基于單片機控制的智能晾衣架控制系統的設計

摘要：文章主要介紹了一種智能晾衣架系統。它是一種能自動識別晴天、陰雨和夜晚，自動計算太陽光線角度，并根據太陽光線旋轉，使衣物接收到最大太陽光線的新型智能晾衣架。它具有下雨提示功能。當室外有雨點時，衣架能自動收回，同時還具有防止衣物暴曬功能。當炎熱夏季陽光過強時，衣架自動收回，保護衣物。

0 引言

面對多變的天氣，家庭主婦們每天晾曬衣物的時候都感到很困惑，到底是放室內還是放室外呢?因為要上班，可能更多的家庭會選擇把衣物放在室內陽臺晾曬，隨之帶來的問題就是衣物晾曬程度不一，空間受到限制。如果碰到陰天或雨天，衣服要好多天才會晾干。現在市面上出現了很多智能晾衣架，大多數都是放在室內，主要解決了操作方便和空間的問題，但是仍然不能達到晾曬衣物均勻的目的。本設計中的智能晾衣架安裝在陽臺外面，根據光照傳感器和濕度傳感器的參數來決定衣架的收與放，無論天氣什么情況，它能很好的使衣物均勻晾干且具有下雨提示功能。

1 組成

本課題研究的智能晾衣架系統是以單片機為核心，通過濕度傳感器和光照傳感器檢測天氣情況。濕度傳感器與光照傳感器分別安裝在衣架的兩側，用來檢測天氣的變化情況;衣架頂端與前端安裝太陽能電池板，可以充分吸收太陽能。本文所研究的控制系統主要有單片機、光照傳感器、濕度傳感器、位置傳感器組成。

1.1 單片機

本控制系統的核心控制元件采用AT89C52，具有簡單的編程和外圍電路，價格便宜且可靠性高。它是一個低電壓、高性能的8位單片機，片內含8kb字節的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256字節的隨機存取數據存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。

1.2 光照傳感器

本設計中的光照傳感器采用光敏電阻。當時間不同，光照強度也不同時，光敏電阻的阻值會跟隨變化。光照強度越強，光敏電阻反而越小;光照強度越弱，光敏電阻反而越大。當天氣晴朗時，衣架受到太陽光不同程度的照射，將引起光敏電阻的變化，此變化產生的模擬信號將通過模數轉換器轉變為直觀的數字信號，最后通過單片機AT89C52進行處理后通過液晶屏直接顯示出來。本設計電路結構簡單、成本相對較低且實用性較強。

1.3 濕度傳感器

本設計中的濕度傳感器采用濕敏電阻。該濕度傳感器主要具有濕度檢測、信號轉換、伸縮等功能。首先，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻值將發生變化，利用這一特性即可測量出濕度;其次，測量出的濕度信號將通過單片機AT89C52進行信號轉換與輸送;最后將轉換的信號傳送給單相異步電動機伸縮系統。該系統根據大氣的濕度來控制電動機帶動車輪向室內。當室外下雨時，濕度傳感器檢測到環境濕度增大，不適合衣物晾曬，向單片機傳送“下雨”信號，單片機收到信號后，發出相應的指令控制電機反轉，將衣架收回。

1.4 位置傳感器

本設計中位置傳感器能感受被測物的位置并轉換成可用輸出信號的傳感器。其主要功能是：位置手動伸開、收回按鈕可以人為地控制晾衣架的伸縮。當晾衣架伸開到位后，太陽能發電裝置打開，衣架收回完畢后關閉。

2 工作原理

當天氣晴朗時，光照傳感器吸收到太陽光的能量，將晴天信號傳送給單片機，單片機將采集到的光照信號傳送給單相異步電動機，促使電動機正轉，衣架跟隨電動機正轉而伸展開來，此時衣架上的衣服將直接接受到太陽光的照射而慢慢晾干。當室外下雨時，濕度傳感器接收到一定的濕度，將濕度信號傳送給單片機，單片機將采集到的濕度信號傳送給單相異步電動機，促使電動機反轉，衣架跟隨電動機反轉而收縮，此時衣架上的衣服將被藏在衣架里面而不被雨淋。

3 關鍵問題

本項目采用理論分析、仿真實驗、實驗環境下單元模塊研發、綜合模塊研發等方法。通過理論分析和研究設計出一套可行方案。將任務分配為幾個單元模塊，每組完成單元模塊在實驗環境下的設計工作，在此過程中為節省成本可先進行仿真實驗。各單元模塊達到相應性能后再進行綜合模塊的研發，使得在實驗環境下能完成預設定功能。通過強化終端所處的各種實際環境，模擬終端在實際工作中工作情況，以確保終端長期穩定性、測量準確性和執行可靠性。在現場采用各種惡劣環境和突發狀況試驗模擬各種工況，與室內的理論研究成果進行對比，最后在實際工程中驗證其可行性并指導實際工程設計、施工。

4 結束語

本課題研究的智能晾衣架，利用陽光以及風力晾干，既可以快速地把衣服晾干，又可避免在陽臺內風干時對居室的影響，還可以對衣物消毒殺菌，有益于用戶的身體健康，并有一些人性化的設計，可以在衣服干后將衣物收回，也可在下雨或傍晚陽光微弱時將衣服收回。該衣架屬于新興產品，實現規模化生產、產品投入市場后，每套衣架的價格約在1500元左右，隨著產能逐年提高和電子元器件價格的下降，經濟指標將逐年提升。