基于单片机的户外型智能晾衣架设计

《基于单片机的户外型智能晾衣架设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于单片机的户外型智能晾衣架设计摘要：针对目前户外晾衣架不能实现自动伸缩的实际，设计了一款基于AT89C52单片机的户外型智能晾衣架，该型晾衣架由一台电机提供动力，由旋转丝杆、圆齿轮、锥齿轮和链条组成传动机构，利用温湿度和光照传感器提供控制信号实现自动伸缩；通过人机对话，实现自动/手动模式切换，考虑停电等特殊情况，增设了手柄使晾衣架仍能正常工作。关键词：智能晾衣架；单片机；自动伸缩中图分类号：TP2738随着科技的快速发展，智能家居作为一种新兴产业已经引起了人们的广泛关注，晾衣架作为智能家居的重要组成部分，已经发展出了一系列的家庭实用化产品并走入千家万户，晾衣架产品种类丰富，其分类方法

2、也不尽相同。从智能化角度来看晾衣架大体上可分为：手动和自动两类，从使用场合来看晾衣架大体上可分为：户内型和户外型两类。虽然传统手动晾衣架的使用仍然较为广泛，但随着人们生活水平的不断提高和智能家居生活理念的广泛传播，对自动化、智能化的晾衣架产品的需求越来越大。据智能晾衣架相关调查报告显示：目前，户内型智能晾衣架已发展的较为完善，而户外型智能晾衣架的发展却相对比较缓慢；但在日常生活中，常常有衣服在户外晾晒却因主人不在家而被雨淋湿的情况，这给人们的日常生活带来了极大的不便，因此，迫切需要设计一款户外型智能晾衣架。为方便人们的日常生活，满足人们的特殊需求，本文设计了一款基于AT89C52单片机

3、的户外型智能晾衣架，该型晾衣架可以在手动和自动两种模式下进行切换。在自动模式下，下雨时，该型晾衣架可将户外晾晒的衣服自动收回，晴天时，可将需晾晒的衣服自动伸出；在手动模式下，可人工控制晾衣架的伸缩；此外，考虑到停电等特殊情况，专门增设手柄以使晾衣架可正常工作。1智能晾衣架的传动机构和工作原理1.1智能晾衣架的传动机构为实现晾衣架的自动伸缩，本文对传统户外推拉式折叠晾衣架进行了改进，设计了可自动伸缩的传动机构。如图1所示，该型智能晾衣架衣架连杆仍然采用菱形可伸缩结构[1，2]，其中菱形连杆一端固定，一端与活动基座相连，两侧的旋转丝杆下端各安装一个圆齿轮，同时左侧旋转丝杆下端还安装有锥齿轮

4、，锥齿轮与电机相连，旋转丝杆上端与手柄相连。通过电机的正反转和锥齿轮的转动带动旋转丝杆转动，从而带动左侧圆齿轮转动，通过链条带动右侧圆齿轮转动，从而实现晾衣架两侧同步伸缩，最终达到晾衣架自动伸缩的目的。图1智能晾衣架结构示意图1.2智能晾衣架的工作原理8本文从实用化角度出发，对该型智能晾衣架进行了更加人性化的设计，设计了自动控制和手动控制两种工作模式，且可自动在自动控制和人工控制两种工作模式之间切换。在自动控制模式下，该型智能晾衣架可以实时感知天气变化，实时控制晾衣架的自动伸缩[3]。当天晴时，通过温湿传感器和光照传感器分别检测户外空气的温度、湿度和光照强度，并将信号传递给单片机，将接

5、收到的信号进行分析之后，单片机发出相应的控制信号驱动电机使晾衣架伸出，当晾衣架完全伸出时，接近开关动作并将信号传递给单片机，使晾衣架停止继续伸出，从而达到晴天自动晒衣的功能。当下雨时，通过温湿传感器和光照传感器分别检测户外空气的温度、湿度和光照强度，并将信号传递给单片机，将接收到的信号进行分析之后，单片机发出相应的控制信号驱动电机使晾衣架收回，当晾衣架完全收回时，接近开关动作并将信号传递给单片机，使晾衣架停止继续收缩，从而达到雨天自动收衣的功能。8在人工控制模式下，通过人机对话，可人工控制晾衣架的伸缩。当用户需要收回衣服时，只需按下收衣按钮，即可将衣服收回；当用户需要晾晒衣服时，只需按

6、下晒衣按钮，即可将衣服伸出晾晒。为使该型晾衣架更加实用化，在设计时特别设计了自动切换功能，若在一定时间内未收到相应的人工控制指令，则该型晾衣架将会自动从人工控制模式切换到自动控制模式。此外，为保护传感器使晾衣架能够正常工作，当晾衣架工作在人工控制模式时，温湿度传感器和光照传感器会自动停止工作，这样既节约了电能，又延长了传感器的使用寿命。2智能晾衣架的硬件电路设计2.1系统供电电源电路设计该型智能晾衣架采用额定电压为DC24V，额定功率为60W的微型直流电机作为晾衣架的动力源，采用ATMEL公司的低电压、高性能的CMOS8位单片机AT89C52作为系统控制的核心控制器。因此，这里需要两路

7、供电电源：一路为直流电机提供DC24V的工作电压，一路为单片机提供DC5V的工作电压。DC24V电源电路采用变压器降压并通过整流桥整流，然后进行稳压、滤波，最后得到24V的直流电压。DC5V电源通过设计DC24V-DC5V的电压变换电路，为单片机提供正常稳定的工作电压。本电源电路设计通过一个变压器和一个电压变换电路，分别为电机和单片机提供电压，而未采用两个变压器分别向电机和单片机提供工作电源的设计方案（变压器成本较高），这种电路设计的好处在于：