晾衣架智能控制的研究与实现
智能晾衣架设计方案与实现
智能晾衣架设计方案与实现随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对于生活质量的要求也不断提高。
大部分人的家中都会有洗衣机和烘干机，但是挂衣服还是有一定的困难和时间浪费。
因此，在现代快节奏的生活中，智能晾衣架应运而生。
智能晾衣架是一种利用新型材料和科技手段设计的家居产品，具有自动洗衣机同步晾晒、遥控操作、节能环保、空气治理等功能。
下面将深入探讨智能晾衣架的设计方案与实现。
一、设计方案智能晾衣架的设计方案需要考虑以下几个方面：1.材料选择智能晾衣架的材料需要考虑其承重力和防腐蚀性能。
通常采用铝合金作为主要材料，可以有效地抗腐蚀、防锈、提高耐用性。
2.晾衣架结构智能晾衣架的结构设计要有一定的稳定性和承重性，需要考虑在不同的环境下使用所需的安全性能，应该采用结构简单的平行式设计，使晾衣架在使用过程中不容易发生倾斜或其他异常情况。
3.晾衣架控制系统智能晾衣架的控制系统需要考虑实用性和便利性。
控制系统为使用者提供了遥控功能，可以轻松地开启或关闭晾衣架，提高生活的便捷性。
二、实现步骤智能晾衣架的设计方案确定后，需要考虑具体的实现步骤，具体流程如下：1.选购材料根据智能晾衣架的设计方案，选购合适的铝合金材料，购买晾衣架所需的其他零部件，如马达、轮子等。
2.制作机身骨架根据智能晾衣架的设计方案和选购的材料，进行机身骨架的制作。
在制作过程中需要考虑结构设计的稳定性和承重性。
3.安装控制系统在机身骨架制作完成后，根据智能晾衣架的设计方案，安装控制系统。
这一过程需要注重控制系统的实用性和便利性。
4.安装马达和轮子在安装完成智能晾衣架的控制系统后，需要安装马达和轮子，以便晾衣架能够在不同环境下移动和调整角度。
5.测试和调试在完成安装之后，需要进行测试和调试，以确保智能晾衣架的各项功能可以正常运行，使用时也不会出现安全隐患。
三、结语智能晾衣架采用新型材料和科技手段的设计方案和实现步骤使得晾衣架拥有更高的性能和可靠性，为用户提供更为便捷和高效的晾衣方案。
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现
基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现董阳通信工程专业通信1301班学号130250004指导教师李丽芬副教授摘要现在都市的生活越来越忙，很多人都没有时间和精力来管理一些细节上的东西，比如，在合适的阳光温度时间内晾晒衣服。
针对这来问题我们开始了研究，通过对智能晾衣架控制系统的设计与实现的不断探究，得到了比较好的设计思路。
通过使用DHT11温湿度传感器、光敏电阻等元件，对环境的变化进行检测，然后再将测量数据传递给STC89C51单片机，单片机的核心板再对所测量的温湿度和光线的强弱进行判别，驱使电机进行正转或者反转，达到智能晾晒衣物的目的。
在温湿度检测方面使用的是DHT11传感器模块，该模块将测量得到的数据与设定值进行对比，如果湿度超越过设定值，系统会默认回收晾衣架，发送脉冲信号来控制电机收回晾衣架。
针对光照强度方面的检测我们选择使用光敏电阻，光照强度的改变会使电阻阻值产生相应的变化，单片机将变化后的阻值与设定值进行对比，如果超过设定值，则控制电机进行转动，使衣架收回，从而实现智能晾衣服的目的。
关键词：智能STC89C51 DHT11Design and Implementation of Intelligent Clothes HangerControl System Based on Single Chip MicrocomputerAbstractNow the city life more and more busy, a lot of people do not have the time and energy to manage some of the details, for example, in the appropriate temperature of the sun drying clothes. In order to solve this problem, we started the research, through the intelligent clothes hanger control system design and implementation of continuous research, get a better design ideas. By using the DHT11 temperature and humidity sensor, photosensitive resistance and other components, the change of environment were detected, and then the measurement data are transmitted to the STC89C51 microcontroller core board microcontroller to measure the temperature and humidity and light intensity discrimination, motor driven forward or reverse, achieves the intelligent clothes drying purpose. Used in the detection of the temperature and humidity DHT11 sensor module, the module will be measured data are compared with the set value, if the humidity is beyond the set value, the system will default recovery racks, send pulse signal to control the motor back racks. Similarly, the photosensitive resistor for detecting the light intensity of the light intensity, the changes will cause the resistance change, will change the resistance compared with the set value, if it exceeds the set value, then control the motor to rotate, the clothes hanger to recover, so as to achieve the purpose of intelligent clothes.Key words: intelligent STC89C51 DHT11目录前言 (1)第1章绪论 (2)第1.1节选题背景 (2)第1.2节研究方法及目的 (2)第1.3节研究意义 (3)第2章系统总体设计 (4)第2.1节总系统设计框图 (4)第2.2节系统组成概述 (4)第2.3节控制系统核心选择 (4)第2.4节湿度检测模块选择 (5)第2.5节遥控电路设计 (5)第2.6节遥控发射模块参数 (6)第2.7节光强检测模块选择 (7)第2.8节电机模块选择 (7)第２.9节系统设计要求 (8)第3章控制系统硬件设计 (9)第3.1节单片机的介绍及其工作系统设计 (9)第3.2节温湿度传感器电路 (14)第3.3节光敏检测电路 (17)第3.4节直流电机驱动电路 (19)第4章控制系统设计 (21)第4.1节程序流程图 (21)第4.2节程序设计 (22)第4.3节系统初始化 (22)第4.4节温湿度检测 (25)第5章系统整体调试 (27)第5.1节系统仿真演示 (28)第5.2节硬件实物的焊接 (33)结论 (37)附录 (39)参考文献 (41)致谢 (42)前言科技是第一生产力科技的进步推动着人类生活的进步，人们对生活也开始不断的追求智能化，这种形式促使各国也在家具智能方面开始了深入的研究。
智能家居的智能晾衣架控制技术研究
智能家居的智能晾衣架控制技术研究智能家居是指通过物联网技术，将传统家居设备与互联网连接，使其能够实现自动化、智能化的功能。
在智能家居领域中，智能晾衣架作为一种重要的家庭设备，其控制技术也逐渐引起人们的关注和研究。
本文将对智能晾衣架的控制技术进行深入研究，并探讨其发展前景。
一、智能家居的发展背景随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家居成为城市家庭追求舒适和便利的重要手段。
智能家居通过连接传感器、设备和互联网，实现家庭设备之间的通信和互动，提高家庭设备的智能化和自动化程度。
其中，智能晾衣架作为一个在日常生活中频繁使用的家居设备，其控制技术的研究具有重要的实用价值和市场潜力。
二、智能晾衣架的控制技术概述1. 传感技术智能晾衣架的控制技术主要依赖于传感器的应用，通过传感器对衣物的重量、湿度、温度等数据进行实时监测和采集。
传感器可以采用压力传感器、湿度传感器、温度传感器等多种类型，将采集到的数据反馈给控制系统。
2. 控制系统智能晾衣架的控制系统是整个设备的核心部分，负责接收传感器采集到的数据并进行处理。
根据衣物的重量和湿度等信息，控制系统可以自主调节晾衣架的升降、伸缩，以及风速和烘干时间等参数的设定。
控制系统不仅能够实现用户对晾衣架的远程控制，还能通过学习用户的使用习惯，提供个性化的晾衣方案。
3. 远程控制技术智能晾衣架的控制技术还包括远程控制技术，使用户可以通过手机应用或者互联网远程控制晾衣架的运行状态。
用户可以根据需要，在外出时设置晾衣架的升降和风速等参数，以便在回家后能够迅速晾干衣物。
同时，远程控制技术还能实现晾衣架与其他智能家居设备的联动，提高整体家庭设备的智能化程度。
三、智能晾衣架控制技术的应用前景智能晾衣架在家庭生活中具有很大的应用前景。
首先，智能晾衣架的智能控制技术可以将人们从繁重的晾衣任务中解放出来，提高生活的便利性和舒适度。
其次，通过智能晾衣架的智能控制技术，可以实现对衣物的精确控制，避免因晾晒不当而导致的褪色、变形等问题，延长衣物的使用寿命。
智能晾衣系统的设计与实现
智能晾衣系统的设计与实现随着科技的不断发展，智能家居成为了现代家庭的一部分。
其中，智能晾衣系统作为智能家居的一项重要设备，为家庭提供了便利和舒适。
本文将介绍智能晾衣系统的设计与实现，包括系统的功能需求、硬件组成以及软件开发。
一、功能需求1. 自动晾晒：系统能够根据用户设置的时间和温度，自动晾晒衣物，并保持衣物的柔软和干燥。
2. 安全可靠：系统具备足够的安全措施，避免因温度过高或其他原因引起的火灾等意外情况。
3. 智能控制：系统能够根据天气状况和室内湿度，智能调整晾晒衣物的时间和温度，以保障衣物的品质。
4. 节能环保：系统在工作过程中能够尽量减少能源的消耗，以达到节能环保的目的。
二、硬件组成1. 控制中心：智能晾衣系统的控制中心是系统的核心部件，负责接收和处理用户输入的指令，控制晾衣系统的工作。
2. 传感器：系统需要配备温度传感器、湿度传感器和环境光传感器等，以实时感知室内外温度、湿度和光照条件的变化。
3. 热风机：热风机是晾衣系统中重要的组成部分，负责将热风吹送到衣物上，加速衣物的干燥。
4. 火灾报警器：为了保证系统的安全可靠性，系统需要配备火灾报警器，一旦发生火灾情况，系统将及时报警，并采取相应措施。
5. 晾衣架：晾衣架是智能晾衣系统中最直接用于晾晒衣物的设备，需要具备可伸缩和折叠的功能，以适应不同尺寸和形状的衣物。
三、软件开发1. 用户界面设计：系统的用户界面需要简洁直观，方便用户设置晾晒衣物的时间和温度，并提供实时的湿度和温度显示。
2. 数据处理算法：系统需要根据传感器获取到的数据，进行实时处理和分析，根据设定的晾晒时间和温度，确定最佳的晾晒方式。
3. 蓝牙连接：为了方便用户远程控制晾衣系统，可以考虑利用蓝牙技术，将晾衣系统与用户的手机或智能设备连接起来，实现远程控制和监控。
4. 智能控制算法：系统可以通过学习用户的使用习惯和室内外的环境变化，调整晾晒衣物的时间和温度，实现智能控制。
5. 报警机制：系统需要具备报警机制，当室内温度异常升高或传感器检测到火灾时，系统能够及时报警并采取相应措施，确保用户的安全。
智能晾衣架控制技术研究
智能晾衣架控制技术研究随着科技的不断发展，智能晾衣架也应运而生。
相比传统的晾衣架，智能晾衣架具有自动升降、防风防晒、智能护理等特点，并且可以通过手机APP进行远程控制。
其中，智能控制技术是智能晾衣架不可或缺的核心技术之一。
在本文中，我们将介绍智能晾衣架的控制技术及其研究现状。
一、智能控制技术1. 自动升降技术自动升降是智能晾衣架的一大特色。
它可以根据用户的需求进行相应的升降，方便用户取放衣物，并解决了传统晾衣架高度固定的痛点。
自动升降技术需要通过传感器实现，一般采用光电或机械开关。
用户可以通过APP或遥控器控制晾衣架的高度，晾衣架在定位后会自动停止升降。
2. 风速调节技术传统晾衣架在风大天气下容易受到损坏，而智能晾衣架则可以通过风速调节技术降低损坏的风险。
风速调节技术需要根据风速传感器采集的数据来运行，一般采用PWM（脉冲宽度调制）控制方式，通过调节风扇的速度实现风速的控制。
3. 防倾斜技术由于晾衣架的高度一般较高，它的稳定性也比较差。
为了解决这个问题，智能晾衣架需要配备防倾斜技术，它可以通过传感器采集晾衣架的重心数据，并根据数据计算出晾衣架的倾斜角度，进而进行控制。
4. 手机APP控制技术智能晾衣架一般需要通过手机APP进行控制，这也是智能化的必要条件之一。
用户可以通过手机APP实现晾衣架的开启、关闭、升降、风速调节等控制操作。
手机APP控制技术需要通过蓝牙或Wi-Fi等通信技术进行实现。
二、研究现状目前，国内外对智能晾衣架的控制技术研究已经相当成熟。
例如，在风速调节技术方面，国内厂商已经开始研发PWM风扇驱动芯片，并且可以通过MCU（单片机）实现强化控制。
在防倾斜技术方面，国内的传感器厂商已经推出了各种高精度的加速度传感器，可以实现更为精准的晾衣架倾斜角度控制。
此外，在智能控制技术方面，国内厂商也在不断创新，在升降控制方面采用的是双路限位开关，一般用于床体的电机驱动，该方案相对成本较低，但精度相对较低。
基于人工智能的智能晾衣架控制技术研究
基于人工智能的智能晾衣架控制技术研究智能家居是近年来非常热门的领域，它利用人工智能技术将家居设备智能化。
其中一项重要的智能家居设备是智能晾衣架。
智能晾衣架凭借着自动化晾晒、智能识别、远程控制等优势，成为了越来越多家庭选择的优质家居设备。
本文将阐述基于人工智能的智能晾衣架控制技术的研究现状和未来发展趋势。
首先，人工智能技术在智能晾衣架领域的应用将成为未来的发展趋势。
智能晾衣架的主要功能包括干衣、晾晒、烘干、烘湿等。
随着科技的不断进步，智能晾衣架的控制系统也得到了很大的进化。
传统的晾衣架通常只能进行定时控制，而智能晾衣架则能够实现更为精细、人性化的控制，如根据远程控制的指令智能识别衣服类型，并根据衣服类型自动调节晾衣架的挂衣高度和晾晒时间。
随着技术的不断进步，人工智能技术可以更好地实现智能控制，提高智能晾衣架的使用效率和智能化水平。
其次，对于智能晾衣架控制系统的研究，智能晾衣架的识别能力是一个重要的研究方向。
在智能控制系统中，通过人工智能算法对衣服的识别能力是智能晾衣架控制系统的关键。
目前，有多种方法可以对衣服进行识别，如基于图像处理的识别和基于语音识别的控制。
通过对衣服进行拍摄、剪辑和分析，图像识别技术可以有效地识别衣服的类型，从而为精准调节晾衣架提供支持。
基于语音识别的控制则可以通过人声识别技术，使用户通过语音指令远程控制晾衣架。
这种方式不仅方便快捷，而且操作简单。
再者，智能晾衣架的控制系统的云化趋势也是未来的研究方向。
为了将智能晾衣架的控制系统更加智能化、智联化、高效化和便捷化，智能晾衣架的控制系统可以与云计算技术相结合。
云计算可以提供一个强大的技术平台，可以使智能晾衣架的控制系统变得更加高效和稳定。
同时，使用云计算平台，可以借助大数据分析和AI算法，提高晾衣架的控制水平，智能化程度，为每个用户的晾晒需求进行个性化定制，极大地提升了晾衣的效率。
最后，智能晾衣架控制系统的安全性和隐私问题也是需要关注的研究方向。
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Arduino的智能晾衣架控制系统设计与实现
基于Arduino的智能晾衣架控制系统设计与实现智能家居作为物联网技术的一个重要应用领域，正在逐渐改变人们的生活方式。
智能晾衣架作为智能家居中的一种典型应用，可以帮助人们更便捷、智能地管理家庭衣物。
本文将介绍基于Arduino的智能晾衣架控制系统的设计与实现，包括系统架构设计、硬件连接、软件编程等方面的内容。
一、系统架构设计智能晾衣架控制系统主要由传感器模块、执行模块、通信模块和控制模块组成。
传感器模块用于感知环境信息，执行模块用于控制晾衣架的升降和伸缩，通信模块用于与手机或电脑进行数据交互，控制模块则负责整个系统的逻辑控制。
二、硬件连接在硬件连接方面，我们可以使用Arduino开发板作为控制核心，通过各种传感器（如温湿度传感器、光敏传感器等）和执行器（如电机、舵机等）与Arduino进行连接。
同时，可以通过蓝牙或Wi-Fi模块实现与手机或电脑的通信。
三、软件编程在软件编程方面，我们可以使用Arduino IDE进行编程开发。
通过编写相应的程序代码，实现传感器数据的采集与处理、执行器的控制以及通信模块的数据传输等功能。
同时，可以借助一些开源库来简化开发过程，提高开发效率。
四、功能实现通过以上设计与实现，我们可以实现智能晾衣架控制系统的以下功能：温湿度监测：通过温湿度传感器实时监测环境温湿度，并根据设定值控制晾衣架的升降高度。
光照控制：通过光敏传感器检测光照强度，自动调节晾衣架的伸缩长度，避免阳光直射。
远程控制：通过手机App或电脑端界面，实现远程监控和控制晾衣架的状态，随时随地管理家庭衣物。
智能调度：根据用户习惯和需求，自动调整晾衣架的工作模式，提高用户体验。
五、总结基于Arduino的智能晾衣架控制系统设计与实现，不仅可以提升家居生活的便利性和舒适性，还可以体现物联网技术在日常生活中的应用潜力。
未来随着技术的不断发展和完善，智能家居将会成为人们生活中不可或缺的一部分。
希望本文对您了解基于Arduino的智能晾衣架控制系统设计与实现有所帮助！如果您对该领域感兴趣，不妨动手尝试一下，打造属于自己的智能家居系统吧！。
智能晾衣系统的设计与控制研究
智能晾衣系统的设计与控制研究智能晾衣系统是一种基于现代技术的智能家居设备，它可以帮助人们更便捷地晾晒衣物并提高晾晒效果。
本文将对智能晾衣系统的设计与控制进行研究，并探讨其应用前景。
一、智能晾衣系统的设计原理智能晾衣系统的设计原理基于传感技术和自动控制技术。
传感器可以感知到环境中的湿度、温度等信息，通过对这些信息的分析，系统可以自动判断是否适合晾晒衣物，并采取相应的控制措施。
晾衣系统通常由晾衣架、传感器、控制器和用户界面组成。
晾衣架是智能晾衣系统的核心部件，它采用可折叠设计，能够适应不同形状和尺寸的衣物。
晾衣架上配备有传感器，能够感知衣物的重量和湿度等信息。
控制器接收传感器的数据，并根据预设的晾衣规则，控制晾衣架的展开、折叠、旋转等动作，以达到最佳的晾晒效果。
用户界面通过显示屏和按键等方式，提供给用户操作晾衣系统的界面。
二、智能晾衣系统的控制方式智能晾衣系统可以通过多种方式进行控制，包括手动控制、定时控制和自动控制。
手动控制是最基础的方式，用户可以通过按键或移动控制杆等手动操作晾衣系统。
用户可以根据需求，调整晾衣架的高度、角度以及旋转方向，以适应衣物的晾晒。
定时控制是通过预设的时间参数来控制晾衣系统的运行。
用户可以根据不同的气候条件和衣物类型，设置晾衣系统的开启和关闭时间，以确保衣物能够在合适的时间内晾干。
自动控制是智能晾衣系统最关键的功能之一。
传感器感知到环境中的湿度、温度等信息后，晾衣系统会根据这些数据进行自动判断和控制。
当湿度适宜时，晾衣系统会自动展开并开始晾衣。
一旦湿度过大或雨天来临，系统会自动折叠并停止晾衣，以保护衣物免受潮湿或雨水侵害。
自动控制可以实现晾衣系统的智能化，并提高晾衣效果。
三、智能晾衣系统的应用前景随着智能家居技术的不断发展，智能晾衣系统正在成为人们家庭生活的一部分。
它将带来以下的应用前景。
1. 提高生活质量：智能晾衣系统的使用使得晾晒衣物更加便捷高效。
人们不再需要花费大量时间等待衣物晾干，可以更好地安排和分配时间，提高生活质量。
智能晾衣架的设计与实现
智能晾衣架的设计与实现摘要随着社会的不断进展和进步，智能化的产品在不断的涌入我们的家庭生活，给人们的生活起居带来便利，但是晾衣工具还是处于比较原始的层次几乎没有什么改变，渐渐与我们的生活脱节。
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，当天气改变时不能准时将衣物收回。
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推断晾衣架是否要收回。
当空气中的相对湿度超过设定值（认为要下雨或者已经下雨）或光线变暗到一定值（认为已经天黑）时，系统会发出报警提示仆人收衣服并延时，无人应答后系统会自动发出脉冲号给电机，从而控制机械部分自动收回晾衣架。
关键词：智能AT89S52 DHT11AbstractWith the constant development and social progress, intelligent products in thecontinuous influx ofour family life, to the people's daily life more convenient, but airing tool or in a primitive level almost nochange, gradually and our life away. For now the city where most people are busy with their work everyday, hardly ever at home, when weather changes will be unable to recover. About this question, theintelligent clothes hanger system is studied, using the DHT11 temperature and humidity sensor, 5547photosensitive resistance signals transmitted to the system processing core chip AT89S52, according tothe time of the temperature and humidity and light intensity to judge whether to take back the clotheshanger. When the air relative humidity exceeds a set value ( think it's going to rain or rain ) or the dark toa certain value ( that had been dark ), the system will send out alarm host received clothes and delay, noresponse after the system will automatically send a pulsesignal to a stepping motor, so as to control themechanical parts automatically retract the clothes hanger.Key AT89S52 DHT11目录前言现在人们的糊口追求个性化、自动化，家装要求的档次愈来愈高，糊口家居兽性化、智能化的要求使智能控制技术在智能家居电子产品中获得了广泛的使用，它不仅优化了人们的糊口体式格局和居住情况，并且便利了人们有效的安排时间和节省各种能源。
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晾衣架智能控制的研究与实现
作者：林舜杰
来源：《电子技术与软件工程》2016年第13期
摘要本文通过对晾衣架的智能控制技术进行研究，设计了一种运用传感器技术和单片机技术制作的简易装置实现晾衣架智能化控制的方法，使晾衣架能根据天气变化情况调整机械状态确保衣物在较好环境下晾晒。
【关键词】晾衣架智能控制传感器单片机
随着社会的快速发展，各种高科技产品已经进入到人们的生活中，给人们的衣食住行带来极大便利，而智能家居更是日益普及。
目前市面上有自动升降晾衣架，有自动伸缩晾衣架，但大多需半手动控制。
本文介绍了一种基于传感器技术和单片机技术实现智能控制晾衣架的方法，介绍了在晾衣架的应用中，如何实现智能控制，以应对各种天气突变情况，在不需要人工操作的情况下，随着天气变化，智能控制晾晒的衣物，保证晴天条件下正常晾晒，在雨天不被淋湿，在大风天气不被风吹走。
1 机械装置结构分析
普通的晾衣架通常只有简单的机械机构，为搭建适合电器设备实现智能控制的条件，要先对晾衣架的结构进行改造。
晾衣杆为表面光滑的金属杆体，在晾衣杆上面拴上一定适当大小的金属圆环，晾衣杆与圆环摩擦力较小，圆环下方可悬挂衣物。
回收衣服时，步进电机逆时针旋转（反转）并通过上方细钢绳拉动最右边圆环向左移动，逐渐靠拢其他衣物，直至所有衣物回收至避雨区，此过程下方钢绳处于释放状态。
恢复晾晒状态时，步进电机顺时针旋转（正转）通过圆环下方钢绳与定滑轮，拉动最右边圆环向右移动，因圆环间有钢绳相连，所以衣物也随着圆环被逐渐拉开而展开晾晒。
2 控制电路研究与设计
根据功能要求，电路的设计包括控制电路、传感器电路、电机驱动电路。
传感器电路包括雨滴传感器电路、风力传感器电路和光敏传感器电路，整体的电路原理图如图2。
2.1 控制电路设计
主控电路采用宏晶科技公司生产的新一代8051单片机STC12C5A60S2，更高速、功耗更低，且保密性更强，抗干扰能力也更好。
外接5V电源、时钟电路、复位电路单片机正常工作，P0端推挽输出需外接上拉电阻，运行时保持扫描外接传感器电路端口，根根命令驱动步进电机执行功能操作。
下雨或者强风时步进电机动作回收衣物到避雨避风区，在扫描到传感器电路恢复为起始状态时，步进电机动作使衣物恢复晾晒状态。
2.2 传感器电路设计
电路要感知天气的变化情况，需要用到两种类型传感器设备，按照功能要求，传感器电路包括雨滴传感器电路、风力感应电路。
为确保单片机掉电后能判断晾衣杆状态，可设计一个光敏传感器电路。
雨滴传感器电路可使用一个面积6×6cm2的短接感应板，板上两个触点，A触点串联10K 电阻接到5V电源正极，同时也连接到电压比较器，B触电接电源负极。
晴朗天气时，A触点电压高于电压比较器基准电压端，电压比较器输出高电平给单片机。
当感应到雨水时，板上的触点被短接，使电压比较器输出低电平。
天气阴转晴时，短接感应板雨水被风干，A触电恢复到+5V，此时电压比较器输出高电平到单片机。
风力感应电路由三个半径2cm半球空心扇叶（扇叶间角度120°）、一个直流发电机、电流放大电路和电压比较电路构成。
衣物正常晾晒状态下，若风力较小时，扇叶转动较慢，发电机输出电流较小，此时电压比较器输出低电平给单片机。
当风力强度较大时，发电机输出电流通过放大电路进行电流放大，并把电流变化转换为电压变化送入电压比较电路，电压比较电路输出高电平到单片机。
光敏传感器电路中光敏电阻被最右边圆环带的遮光小板挡住时，阻值较大，通过电压比较器向单片机发送高电平信号，没被遮光小板挡住时通过电压比较器向单片机发出低电平。
2.3 电机驱动电路
考虑到单片机I/O最大驱动电流20mA，无法直接驱动选型的步进电机工作，可先用
L298N驱动芯片进行电流放大，再送给高频大功率开关管2SC5706基极。
2SC5706能承受最高50V电压，最大工作电流5A，最大输出功率15W，响应频率50KHz，能满足单片机的脉冲响应频率要求。
工作时，集电极电压24V，作为两相四线电机驱动芯片，能满足驱动步进电机正常工作的需要。
2.4 步进电机的选用
步进电机在电机应用上能更快速地改变状态与转速，根据普通家庭晾晒衣服的重量情况，选用一种市面上有售的大力矩混合式步进电机。
电机两相四线，步距角1.8°，最大电流5A，输出力矩可达8N·m，满足晾衣杆速度与拉力要求。
3 控制程序设计
步进电机采用两相四拍工作方式：A-B- A'- B'-A-...... 。
通过单片机P1.0-P1.5个端口控制，P1.4、P1.5控制L298N芯片使能端，把控制步进电机正反转的脉冲以十六进制数进行数组定义，例如正转：
unsigned char code Z_Rotation[8]={0x38，0x34，0x32，0x31}；
单片机上电后对端口进行初始化设置后，开始判断光敏传感器电路端口的电平状态，若为低电平则向电机驱动电路发送脉冲信号，并保持扫描该端口信号，直至扫描到该端口为高电平时停止发送脉冲信号，此时晾衣杆衣物处于晾晒状态。
之后单片机开始扫描雨滴传感器电路和风力感应电路端口信号，若扫描到雨滴传感器端口为低电平，判断光敏传感器端口是否为低电平，是的话向驱动电路发送反转脉冲，并延时停止，衣物回收到避雨区，每隔10min扫描该端口状态，高电平时向驱动电路发送正转脉冲，延时停止。
若单片机扫描风力感应电路端口信号为高电平延时30s再次判断，确定强风持续的时间超过30s，判断光敏传感器电路端口状态，若为高电平则向驱动电路发送反转脉冲。
此后，单片机每隔10min扫描该端口信号，若扫描到端口为低电平，延时30s再次判断为低电平时，则向驱动电路发出正转脉冲，延时停止。
从而实现晾衣架的智能控制。
参考文献
[1]黄超，刘婷，谢印庆.基于STC12C5A60S2多功能通信开发板设计[J].现代电子技术，2014，37（05）：152-155.
[2]孙传有，孙小斌.感测技术基础[M]北京：电子工业出版社，2006.
[3]高琴，刘淑聪，彭宏伟.步进电机控制系统的设计及应用[J].制造业自动化，2011，34（01）：150-152.
[4]孟武胜，李亮.基于AT89C52单片机的步进电机控制系统设计[J].微电机，2007，40（03）：64-66.
作者简介
林舜杰，男，广东省潮州市人。
硕士学位。
现为广东创新科技职业学院教师。
作者单位
广东创新科技职业学院广东省东莞市 523960。