基于单片机和传感器的智能晾衣架系统设计_孙绍翔
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计摘要对于现在城市里的大多数人们每天忙于工作，白天几乎都不在家中，当天气变化时不能及时将衣物收回。
关于这个问题，本文对智能晾衣架系统进行研究，运用DHT11温湿度传感器，光敏电阻采集到的信号传输给系统处理核心单片机AT89S52，根据当时的温湿度和光线的强弱判断晾衣架是否要收回。
当空气中的相对湿度超过设定值或光线变暗到一定值时，系统会发出报警提示主人收衣服并延时，无人应答后系统会自动发出脉冲信号给电机，从而控制机械部分自动收回晾衣架。
关键词：智能 AT89S52 DHT11MCU based intelligent clotheshorse control system designAbstractWith the constant development and social progress, intelligent products in the continuous influx of our family life, to the people's daily life more convenient, but airing tool or in a primitive level almost no change, gradually and our life away. For now the city where most people are busy with their work every day, hardly ever at home, when weather changes will be unable to recover. About this question, the intelligent clothes hanger system is studied, using the DHT11 temperature and humidity sensor, 5547 photosensitive resistance signals transmitted to the system processing core chip AT89S52, according to the time of the temperature and humidity and light intensity to judge whether to take back the clothes hanger. When the air relative humidity exceeds a set value ( think it's going to rain or rain ) or the dark to a certain value ( that had been dark ), the system will send out alarm host received clothes and delay, no response after the system will automatically send a pulse signal to a stepping motor, so as to control the mechanical parts automatically retract the clothes hanger.Key words: Intelligent AT89S52 DHT11目录前言 (3)第1章绪论 (4)第1.1节选题背景 (4)第1.2节研究目的与研究方法 (4)第1.3节研究意义 (5)第2章系统总体设计 (6)第2.1节总系统设计框图 (6)第2.2节系统组成概述 (6)第2.3节系统硬件电路选择 (7)第2.4节系统软件结构设计 (7)第2.5节机械结构设计 (8)第3章控制系统硬件设计 (10)第3.1节单片机的介绍及其工作系统设计 (10)第3.2节温湿度传感器电路 (16)第3.3节光敏检测电路 (20)第3.4节直流电机驱动电路 (21)第4章控制系统软件设计 (28)参考文献 (37)前言现在人们的生活追求个性化、自动化，家装要求的档次越来越高，生活家居人性化、智能化的要求使智能控制技术在智能家居电子产品中得到了广泛的应用，它不仅优化了人们的生活方式和居住环境，而且方便了人们有效的安排时间和节约各种能源。
基于单片机的智能晾衣架控制系统设计
基于单片机的智能晾衣架控制系统设计【摘要】智能化时代下，人们的生活模式发生了翻天覆地的变化：智能窗帘、智能扫地机器人、智能家电、智能晾衣架等产品相继被推出，并以较高的性价比越来越贴近用户的内心。
传统的晾衣架在搬动移动晾晒衣物时，都需要用户手动进行操作，并且其庞大沉重的特点，在操作时往往极不方便。
而电动升降晾衣架的出现，通过电力制动的方式，用户只需要轻按遥控装置，即可轻松实现晾衣架产品的移动升降等功。
传统晾衣架在阴天梅雨季节衣物不容易晒干，给用户带来了极大的困扰。
而智能晾衣架自带烘干和杀菌功能，轻松解决这一问题。
从而为家庭生活带来了更多的方便。
智能晾衣架操作方便，功能齐全，外观美观，是最能体现人们需求的产品，未来必将成为趋势。
【关键词】单片机；无线传感器；智能控制：电机控制1引言智能化家居是家具的未来，谁都想过上智能的生活。
传统的晾衣架产品具有功能单一使用不方便等不足之处，而电动升降晾衣架还具有附带了很多实用功能的特点。
电动升降晾衣架能够在夜间照明亮度不足时为用户提供照明功能，在衣物晾晒期间提供消毒灭菌功能还有受家庭主妇欢迎的衣物烘干功能等等。
电动升降晾衣架除了更多的实用和方便的功能外，升降晾衣架的外观也极为重要，在生产过程中更多的考虑了其和家居环境的配合度，通过超前的设计理念和新颖的制造工艺，打造出了有别传统晾衣架产品的美观大方的外形特征。
品质好的升降晾衣架的出现让传统的晾衣架产品走上了末路，并且终将会在人们的生活中完全消失，取代而至更加方便实用和智能化的电动升降晾衣架产品。
2硬件系统结构智能晾衣架设计采用STC89C52RC为主控芯片，利用光敏电阻检测光照强度，利用温湿度传感器检测环境的湿度，超过阈值则晾衣架的电机进行动作实现晾衣架的智能化，湿度的测量值可通过两位一体共阴极数码管进行显示，直观方便，同时，通过遥控器按键也可控制晾衣架动作。
用红黄蓝三种颜色 LED小灯指示晾衣架的工作状态，红灯用于工作模式选择指示，红灯灭时，表示手动遥控模式，通过遥控按键控制晾衣架的伸缩功能；红灯亮时，表示自动模式，当湿度大于80％RH 或者光敏电阻检测到是夜晚时，黄灯亮，电机反转，执行晾衣架收回功能，当蓝灯亮时，说明湿度小于80％RH 并且光敏电阻检测到是白天，电机正转执行晾衣架伸出功能。
基于单片机控制的智能晾衣系统的设计
• 113•不管是上班族还是退休在家的叔叔阿姨们，在生活上都追求快捷和方便，智能家居产品的应用也越来越多。
本文设计一款湿感应式的智能晾衣系统，该系统主要由步进电机、单片机和传感器组成，实现对晾晒衣物的智能控制。
其中实时检测系统由作为主控芯片的单片机来实现，大气的湿度用湿度传感器来进行检测，收晾衣服的工作由42型步进电机拖动丝杠来完成。
这样设计既减少了劳动力，也节约了很多的资源。
晾衣、收衣在我们的日常生活中是一件差不多每天都要完成的控制的实时检测系统，该系统的大气湿度用湿度传感器来进行检测，收晾衣服的工作由42型步进电机拖动丝杠来完成。
1 总体设计本项目用单片机作为主控制器，通过软件kile4编写程序来控制步进电机，再由步进电机来带动丝杠做前后运动。
用丝杠的前后运动来模拟晾衣架的自动伸缩功能。
下面图1所示为控制总体流程图，室外的雨滴情况由雨滴传感器将信号转换并传递给单片机，按基于单片机控制的智能晾衣系统的设计杭州萧山技师学院 魏金灵图2 L298N驱动器内部原理图图1 总体流程图事情，目前很多家庭主要使用手摇升降晾衣架或使用一些简单的晾衣工具，比如悬空的竹竿或管状金属物等，这些已经不能满足方便、快捷的需求。
而智能控制技术的应用使得各种家居产品智能化，智能家居的出现使得人们所追求的简单、快捷的生活方式得以实现，居住环境得到了优化，时间能够被合理有效地安排，并且节约各种能源。
本设计是一个采用单片机为主控芯片来• 114•键启动系统，利用单片机来驱动步进电机，使衣架能够在室内室外来回运动。
2 硬件设计利用单片机采集室外的天气情况是晴天还是下雨，并通过单片机控制步进电机，步进电机带动丝杠使衣架运动。
当室外晴天时，衣架伸出，晾晒衣物；当下雨或者晾衣时间到达时，缩回室内，防止被雨打湿。
2.1 滚珠丝杠因为衣架的来回运动轨迹是直线，本设计中的直线运动由滚珠丝杠来实现，它可把旋转运动转化成直线运动，螺杆、螺母和滚珠是构成滚珠丝杠的主要部件，因为它的摩擦阻力很小，所以在各种工业设备和精密仪器中得到了广泛的应用，本设计中使用T8丝杠。
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计毕业设计论文
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计毕业设计论文摘要：智能晾衣架控制系统利用单片机实现对晾衣架的自动控制和智能化管理，能够根据环境条件和用户需求智能调整晾衣架的工作状态，提高晾衣架的效率和使用便捷性。
本文通过设计和实现了基于单片机的智能晾衣架控制系统，包括硬件设计和软件编程两个方面。
硬件方面，提出了一种智能晾衣架的结构设计，并选择合适的电机和传感器来实现晾衣架的控制功能。
软件方面，利用单片机编写了相应的程序，实现了对晾衣架的自动控制和智能化管理。
最后，通过实验和测试对系统进行了验证，结果表明智能晾衣架控制系统具有良好的控制和管理效果，能够满足用户的需求。
关键词：智能晾衣架，单片机，控制系统，硬件设计，软件编程第一章引言1.1研究背景随着人们生活水平的提高和社会发展的进步，智能家居逐渐进入人们的日常生活。
智能晾衣架作为智能家居的一部分，具有自动控制和智能化管理的特点，受到了广大用户的关注。
传统的晾衣架需要人工操作，使用不便，效率低下。
而智能晾衣架控制系统通过利用单片机实现对晾衣架的自动化控制，可以根据环境条件和用户需求智能调整晾衣架的工作状态，提高晾衣架的效率和使用便捷性，满足用户的需求。
1.2研究目的和意义本文旨在设计和实现一种基于单片机的智能晾衣架控制系统，通过对晾衣架的结构设计和硬件部件的选取，以及相应的软件编程，实现对晾衣架的自动控制和智能化管理。
该系统能够根据环境条件和用户需求智能调整晾衣架的工作状态，提高晾衣架的效率和使用便捷性，满足用户的需求。
这对于晾衣架的进一步发展和智能家居的推广具有重要的研究意义和现实意义。
第二章相关技术综述2.1单片机技术单片机是一种用于控制和处理各种输入输出信号的集成电路，广泛应用于各种控制系统中。
它具有体积小、功耗低、性能稳定、易于与其他硬件设备连接等优点，非常适合用于智能家居控制系统的设计。
2.2智能家居控制系统智能家居控制系统是指通过集成多种智能设备和传感器，实现对家居设备的自动控制和智能化管理。
基于STC89C52单片机的智能寝室晾衣架系统
基于STC89C52单片机的智能寝室晾衣架系统随着科技的不断发展，智能家居已经成为我们生活中的一部分。
智能家居产品的出现，方便了我们的生活，提高了我们的生活品质，其中智能晾衣架系统就是一个很好的例子。
本文将介绍一种基于STC89C52单片机的智能宿舍晾衣架系统，帮助大家了解智能家居产品的发展趋势。
一、智能宿舍晾衣架系统简介基于STC89C52单片机的智能宿舍晾衣架系统是一种智能化的家居产品，它可以根据用户的需求自动晾晒衣物。
该系统主要由STC89C52单片机控制模块、电机驱动模块、传感器模块和人机交互模块组成。
通过传感器检测室内环境温度、湿度等数据，单片机根据这些数据控制电机实现晾晒衣物的功能。
用户可以通过人机交互模块对晾衣架进行控制。
二、系统设计1. 控制模块STC89C52单片机是该系统的核心控制模块，它负责接收传感器模块采集的数据，并根据预设的程序进行晾衣架的控制。
通过编程实现晾晒时间的设置、晾衣杆的升降控制等功能。
2. 电机驱动模块电机驱动模块是系统中的执行部分，它通过控制电机的正反转实现晾衣杆的升降功能。
根据单片机的指令，控制电机的旋转速度，以实现不同的晾衣时间和晾衣杆高度。
3. 传感器模块传感器模块主要包括温度传感器、湿度传感器等，它能够实时采集室内环境的温湿度等数据，并送到单片机，为晾衣架的控制提供依据。
4. 人机交互模块人机交互模块是系统与用户交互的窗口，可以通过触摸屏或按钮来实现对晾衣架的控制，如设置晾晒时间、调节晾衣杆高度等。
三、系统工作原理智能宿舍晾衣架系统的工作原理如下：1. 当用户将衣物放到晾衣架上时，传感器模块会检测到衣物的重量，并发送给单片机。
2. 单片机根据传感器的数据确定晾衣的时间和晾衣杆的高度，然后控制电机进行相应的操作。
3. 当室内环境温度适宜时，单片机通过电机控制实现晾衣杆自动升降，并启动电机以实现衣物的晾晒。
4. 当室内环境温度过高或湿度过大时，单片机会停止晾衣架的工作，以防止衣物受潮或发霉。
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现文献综述.
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现文献综述.文献综述前言本人毕业设计的论题为《基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现》，由于目前人们所使用的晾衣架多为不能随外界环境变化而自动收缩的传统类型，对实际生活用处得不到大的提高，因此本文的叙述对基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现具有一定得指导意义。
本文根据目前国内外学者对单片机研究成果，借鉴他们的成功经验，大胆的将单片机的应用和晾衣架系统相结合。
这些文献给与本文很大的参考价值。
本文主要查阅进几年有关单片机的文献期刊。
随着时代的发展人们对生活质量要求不断提高，目前人们所使用的晾衣架多为不能随外界环境变化而自动收缩的传统类型，国内现在也有生产智能晾衣架的厂家，但是他们所生产的智能晾衣架都是安装在阳台内部，通过电路的控制使晾衣架根据不同的情况垂直升降，以达到智能晾晒衣物的功能。
而本设计采用单片机作为智能晾衣架的检测及控制核心，通过温湿传感器探测外界环境的温度和湿度，当温度或湿度达到一定指标时，单片机控制电动机正转（或者反转）从而使衣架自动收回，当传动杆接触到位置开关时，电机停止转动；当雨停后，阳光充裕时，光敏电阻将信息反馈给单片机，单片机再控制电动机反转（或者正转）从而使衣架自动伸出接收晾晒,近几年单片机也和晾衣架的结合得到了巨大的发展。
李广弟等人所编写的《单片机基础》中，讲解的大量的单片机原理，以及单片机的系统应用，为广大的单片机初学者提供了有力的帮助，这极大地提高了我国对单片机方面的研究。
李广弟，朱月秀，冷祖祁等编著的《单片机原理及应用技术第三版，该教材的主要内容为单片机基础知识、单片机的汇编语言及应用程序设计方法、80C51单片机的指令系统；单片机的汇编语言及应用程序设计方法等8部分内容。
胡花编著的《单片机原理及应用技术》第一版，本书全面、详细地介绍了80C51单片机的结构和原理和应用技术。
主要内容包括：80C51单片机指令系统和程序设计、中断与定时技术、系统扩展技术、异步串行通讯技术等。
基于STC89C52单片机的智能寝室晾衣架系统
基于STC89C52单片机的智能寝室晾衣架系统智能寝室晾衣架系统是一种方便人们晾晒衣服的系统。
本文主要介绍基于STC89C52单片机的智能寝室晾衣架系统设计。
一、系统功能智能寝室晾衣架系统除了实现晾晒衣服的基本功能外，还具有以下功能：1.温度湿度检测：系统可以检测室内温度和湿度，通过实时获取数据，可以智能控制晾衣架的使用。
2.风扇控制：当室内湿度过高时，系统可以控制风扇开启，利用空气对衣服进行湿度调节，保证衣服不会受潮变质。
3.晾衣室控制：智能寝室晾衣架系统还可以根据室内温度、湿度等参数，控制晾衣室门的开关，避免温湿度过高导致衣服变质。
二、系统设计1.硬件设计智能寝室晾衣架系统的硬件由以下部件组成：1. STC89C52单片机：主控制器，控制整个系统的运作。
2. 温湿度传感器：用于检测室内温度和湿度。
3. 风扇：用于控制室内湿度，保证衣服在晾晒过程中不会受潮变质。
4. 晾衣室门控制模块：用于控制晾衣室门的开关。
5. LED灯：用于显示系统的工作状态，包括温湿度、晾衣室门状态等。
6. 太阳能电池板：用于为系统供电。
7. 电源管理模块：对系统中全球定位系统信号的接收、系统电源的管理等进行有效监控。
系统的软件设计分为以下几个部分：1. 硬件驱动：包括温湿度传感器、风扇、晾衣室门控制模块等硬件的驱动。
2. 数据采集：采集室内温度和湿度，并通过串口将数据传输给单片机。
3. 控制逻辑：通过对采集到的温湿度数据进行分析，控制风扇的开关和晾衣室门的开关，控制晾衣架的使用。
三、系统优势1. 便于使用：智能寝室晾衣架系统可以实现智能控制，无需人工操作。
2. 高效节能：系统可以根据室内温湿度状态，控制晾衣架的使用，避免浪费电能。
3. 环保健康：智能寝室晾衣架系统采用太阳能电池板供电，不需要额外的电源消耗，更加环保健康。
一种智能晾衣架的创新设计
Ｐｉｎ
名称
１
ＶＤＤ
２
ＤＡＴＡ
３
ＮＣ
４
ＧＮＤ
注释 提供 ３．３－５ＶＤＤＣ 串行数据，单总线
空脚，悬空 接地，电源负极
ＤＨＴ１１数字式温度传感器串行单线双向接口，其典型应用
电路如图 ２所示。ＤＡＴＡ用于单片机与 ＤＨＴ１１之间的通信与
同步，采用单总线数据格式［２］，一次完整的数据传输为 ４０ｂｉｔ，
ＦｏｒａｒｄｕｉｎｏＵＮＯＲ３控制开发板通过计算机 语言 编辑 程 序，设计接收传感器信号，当达到阈值时运行程序［３］，控制步进 电机工作。温度 ６℃ ＜ｔ＜３８℃，湿度小于 ８０％Ｒｈ，有光照时， 单片机控制步进电机正转［４］使衣架伸出。湿度大于 ８０％Ｒｈ， 光强达到黑夜水平或温度大于 ３８℃时，单片机控制步进电机 反转，晾衣架收回。简要程序框图如图 ３所示。
0
'1)*
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9
4356
78
图 ３ 简要程序框图
４３ 机械传动装置 ４３１ 步进电机
使用的步进电机 的 ［５］ 电源线有五条，其中一条为共接点， 其余四条分别为 Ａ相、Ａ＋相、Ｂ相、Ｂ＋四相的输入点。中间 转子由永久磁铁所构成，左边为 Ｎ极，另一边为 Ｓ极。定子有 四组线圈，分别为 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及 Ｌ４，各线圈的 Ｃ端共接电源正 极，另一端经由开关接在电源的负极单片机输出电信号，线圈 Ａ通入电流，产生 Ｎ极磁场，因为磁场同性相斥、异性相吸，使 转子的 Ｓ极被 Ａ极吸引过来。其次，放掉开关 Ｓ１，并且立刻按 下开关 Ｓ２，则 Ａ极的磁场消失，Ｂ极产生磁场，把转子的 Ｓ极吸 引过来，转子随着顺时针方向 ９０°。像这样依次让定子的 ４个极 通入电流，使转子不停的旋转。步进电机将脉冲信号转变为角 位移，精度为步进角的 ３％ ～５％，工作电压为 ５Ｖ。在装置中， 电机正转使连杆上升，菱形结构衣架伸展，电机反转则相反。 ４３２ 机械升降杆
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Abstract： The convenient and rapid lifestyle has become the goal pursued by modern people. The design of intelligent clothes rack system based on SCM （Single Chip Microcomputer）, sensors and electromotor, which can realize the intelligent control on taking back clothes on the rack, and provide further convenience for modern people. The design adds electromechanical control system to the original clothes rack, the intelligent control is realized by sensor detection and microcontroller integrated treatment. Key words： intelligent clothes rack; SCM（Single Chip Microcomputer）; sensor
在晴朗的夏日为了防止衣服在太阳下暴晒，需要在 温度高于一定值的时候将衣物收回来；在气温较低的冬 季，当温度低于一定值不适合晾晒时，需要将衣物收回 来。因此需要对外界温度进行实时检测，本设计采用高性 能的温度传感器 DS18B20 ［3］，该传感器的测试温度范围 比较大（-55℃～125℃），分辨率高（最高分辨率 0.0625）。 DS18B20 外部有三只引脚，VCC、GND 和 DQ，内部有 64 位的 ROM 和 9 字节的暂存器单元，DS18B20 与单片机有 两种接法，本设计采用寄生电源供电方法，UDD、GND 接 地，I/O 接单片机 I/O。单片机 CPU 对 DS18B20 的访问量 流程为：先对 DS18B20 初始化，再进行 ROM 操作命令， 最后再对存储器操作，数据操作。内部结构如图 2。
机械工程师 2013 年第 9 期 85
制造业信息化
MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP
I/O C
VD1
内部 VDD VD2
64 位 ROM 和
制造业信息化
仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION
基于单片机和传感器的智能晾衣架系统设计
孙绍翔， 周连佺， 臧曙光， 莫亦飞， 屈晓龙 （江苏师范大学 机电学院，江苏 徐州 221116）
摘 要：追求方便、快捷的生活方式已成为现代人的目标，设计一种基于单片机、传感器和电动机的智能晾衣架，实现对
本设计是基于 MCS-51 单片机 的 ［1］ 中央处理单元的 综合系统，通过湿度传感器和温度传感器检测设备周围 局部空气的湿度值和温度值，并将所检测数据传输到单 片机内部，单片机经过数据处理，根据预先设定做出相应 逻辑判断并发出相关指令给电动机，进而控制电动机的 正反转［2］以及转动时间，电动机带动可伸缩的晾衣架推动 杆，将衣架伸展或者收缩，以此实现晾衣架的自动控制。
!!!!!!!!!!!!!!!! 基金项目：江苏省大学生实践创新训练指导性项目（12ssjcxzd06）
温度传感器
电动机正转
晾衣架伸
单片机（内置 Ａ／Ｄ 转换器）
湿度传感器
电动机反转
图 1 控制系统原理图
晾衣架收
控制系统原理如图 1 所示。 3 控制电路设计
本设计的控制电路有温度传感器控制电路、湿度传 感器控制电路以及电动机的控制电路。由温度传感器控 制电路和湿度传感器控制电路产生的检测信号，经过 MCS-51 单片机的输入口传输给单片机，单片机经过数据 分析处理后从引脚输出相应的控制信号，从而控制电动 机的转动。 3.1 温度传感器控制电路设计
晾晒衣物的智能控制，将进一步方便人们的生活。该设计就是在原有晾衣架的基础上添加机电控制系统，通过传感器的
检测和单片机的综合处理来实现对晾衣架的智能控制。
关键词：智能晾衣架；单片机；传感器
中图分类号：TP272
文献标识码：A
文章编号：1002－2333（2013）09－0085－03
Intelligent Clothes Rack System Design Based on SCM and Sensors SUN Shao-xiang， ZHOU Lian-quan, ZANG Shu-guang， MO Yi-fei， QU Xiao-long
通过对市场已经存在的各类智能晾衣架的比较，我 们发现虽然种类很多，但功能大体相同，且都是安装在阳 台内部，通过电路的控制使晾衣架根据不同的情况垂直 升降，以此来达到智能晾衣架的功能，而我们所研究的智 能晾衣架为安装在室外，通过水平方向的伸展将衣物伸 展至室外进行晾晒，由传感器和单片机来进行智能测量、 控制衣架的伸缩状态，不仅起到了智能控制的功能，也进 一步节省了室内空间。 2 系统结构及总体方案设计
1引言 随着我国经济实力的迅速发展，人们的生活要求也
越来越高，方便快捷、简单易行的生活方式，已成为现代 人的追求目标。目前人们所使用的晾衣架多为不能随室 外天气变化的常用类型，如果家里全部都是上班族，或者 有事不在家，那么当下雨天或者是夜晚，这些晾衣架就起 不到使晾晒在室外的衣物防雨、防露水的功能；炎热的夏 天，上班族通常是把衣物晾晒在室外一整天，即使是在 家，也很少在夏日的正午把衣物收回室内，这就造成了衣 物的暴晒，对衣物造成极大的损伤。