基于单片机的的智能晾衣系统设计学 院： 专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称）二 年 月摘 要随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，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应用，伴随着智能家居的快速发展，晾衣工具的智能化发展明显落后与其他家用器具智能化发展之后，现在己经引起社会的很大关注。本论文为了把握市场动态，顺应时代主题，设计并实现了智能晾衣架系统。采用单片机进行采集光照、雨滴两个外部天气信号，并通过单片机控制旋转衣架，旋转衣架通过步进电机进行调节，当外部天晴，且无雨时，将衣架转出，晾晒衣物；当下雨或者没有阳光时，转回室内，防止被雨打湿，或者天已黑。其中光照传感器采用光敏电阻，雨滴传感器采用LY-69雨滴检测传感器，控制硬件采用步进电机，按键电路设定光照和雨滴的阈值，5110液晶显示感测量和设定值，及工作状态。通过设计和实验调试完成了基于单片机的智能晾衣系统。关键词：智能晾衣；光照；雨滴；单片机Design of intelligentclothessystem based on MCU（英文姓名）AbstractWith the development of socio-economic level, peoples lives are now seeking personalized, automated, fast-paced pursuit, the pursuit of fun lifestyle, more and more high-end home improvement requirements, life at home humane, intelligent control requirements make intelligent smart home technology has been widely used in electronic products, along with the rapid development of intelligent home and intelligent development tools significantly behind laundry after the development of intelligent appliances and other household now has aroused great concern in society. In this paper, in order to grasp the market, adapt to the times theme, design and implementation of intelligent systems racks.MCU collected light, Raindrop two external weather signals and MCU control via rotating racks, hangers be adjusted by rotating the stepper motor, when the external sunny and no rain, it will turn out racks, drying clothes; when it rains or when there is no sunlight, back to the room, to prevent rain wet, or it was dark. Light sensor which photoresistor, rain sensor LY-69 raindrop sensor, stepper motor control hardware, lighting and raindrops key circuit set thresholds 5110 LCD sense measure and set values, and work status.Through the design and commissioning of smart laundry experimental system based on single chip.Key words：Intelligent laundry; illumination; raindrop; MCU目 录1 引言51.1 课题研究背景与意义51,2 国内外研究现状51.3 课题研究内容52 基于单片机的的智能晾衣系统的硬件设计62.1 整体设计框图62.2 光照传感器62.3 雨滴传感器72.4 衣架位置传感器82.5 STM32控制器82.6 步进电机驱动电路122.7 液晶显示屏122.8 按键电路133 基于单片机的的智能晾衣系统的软件设计143.1 系统分析143.2 软件算法143.3 软件容错处理154 实验调试155 结论与展望16参考文献17致谢18附页119附页220基于单片机的的智能晾衣系统设计姓名： 学号： 班级：1 引言随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，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应用，它不仅优化人们的生活方式和居住环境，而且方便人们有效地安排时间和节约各种能源，实现了家电、照明、窗帘控制和防盗报警、定时控制及电话远程控制等。伴随着智能家居的快速发展，晾衣工具的智能化发展明显落后与其他家用器具智能化发展之后，现在己经引起社会的很大关注。本论文为了把握市场动态，顺应时代主题，设计并实现了智能晾衣架系统。1.1 课题研究背景与意义基于现在晾衣架发展现状，本设计开发了一种能帮助人们摆脱原始操作的智能晾衣架。本新型晾衣架主要特点在于：可以伸缩，操作简单，占地面积小，美观实尸构优点。同类产品虽有可收缩式的，但属组装而成，操作比较麻烦，而本晾才架只需按下打开按键，衣架杆即可自动伸展开来。同时晾衣架能识别晴雨天气一自动完成收衣服功能的目的。晴雨智能晾衣架能有效地避免在下雨时，衣服无人收起而被雨淋湿;或在天色变晚时，衣架能自动收回，避免衣服在外面过夜。1,2 国内外研究现状在中国各大中城市以及农村普遍是将衣物晾晒于阳台内部或外部，而传统的晾晒衣物方式是阳台内天花板下设置有钢筋挂钩，钩卜通常是挂有竹杆或其它杆体。人们通常习惯于用一支撑杆将衣物支撑到晾衣杆晾晒，这样晾晒衣物费时费力，而且布置钢筋及竹杆与当今现代化建筑结构的阳台也不搭配、有失雅观。另外，家庭通常大都是老人晾衣物，因此，传统的支撑晒衣、收衣不仅是费神费力，而目.容易扭伤筋胃或支撑不顺扎伤人体。正因传统晾晒衣方式有众多的不便，后出现手摇晾衣架，手摇晾衣架改变了支撑晾衣架的传统习惯，同时也给众多家庭带来了更多的方便。但手摇晾衣架需设置多个机械装置和支撑点，同时需多根网线布置来带动其晾衣杆上下升降。由几支撑点及多根网线的布置，手摇式晾衣架给原本漂亮的阳台增添了不美的因素。其次，手摇晾衣架的升降每次都要人工转换接头，目.需要人力摇动慢慢将杆升降，若晾杆承载的衣物重量过大，摇上去既费力又容易伤手。因此，手摇晾衣架虽然改变传统支撑晾衣的不便，但没有彻底改变费神费力的根本状态。人们期望着一种更方便更美观的新型晾衣架的出现。1.3 课题研究内容基于单片机的的智能晾衣系统设计，需要采用单片机作为控制中心，实现自动晾衣的功能，并根据具体情况进行相应的调整，具体性能和指标如下：（1） 智能晾衣杆全自动工作，可实现无人操控（2）晾衣杆只有两个位置，伸出去，缩回来（3）位置检测：晾衣杆伸出去时，到达指定位置能够停下来（4）软件容错处理：晾衣杆伸缩过程中遇到各种障碍，能够通过软件容错处理来停止（5）光敏传感器：天黑时候将衣服收回来，天亮时候或者阳光猛烈的时候伸出去晾晒（6） .雨滴传感器：下雨的时候将衣服收回来（7）参数灵敏度调节（动态设置）：按键+液晶显示（8）供电：5V电源供给单片机、电机2 基于单片机的的智能晾衣系统的硬件设计采用单片机进行采集光照、雨滴两个外部天气信号，并通过单片机控制旋转衣架，旋转衣架通过步进电机进行调节，当外部天晴，且无雨时，将衣架转出，晾晒衣物；当下雨或者没有阳光时，转回室内，防止被雨打湿，或者天已黑。2.1 整体设计框图 控制总体款图如下图2.1所示，通过光照传感器和雨滴传感器感知外部天气的光照和雨滴情况，按键设定光照和雨滴的阈值，衣架位置传感器采集衣架所在位置，最后单片机驱动步进电机，将衣架来回于室内室外。图2.1 总体设计款图2.2 光照传感器为了对外部光照强度的测量，论文采用光敏电阻对光照进行测量，如图2.2.1所示光敏电阻，此光敏电阻是负参数的光敏电阻，也就是说光照增强后电阻阻减小，我们通过实验测量得到光敏电阻的电子变化范围在几百欧姆到几兆欧姆之间变化，当光强度很大时，光敏电阻的阻值可达几百欧姆，当在黑暗的环境中时，测量光敏电阻两端的阻值，可达几兆欧姆的电阻。图 2.2.1 光敏电阻为了实现与光敏电阻的阻值想匹配的电阻，我们采用10K的电阻进行上拉电阻。通常情况下，光敏电阻的阻值在千欧姆上，所以当光照强度很大时，光敏电阻的阻值很小，进行图2.2.2电路后输出的信号就是很小的电压信号；当光照强度很小时，即黑暗情况下，光敏电阻的阻值很大，进行图2.2.2电路后输出的信号就是接近供电电源的电压3.3V。在电压信号输出后，采用104电容进行滤波，已得到更平滑的信号波形，方便单片机对信号的处理，不会因为光照的不稳定，而导致误判。图2.2.2 光照测量电流2.3 雨滴传感器雨滴传感器又叫雨滴检测传感器，用于检测是否下雨及雨量的大小，如图2.3.1所示。雨滴传感器的种类有：（1）根据雨滴冲击能量的变化进行检测；（2）利用静电电容量变化进行检测；（3）利用光亮变化进行检测。本论文采用的图2.3.1雨滴传感器检测雨滴，当雨滴滴到检测极板上时，检测极板的电阻就会发生变化，通过上拉电阻就可以检测极板输出的电压变化。图2.3.1 雨滴传感器如图2.3.3所示的是雨滴传感器的电路图，通过上拉10K电阻将雨滴传感器的电阻变化得到电压变化，最后通过运放实现信号的调理，还有LED的指示可以清楚的了解电路工作情况。图2.3.2 雨滴传感器电路2.4 衣架位置传感器为了识别衣架位置，我们采用红外传感器进行判断衣架的位置，当衣架运动到红外传感器可以检测的范围内时，红外传感器就输出一个变化的信号，通过单片机读取后就知道衣架现在运动到什么位置了。实物图如图2.4.1所示。图2.4.1 红外检测传感器如图2.4.2所示，三极管Q采用9013小功率三极管，单片机通过IO口驱动三极管的b