闭检测器受到人们的青睐。目前市面上普遍在用的门窗开闭检测器也叫门磁报警器，门磁报警器由两部分组成，即开关部分和磁铁部分。开关部分由磁簧开关经引线连接，定型封装而成；磁铁部分由对应磁场强度的磁铁封装于塑胶或合金壳体内。开关部分和磁铁部分分别安装在门框(窗框)和门扇(窗扇)里，当两者分开或接近至一定距离后，引起开关的通断从而感应门窗位置的变化。
上述门磁报警器存在如下缺陷：
1.必须成对使用：需要主副部件(开关部分和磁铁部分)成对使用，缺一不可；
2.距离受限：主副部件必须紧挨安装，有效距离受到限制，安装得不好容易造成误判，影响门窗开闭检测精度，同时也增加施工难度；
3.位置受限：只能安装在门框(窗框)和门边缘(窗边缘)区域，安装位置存在很大的局限性，并且容易发生被碰到而造成脱落的现象。
技术实现要素：
本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种智能门窗开闭检测报警装置，其为单体式结构，单独一个部件就能检测门窗开闭状态，可以安装在门扇(窗扇)上的任意位置，安装位置及安装距离不受限制，检测精度不受安装位置的影响，不易造成误判，安装和使用方便，检测准确度高。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型的智能门窗开闭检测报警装置，包括一个壳体及设于壳体内的检测报警电路，检测报警电路包括中央处理单元、门窗开闭检测单元和无线通讯单元及为整个检测报警电路提供工作电压的电源单元，门窗开闭检测单元、无线通讯单元分别和中央处理单元相连。门窗开闭检测单元检测门扇(窗扇)的角度和位置，与中央处理单元进行数据传输，获得开关门状态，再由无线通讯单元将数据和信息传送给用户手机或者云端服务器，实现开关门报警。本实用新型的检测报警电路安装在一个壳体内，整个装置为一体式结构，构成单独一个部件，不象传统门磁报警器需要成对安装，因此本实用新型可以安装在门扇(窗扇)上的任意位置，安装位置及安装距离不受限制，检测精度不受安装位置的影响，不易造成误判，安装和使用都很方便，检测准确度高。
本实用新型中无线通讯单元优选采用nb-iot通讯方式，也可采用cat、2g、4g、5gwifi、ble、rf等通讯方式。
上述方案的开关门报警在用户手机端和云端服务器进行报警。本实用新型也可在检测报警电路中增设包括蜂鸣器和发光二极管的报警单元，报警单元与中央处理单元相连，当需要开关门报警时，启动声光报警，实现本地报警。
作为优选，所述的门窗开闭检测单元采用包含3轴磁传感器和3轴加速度传感器的六轴传感器u6。通过3轴磁传感器感受地球磁场变化获得开门(开窗)角度，通过3轴加速度传感器感受开门(开窗)速度，从而判断出开关门状态，并将开门(开窗)状态、开门(开窗)角度及开门(开窗)力度上报到用户手机或云端服务器，实现开门窗报警、关门窗报警和重开门窗报警、重关门窗报警。同时通过设置和判断，还能实现脱落、防撬报警。对于安装在天窗上的本装置，还能实现下雨报警。本实用新型报警种类多，报警比较全面，功能多样，满足人们的不同需求。
作为优选，所述的六轴传感器u6采用lsm303dlh六轴传感器，六轴传感器u6的1脚、2脚、3脚、17脚及28脚接地，六轴传感器u6的6脚和7脚均接电压vdd，六轴传感器u6的21脚、22脚、23脚及5脚均接电压vdd1.8v，六轴传感器u6的16脚和12脚之间连接有电容c8，六轴传感器u6的15脚经电容c7接地，六轴传感器u6的4脚既和所述的中央处理单元相连又经电阻r33接地，六轴传感器u6的26脚、27脚及18脚分别和所述的中央处理单元相连；六轴传感器u6的25脚和19脚相连，六轴传感器u6的19脚既经电阻r12接电压vdd1.8v又和moc管q12的源极相连，moc管q12的栅极接电压vdd1.8v，moc管q12的漏极经电阻r11接电压vdd；六轴传感器u6的24脚和20脚相连，六轴传感器u6的20脚既经电阻r10接电压vdd1.8v又和moc管q11的源极相连，moc管q11的栅极接电压vdd1.8v，moc管q11的漏极经电阻r14接电压vdd；moc管q11的漏极、moc管q12的漏极分别和所述的中央处理单元相连。电路简单，实现方便。
作为优选，所述的中央处理单元包括单片机u2，单片机u2采用stm8l052c6单片机；单片机u2的16脚、20脚、21脚及22脚分别和六轴传感器u6的4脚、18脚、27脚及26脚相连，单片机u2的38脚、37脚分别和moc管q11的漏极、moc管q12的漏极相连。单片机采用低功耗mcu控制器，可以选用st公司的stm8l系列，也可以是stm32系列，也可选用ti公司的msp430系列等低功耗单片机，以便减少功耗。
作为优选，所述的检测报警电路包括显示手机远程下发校准命令和使用模式的工作状态的工作指示灯单元，所述的工作指示灯单元和所述的中央处理单元相连。本装置安装到门窗上，首先要进行调试，校准门窗初始值，设定使用模式，如：旋转门窗模式、平移门窗模式和天窗模式等。当手机远程下发校准命令和使用模式时，工作指示灯闪烁。
作为优选，所述的检测报警电路包括通知手机远程下发校准命令和使用模式的按键单元，所述的按键单元和所述的中央处理单元相连。本实用新型和手机联网时，长按按键(如按住按键5秒)，工作指示灯开始闪烁，手机远程控制下发校准命令和使用模式。也就是说可以手机直接下发校准命令和使用模式，也可以由按键来进行选择是否下发。
作为优选，所述的电源单元由电池或充电电池供电，所述的检测报警电路包括电量检测单元，电量检测单元的输入端和电池或充电电池相连，电量检测单元的输出端和所述的中央处理单元相连。电量检测单元检测电池电压，当电池电压低于设定值时，用户手机或云端服务器上会有装置低电压报警，提醒用户或管理人员需要对装置进行充电，确保装置能继续正常工作。
作为优选，所述的壳体包括围成圆形的外壳及设于外壳顶部的面盖和设于外壳底部的后盖，外壳中靠近面盖处设有焊接有所述的检测报警电路的线路板，外壳中靠近后盖处设有装有电池的电池盖。结构紧凑，体积较小，外形美观。通过在后盖上粘有双面胶，可以将本装置粘贴在门扇(窗扇)上的任意位置，安装非常方便，也便于根据需要随时调整安装位置，使用非常灵活。
作为优选，所述的外壳内侧面相对位置处设有两个带有内螺纹的安装柱，所述的线路板上设有安装通孔，线路板通过穿过安装通孔的螺钉与安装柱螺纹连接而固定在所述的安装柱的前端，线路板的边缘设有三个沿线路板圆周均布的缺口，所述的面盖背面设有三个限位卡勾，面盖和外壳螺纹连接，限位卡勾穿过所述的缺口。线路板通过螺钉安装在安装柱的前端，与面盖相邻，面盖和外壳螺纹连接，拆装方便，便于维护。
作为优选，所述的电池盖上设有螺钉过孔，电池盖通过穿过螺钉过孔的螺钉与安装柱螺纹连接而固定在所述的安装柱的后端，所述的后盖上设有三个沿后盖圆周均布的卡接头，所述的电池盖上设有三个和所述的卡接头对应的卡接头过孔，三个卡接头过孔附近各设有一个卡接座，所述的卡接头穿过卡接头过孔和所述的卡接座卡接。电池盖通过螺钉固定在安装柱的后端，与后盖相邻，后盖旋转后和电池盖实现卡接。拆装方便，便于更换电池。
本实用新型的有益效果是：采用单体式结构，单独一个部件就能检测门窗开闭状态，还能检测开门(开窗)角度、开门(开窗)力度，上报到用户手机或管理平台，同时具备脱落及防撬报警功能，对于天窗还能进行雨天报警，提醒用户及时关闭天窗。本实用新型可以安装在门扇(窗扇)上的任意位置，安装位置及安装距离不受限制，检测精度不受安装位置的影响，不易造成误判，安装和使用方便，检测准确度高。
附图说明
图1是本实用新型的一种立体结构示意图。
图2是本实用新型的一种立体分解结构示意图。
图3是本实用新型中检测报警电路的一种电路原理连接结构框图。
图4是本实用新型的检测报警电路中中央处理单元、工作指示灯单元及按键单元的一种电路原理图。
图5是本实用新型的检测报警电路中门窗开闭检测单元的一种电路原理图。
图6是本实用新型的检测报警电路中电源单元及电量检测单元的一种电路原理图。
图中1.外壳，2.面盖，3.后盖，4.安装柱，5.线路板，6.缺口，7.限位卡勾，8.电池盖，9.卡接头，10.卡接座，11.中央处理单元，12.门窗开闭检测单元，13.工作指示灯单元，14.按键单元，15.电量检测单元，16.无线通讯单元，17.电源单元，18.充电电池，19.指示灯。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的智能门窗开闭检测报警装置，如图1、图2所示，包括一个壳体及安装于壳体内的检测报警电路。壳体包括围成圆形的外壳1及安装于外壳顶部的面盖2和安装于外壳底部的后盖3，面盖和后盖均呈圆形，面盖上嵌装有一个指示灯19。外壳内侧面相对位置处有两个带有内螺纹的安装柱4。安装柱的前端安装线路板5，线路板上焊接有检测报警电路，线路板上开有安装通孔，线路板通过穿过安装通孔的螺钉与安装柱螺纹连接而固定在安装柱的前端，线路板的边缘有三个沿线路板圆周均布的缺口6，面盖背面凸出有三个限位卡勾7，面盖和外壳螺纹连接，限位卡勾穿过缺口。安装柱的后端固定有装有充电电池18的电池盖8。电池盖上开有螺钉过孔，电池盖通过穿过螺钉过孔的螺钉与安装柱螺纹连接而固定在安装柱的后端。后盖上有三个沿后盖圆周均布的卡接头9，电池盖上有三个和卡接头对应的卡接头过孔，三个卡接头过孔附近各有一个卡接座10，卡接头9穿过卡接头过孔和卡接座10卡接。
如图3所示，检测报警电路包括中央处理单元11、门窗开闭检测单元12、工作指示灯单元13、按键单元14、电量检测单元15和无线通讯单元16及为整个检测报警电路提供工作电压的电源单元17，门窗开闭检测单元、工作指示灯单元、按键单元及无线通讯单元分别和中央处理单元相连，电源单元由充电电池供电，电量检测单元的输入端和充电电池相连，电量检测单元的输出端和中央处理单元相连。
如图4、图5所示，中央处理单元11包括单片机u2，单片机u2采用stm8l052c6单片机；门窗开闭检测单元12采用包含3轴磁传感器和3轴加速度传感器的六轴传感器u6，六轴传感器u6采用lsm303dlh六轴传感器。单片机u2的2脚既经电阻r8接电压vdd又经电容c8接地，单片机u2的10脚、11脚、12脚和39脚均接电压vdd，并且单片机u2的39脚和接地端之间连接有电容c12、电容c13、电容c14和电容c15的并联电路。单片机u2的13脚既接电压vdd又经电容c10接地，单片机u2的9脚和40脚接地。六轴传感器u6的1脚、2脚、3脚、17脚及28脚接地，六轴传感器u6的6脚和7脚均接电压vdd，六轴传感器u6的21脚、22脚、23脚及5脚均接电压vdd1.8v，六轴传感器u6的16脚和12脚之间连接有电容c8，六轴传感器u6的15脚经电容c7接地，六轴传感器u6的4脚既和单片机u2的16脚相连又经电阻r33接地，六轴传感器u6的26脚、27脚及18脚分别和单片机u2的22脚、21脚及20脚相连；六轴传感器u6的25脚和19脚相连，六轴传感器u6的19脚既经电阻r12接电压vdd1.8v又和moc管q12的源极相连，moc管q12的栅极接电压vdd1.8v，moc管q12的漏极经电阻r11接电压vdd；六轴传感器u6的24脚和20脚相连，六轴传感器u6的20脚既经电阻r10接电压vdd1.8v又和moc管q11的源极相连，moc管q11的栅极接电压vdd1.8v，moc管q11的漏极经电阻r14接电压vdd；moc管q11的漏极、moc管q12的漏极分别和单片机u2的38脚、37脚相连。
工作指示灯单元13用于显示手机远程下发校准命令和使用模式的工作状态，工作指示灯单元包括电阻r9和发光二极管led2，单片机u2的26脚经电阻r9和发光二极管led2的正极相连，发光二极管led2的负极接地。发光二极管led2就是嵌装在面盖上的指示灯19。按键单元14用于通知手机远程下发校准命令和使用模式，按键单元包括按键sw2，按键sw2上并联有电容c11，按键sw2的一端接地，按键sw2的另一端既经电阻r16接电压vdd又和单片机u2的8脚相连。无线通讯单元16采用nb模组，可选用bc26模组，单片机u2的24脚、25脚、41脚、42脚及35脚分别和bc26模组相连，bc26模组与sim芯片卡连接，bc26模组与单片机u2通过电平转换电路连接，通过nb-iot通讯方式将数据传输给用户手机或者云端服务器。
如图6所示，电源单元17包括主电源变换电路、匹配电源变换电路和充电电路，接口j1接充电电池，接口j1的1脚接地，接口j1的2脚和开关sw1的2脚相连，开关sw1的1脚既经电容c1接地又和mos管q2的漏极相连，mos管q2的源极输出电压vcc，mos管q2的栅极经电阻r4接地。充电电路包括充电管理芯片u7，充电管理芯片u7采用tlc4054充电芯片，充电管理芯片u7的4脚，一路接电压vcc_5v，另一路经电容c27接地，还有一路经电阻r17和发光二极管led1的正极相连，发光二极管led1的负极和充电管理芯片u7的1脚相连，充电管理芯片u7的3脚既和开关sw1的3脚相连又经电容c28接地，充电管理芯片u7的2脚、5脚均接地。充电接口j2的1脚和6脚接地，充电接口j2的2脚和5脚均为电压vcc_5v端，充电接口j2的3脚、4脚分别和单片机u2的1脚、2脚相连。开关sw1的2脚和1脚接通时，充电电池供电；开关sw1的2脚和3脚接通时，给充电电池充电。主电源变换电路包括三端稳压块u1，三端稳压块u1采用ht7830芯片，三端稳压块u1的2脚既接电压vcc又经电容c4接地，三端稳压块u1的1脚接地，三端稳压块u1的3脚和接地端之间连接有电容c2和电容c3的并联电路，三端稳压块u1的3脚输出电压vdd。匹配电源变换电路包括电源芯片u3，电源芯片u3采用bl8568芯片，电源芯片u3的3脚和1脚相连，电源芯片u3的1脚既接电压vcc又经电容c9接地，电源芯片u3的2脚接地，电源芯片u3的5脚和接地端之间连接有电容c5，电源芯片u3的5脚输出电压vdd1.8v。电量检测单元15包括三极管q1和三极管q3，三极管q1的发射极既接电压vcc又经电阻r1和三极管q1的基极相连，三极管q1的基极经电阻r3和三极管q3的集电极相连，三极管q1的集电极经电阻r5和电阻r7的串联电路接地，电阻r5和电阻r7的连接端和单片机u2的6脚相连，三极管q3的发射极接地，三极管q3的基极和单片机u2的7脚相连。
本实用新型的后盖上粘有双面胶，可以粘贴在门扇(窗扇)上的任意位置，安装非常方便。发光二极管led2嵌装在面盖上，提醒用户和调试人员本装置处于什么工作状态。安装好后，本实用新型通过nb模组和用户手机、云端服务器进行联网，联网后，按住按键sw2大概5秒，发光二极管led2开始闪烁，手机远程控制下发校准命令和使用模式，通过校准命令设置好门窗初始位置，使用模式包括：旋转门窗模式、平移门窗模式和天窗模式等。以旋转门为例，使用时，当门被打开旋转到一个角度时，六轴传感器中的3轴磁传感器由于感受到地球磁场的变化，3轴磁传感器的x、y和z轴输出数据存在与初始值不同的差值，当这些差值大于设定的开门阈值时，判断为开门状态；当3轴磁传感器的x、y和z轴输出数据离初始值接近时或者相等时(小于设定的开门阈值时)，判断为门关状态。同时通过六轴传感器中的3轴加速度传感器，实时获取开关门时的加速度变化，如果加速度超过设定值，则判断为重关门或重开门。上述判断结果(开门状态、开门角度及开门力度)均通过nb模组发送给用户手机或云端服务器，实现开关门报警。
当3轴磁传感器的x、y和z轴各自的输出数据明显大于设定值时，或者数据短时间内发生比较凌乱无序的现象，则判断为装置被拆卸或者装置已跌漏，判断结果通过nb模组发送给用户手机或云端服务器，便于用户及时作出相应处理，实现脱落、防撬报警。
当本装置安装在天窗上时，设置成天窗模式。设置一个加速度阈值作为中断值，六轴传感器中的3轴加速度传感器实时采集加速度值，当短时间(如15秒)内加速度中断次数大于设定的次数(如5次)，则判断为下雨，判断结果通过nb模组发送给用户手机或云端服务器，便于用户及时关闭天窗或及时作出其他处理，实现下雨报警。
本实用新型和传统门磁报警器相比，安装结构不同，且核心检测电路完全不同。本实用新型只需单独一个部件就能检测门窗开闭状态，通过3轴磁传感器感受地球磁场变化获得开门(开窗)角度，通过3轴加速度传感器感受开门(开窗)速度，从而判断出开关门状态，并将开门(开窗)状态、开门(开窗)角度及开门(开窗)力度上报到用户手机或云端服务器，实现开门窗报警、关门窗报警和重开门窗报警、重关门窗报警。同时具备脱落及防撬报警功能，对于天窗还能进行雨天报警，提醒用户及时关闭天窗。由于本实用新型只有单独一个部件，不象传统门磁报警器需要成对安装，因此本实用新型可以安装在门扇(窗扇)上的任意位置，安装位置及安装距离不受限制，检测精度不受安装位置的影响，因此不易造成误判，安装和使用均很方便，检测准确度高。
1.一种智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于包括一个壳体及设于壳体内的检测报警电路，检测报警电路包括中央处理单元、门窗开闭检测单元和无线通讯单元及为整个检测报警电路提供工作电压的电源单元，门窗开闭检测单元、无线通讯单元分别和中央处理单元相连。
2.根据权利要求1所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的门窗开闭检测单元采用包含3轴磁传感器和3轴加速度传感器的六轴传感器u6。
3.根据权利要求2所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的六轴传感器u6采用lsm303dlh六轴传感器，六轴传感器u6的1脚、2脚、3脚、17脚及28脚接地，六轴传感器u6的6脚和7脚均接电压vdd，六轴传感器u6的21脚、22脚、23脚及5脚均接电压vdd1.8v，六轴传感器u6的16脚和12脚之间连接有电容c8，六轴传感器u6的15脚经电容c7接地，六轴传感器u6的4脚既和所述的中央处理单元相连又经电阻r33接地，六轴传感器u6的26脚、27脚及18脚分别和所述的中央处理单元相连；六轴传感器u6的25脚和19脚相连，六轴传感器u6的19脚既经电阻r12接电压vdd1.8v又和moc管q12的源极相连，moc管q12的栅极接电压vdd1.8v，moc管q12的漏极经电阻r11接电压vdd；六轴传感器u6的24脚和20脚相连，六轴传感器u6的20脚既经电阻r10接电压vdd1.8v又和moc管q11的源极相连，moc管q11的栅极接电压vdd1.8v，moc管q11的漏极经电阻r14接电压vdd；moc管q11的漏极、moc管q12的漏极分别和所述的中央处理单元相连。
4.根据权利要求3所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的中央处理单元包括单片机u2，单片机u2采用stm8l052c6单片机；单片机u2的16脚、20脚、21脚及22脚分别和六轴传感器u6的4脚、18脚、27脚及26脚相连，单片机u2的38脚、37脚分别和moc管q11的漏极、moc管q12的漏极相连。
5.根据权利要求1所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于包括显示手机远程下发校准命令和使用模式的工作状态的工作指示灯单元，所述的工作指示灯单元和所述的中央处理单元相连。
6.根据权利要求1或5所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于包括通知手机远程下发校准命令和使用模式的按键单元，所述的按键单元和所述的中央处理单元相连。
7.根据权利要求1或2或5所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的电源单元由电池或充电电池供电，所述的检测报警电路包括电量检测单元，电量检测单元的输入端和电池或充电电池相连，电量检测单元的输出端和所述的中央处理单元相连。
8.根据权利要求1所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的壳体包括围成圆形的外壳及设于外壳顶部的面盖和设于外壳底部的后盖，外壳中靠近面盖处设有焊接有所述的检测报警电路的线路板，外壳中靠近后盖处设有装有电池的电池盖。
9.根据权利要求8所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的外壳内侧面相对位置处设有两个带有内螺纹的安装柱，所述的线路板上设有安装通孔，线路板通过穿过安装通孔的螺钉与安装柱螺纹连接而固定在所述的安装柱的前端，线路板的边缘设有三个沿线路板圆周均布的缺口，所述的面盖背面设有三个限位卡勾，面盖和外壳螺纹连接，限位卡勾穿过所述的缺口。
10.根据权利要求8或9所述的智能门窗开闭检测报警装置，其特征在于所述的电池盖上设有螺钉过孔，电池盖通过穿过螺钉过孔的螺钉与安装柱螺纹连接而固定在所述的安装柱的后端，所述的后盖上设有三个沿后盖圆周均布的卡接头，所述的电池盖上设有三个和所述的卡接头对应的卡接头过孔，三个卡接头过孔附近各设有一个卡接座，所述的卡接头穿过卡接头过孔和所述的卡接座卡接。
技术总结