基于单片机的智能晾衣架的设计

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摘要：1 概述 随着我国经济和科技水平的发展，物联网技术的发展，人们对生活要求随之越来越高，高效便捷的生活方式生活中各类智能家居产品随之应运而生。而各种类型的传感器设备的精

1 概述

随着我国经济和科技水平的发展，物联网技术的发展，人们对生活要求随之越来越高，高效便捷的生活方式生活中各类智能家居产品随之应运而生。而各种类型的传感器设备的精度不断提升，随时随地对环境信息进行精确采集已经非常方便。

目前，在我们的生活中，晾晒衣物大都使用传统类型的机械晾衣架。传统的晾衣架只是在机械结构上略有差距，但是没有实现智能化。不具备应对气象环境变化的能力。当天气突变时，人们如果不及时从晾衣架上收回衣物，晾晒效果就会收到影响。智能衣架通过Arduino 单片机系统与其他的多种传感器及时了解周边环境，通过对复杂多变的天气环境感应，并且做出相应的反映，从而解决衣物在不同气候环境下的晾晒问题，操作方便，功能齐全，能满足各类人群在生活中的需求，在未来有着良好而广阔的市场前景。

南宁春天长期天气潮湿阴冷，阴雨潮湿天气可长达15 天，晾晒的衣物如果处理不及时容易发霉，针对此特点，设计出了一款功能齐全，可感知天气变化的智能衣架。智能晒衣架可分为普通模式和智能模式，普通模式与普通晒衣架一样仅实现晒衣干功能。智能模式又分为手动与自动两种控制模式，手动智能能模式可人为控制智能晒衣架的智能晒衣架的伸缩、帘子开合功能。

2 智能晾衣架的设计

2.1 主要架构

晾衣架由感知系统，驱动系统，控制系统和烘干系统四个部分组成

2.1.1 晾衣架的感知系统

感知系统主要由光热。雨滴传感器和湿度传感器组成，负责收集外部信息提供给控制系统。

2.1.2 晾衣架的驱动系统

驱动系统主要是向晾衣架提供动力的装置，本晾衣架采用电力驱动的电动机，响影速度快，驱动力大，并且能灵活控制。

2.1.3 晾衣架的控制系统

控制系统的芯片可以根据传感器收集到的天气信息，判读当前天气变化情况反馈给控制器，实现对晾衣架的控制。

2.1.4 晾衣架的烘干系统

烘干系统可以根据控制系统收集到的信息，开启烘干设备，门帘降下，晾衣架四周环形成密闭空间，增大空气对流，实现对衣物的烘干加热。

智能晾衣架的运行流程方框图如图1 所示：

图1 智能衣架运行流程图

2.2 工作原理

智能晾衣架以单片机作为控制芯片，实现晾衣架的自动控制。当天气为晴天，光照强度高于预先设定值时，热光传感器发生感应，单片机接受到晾衣的信号，发出指令控制晾衣架电机正转，带动晾衣架卷帘门升起、晾衣架伸出，达到晾晒衣物的目的；当天气突变，晾衣架雨滴传感器读取到雨量大于预设值时，单片机接收到收衣的信号，同时发出指令控制晾衣架电机反转，带动晾衣架收回、控制卷帘门关闭，实现在复杂天气下保护衣物的目的。考虑到南方常见的潮湿天气，我们团队根据南宁本地天气环境进行定制，系统加入湿度感应功能，晾衣架湿度传感器感应到湿度长时间高于预先设定值时，单片机也会接收到收衣信号，控制晾衣机收回，门帘关闭，开启晾衣架烘干机。此外，由于室外天气环境复杂，晾衣架有时无法做出最合适的反应，用户可通过手机app 手动控制晾衣架整个系统。按键对应自动控制，手动控制，晾衣架伸出，晾衣架收回，卷帘门开启，卷帘门关闭，烘干机开启，烘干机关闭等功能，当用户按下相应的按键，可以直接控制晾衣架的运行状态。同时晾衣架的手机app 会对当前系统进程进行显示，方便用户在使用过程中清楚的了解到晾衣架当前的运行状态。在停电的情况下，本产品只能实现普通晾衣架各项功能，无法进行智能控制，但是可以手动操作。

3 电路设计

3.1 主电路

根据控制系统的工作过程，以一台Arduino 单片机作为该控制系统的控制器，运用Arduino Mega2560 主控板。

当温湿度传感器和雨滴传感器感应到天气不适合晾晒衣物，传感器发出指令，输出低电平，继电器线圈通电，接通电源带动晾衣架电机反转，晾衣架收回，门帘关闭。直到晾衣架位置继电器响应，发出停止指令，继电器断电，晾衣架停止工作。当光照温度传感器感觉光照强度足够，传感器发出指令，持续输出低电平，继电器启动，1min 后（避开各类杂光对光照传感器的干扰，造成晾衣架误动），继电器线圈通电，接通电源带动电机正转，门帘打开，晾衣架伸出。

文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2021/0310/1193.html

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