基于单片机控制的智能晾衣架控制系统的设计

摘要：文章主要介绍了一种智能晾衣架系统。它是一种能自动识别晴天、阴雨和夜晚，自动计算太阳光线角度，并根据太阳光线旋转，使衣物接收到最大太阳光线的新型智能晾衣架。它具有下雨提示功能。当室外有雨点时，衣架能自动收回，同时还具有防止衣物暴晒功能。当炎热夏季阳光过强时，衣架自动收回，保护衣物。

0 引言

面对多变的天气，家庭主妇们每天晾晒衣物的时候都感到很困惑，到底是放室内还是放室外呢?因为要上班，可能更多的家庭会选择把衣物放在室内阳台晾晒，随之带来的问题就是衣物晾晒程度不一，空间受到限制。如果碰到阴天或雨天，衣服要好多天才会晾干。现在市面上出现了很多智能晾衣架，大多数都是放在室内，主要解决了操作方便和空间的问题，但是仍然不能达到晾晒衣物均匀的目的。本设计中的智能晾衣架安装在阳台外面，根据光照传感器和湿度传感器的参数来决定衣架的收与放，无论天气什么情况，它能很好的使衣物均匀晾干且具有下雨提示功能。

1 组成

本课题研究的智能晾衣架系统是以单片机为核心，通过湿度传感器和光照传感器检测天气情况。湿度传感器与光照传感器分别安装在衣架的两侧，用来检测天气的变化情况;衣架顶端与前端安装太阳能电池板，可以充分吸收太阳能。本文所研究的控制系统主要有单片机、光照传感器、湿度传感器、位置传感器组成。

1.1 单片机

本控制系统的核心控制元件采用AT89C52，具有简单的编程和外围电路，价格便宜且可靠性高。它是一个低电压、高性能的8位单片机，片内含8kb字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256字节的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。

1.2 光照传感器

本设计中的光照传感器采用光敏电阻。当时间不同，光照强度也不同时，光敏电阻的阻值会跟随变化。光照强度越强，光敏电阻反而越小;光照强度越弱，光敏电阻反而越大。当天气晴朗时，衣架受到太阳光不同程度的照射，将引起光敏电阻的变化，此变化产生的模拟信号将通过模数转换器转变为直观的数字信号，最后通过单片机AT89C52进行处理后通过液晶屏直接显示出来。本设计电路结构简单、成本相对较低且实用性较强。

1.3 湿度传感器

本设计中的湿度传感器采用湿敏电阻。该湿度传感器主要具有湿度检测、信号转换、伸缩等功能。首先，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻值将发生变化，利用这一特性即可测量出湿度;其次，测量出的湿度信号将通过单片机AT89C52进行信号转换与输送;最后将转换的信号传送给单相异步电动机伸缩系统。该系统根据大气的湿度来控制电动机带动车轮向室内。当室外下雨时，湿度传感器检测到环境湿度增大，不适合衣物晾晒，向单片机传送“下雨”信号，单片机收到信号后，发出相应的指令控制电机反转，将衣架收回。

1.4 位置传感器

本设计中位置传感器能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器。其主要功能是：位置手动伸开、收回按钮可以人为地控制晾衣架的伸缩。当晾衣架伸开到位后，太阳能发电装置打开，衣架收回完毕后关闭。

2 工作原理

当天气晴朗时，光照传感器吸收到太阳光的能量，将晴天信号传送给单片机，单片机将采集到的光照信号传送给单相异步电动机，促使电动机正转，衣架跟随电动机正转而伸展开来，此时衣架上的衣服将直接接受到太阳光的照射而慢慢晾干。当室外下雨时，湿度传感器接收到一定的湿度，将湿度信号传送给单片机，单片机将采集到的湿度信号传送给单相异步电动机，促使电动机反转，衣架跟随电动机反转而收缩，此时衣架上的衣服将被藏在衣架里面而不被雨淋。

3 关键问题

本项目采用理论分析、仿真实验、实验环境下单元模块研发、综合模块研发等方法。通过理论分析和研究设计出一套可行方案。将任务分配为几个单元模块，每组完成单元模块在实验环境下的设计工作，在此过程中为节省成本可先进行仿真实验。各单元模块达到相应性能后再进行综合模块的研发，使得在实验环境下能完成预设定功能。通过强化终端所处的各种实际环境，模拟终端在实际工作中工作情况，以确保终端长期稳定性、测量准确性和执行可靠性。在现场采用各种恶劣环境和突发状况试验模拟各种工况，与室内的理论研究成果进行对比，最后在实际工程中验证其可行性并指导实际工程设计、施工。

4 结束语

本课题研究的智能晾衣架，利用阳光以及风力晾干，既可以快速地把衣服晾干，又可避免在阳台内风干时对居室的影响，还可以对衣物消毒杀菌，有益于用户的身体健康，并有一些人性化的设计，可以在衣服干后将衣物收回，也可在下雨或傍晚阳光微弱时将衣服收回。该衣架属于新兴产品，实现规模化生产、产品投入市场后，每套衣架的价格约在1500元左右，随着产能逐年提高和电子元器件价格的下降，经济指标将逐年提升。