智能感应晾衣架的设计原理与可行性分析

【摘 要】本设计以提升生活品味为出发点，来切实保障居民生活的便捷。采用AT89S52单片机作为主控核，对温湿度传感器、光敏传感器、雨水检测器等模块所采集到的信息进行综合加工与处理，从而控制电机的开启与制动，实现衣服的自动晾晒与回收。该产品中各类传感器反应时间均少于1秒，收衣时间不超过5秒，雨前预告准确率超过98%。同时该产品具有成本低、组装方便、能耗少、体积小的优点，市场前景广阔。

【关键词】单片机；传感器；实时监测；自动控制

0 引言

目前，我国城镇居民晾晒衣服大多采用传统类型的晾衣架。此类型的晾衣架因生产厂家的不同，在机械结构上略有差别，没有融入电子技术，不具备智能化功能，给人们的生活带来了很大的不便，同时遇到突发的恶劣天气，会造成一定的经济损失。本文中，我们设计了嵌入式智能晾衣架，通过对户外晾衣环境的全方位监控与准确判断，实现智能化调节，可以给用户的生活带来极大的便利。该系统中，自动控制模式下的传感器将采集到的天气状况传给微处理器，经微处理器综合分析，如果湿度、温度、光照强度同时满足预设条件，晾衣架自动舒张。反之，晾衣架自动收缩。

1 设计思想

智能感应晾衣架能根据户外环境的变化，瞬时调节电机的正、反转，以实现自动晾收衣服的功能。温湿度传感器模块、光敏传感器模块实时检测温度、湿度和光照的变化，对外界的天气状况进行采集；而雨水检测板是在光照及湿度变化不大，但可能要下雨时就会自动开启，以弥补以上功能的不足[1]。湿度传感器主要完成湿度检测的功能，同时配合光敏传感器的检测将采集到的信息提供给单片机，而单片机对温湿传感器、光敏传感器、雨水检测等模块所采集到的环境等信息进行综合处理和运算，进而输出控制信号来实现电机的转动与停止[2]。

2 关键技术

由于电机转速不稳定，车轮在行驶过程中时快时慢。为了工作稳定，定时系统的设计不能采用固定的即时长度，而要随转速改变而同步改变[3]。在设计中，我们加入了红外光来完成对转速的检测，并通过一定算法得到实时运行长度。

3 产品组件

控制器模块采用AT89S52单片机[4]；驱动采用KC-105电机驱动模块；光敏传感器采用的是HL504HY型；雨水传感器采用高品质FR-04双面材料；湿度传感器模块采用的是DHT11型[5]，产品实物如图1所示。

4 测试数据

5 结束语

本系统的主要关键技术是通过各类自主设计的廉价传感器对外界的天气状况进行实时采集，得出的数据再送入嵌入式微处理器进行加工运算，以控制电机工作，实现对晾衣杆的实时控制。

在节能方面，本晾衣架能使所晾衣物充分接受阳光照射，相比目前市面上带烘干功能的洗衣机而言非常节能。由此可见智能晾衣架的市场前景十分广阔。此外，本产品成本较低，传感器模块均为自制，总成本约为5元，电机单价约为25元，总计成本约为60元。本产品性价比高、功能强、适应范围广、市场竞争力强，因此有很好的市场发展潜力，经济效益可观。

经过调整测试分析，整个系统能够平稳正常运行，各传感器反应时间少于1秒，收晾衣时间少于5s，衣服晾干预告准确度不低于98%。本系统相比于市面上的产品有显著的技术优势，功能强大，功耗更低。工作时间可由用户自行设定，其它时间晾衣杆自动收回，操作简单、方便。自制的传感器不仅灵敏度高，而且成本低，体积小，有利于市场推广。

【参考文献】

[1]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].3版.北京：高等教育出版社，2005.

[2]谭浩强.C程序设计[M].3版.北京：清华大学出版社，2012.

[3]郭天祥.51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2013.

[4]余孟尝.数字电子技术基础简明教程[M].3版.北京：高等教育出版社，2012.

[5]孟立凡，蓝金辉.传感器原理与应用[M].2版.北京：电子工业出版社，2011.