智能晒衣杆系统设计

图 1 系统设计方案图
图 3 系统主控电路及接口
图 2 晒衣杆外部结构原理图
图 4 SIM800 外部引脚接口图 2019 年 04 月 /Apr.2019 14
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三极管以及光敏电阻等，这些器件都有一个共同的特性， 那就是能够根据外部光照强度进行信号的输出。设计中 采用线性度较好的光敏电阻作为系统的光照强度传感器， 设计电路如图 ６ 所示。
摘要：设计一款智能晒衣架，该智能晒衣架采用 DHT11 温湿度检测模块实现了外部环境温湿度的检测，通过 光敏电阻与电阻分压网络与主控 MCU 内部集成的 10 位 ADC 构成外部光照强度的检测，进而通过步进电机实 现了晒衣杆的自动控制。同时系统采用 GSM 模块以短消息方式实现对晒衣杆的远程控制。 关键词：智能晒衣架 ；DHT11；I2C 通讯协议 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｍａｒｔ ｃｌｏｔｈｅｓ ｈａｎｇｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ， ｗｈｉｃｈ ａｄｏｐｔｓ ＤＨＴ１１ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ １０－ｂｉｔ ＡＤＣ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏ－ｒｅｓｉｓｔｏｒ ａｎｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｖｉｄｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ＭＣＵ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｏｔｈｅｓ ｈａｎｇｅｒ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｓｔｅｐｐｉｎｇ ｍｏｔｏｒ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｓ ＧＳＭ ｍｏｄｕｌｅ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｌｏｔｈｅｓ ｈａｎｇｅｒ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｈｏｒｔ ｍｅｓｓａｇｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｃｌｏｔｈｅｓ ｈａｎｇｅｒ； ＤＨＴ１１；Ｉ２Ｃ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃａｌ
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智能晒衣杆系统设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ Ｓｍａｒｔ Ｃｌｏｔｈｅｓ Ｈａｎｇｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ
李志远 1 汪华斌 2 曾 志 2 罗中良 2 （1. 惠州市仲恺高新区项目管理运营有限公司 惠州 516009） （2. 惠州学院 电子信息与电气工程学院 惠州 516007）
13 日用电器 /Electrical Appliances
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户的外观形状，设计了晾衣杆外部结构如图 ２ 所示。 由于传感器是需要实时检测外部环境参数的，因此
需要时刻放置于室外，同时设计中采用步进电机与两行 程开关进行位置控制，保证晒衣的安全，避免步进电机 开环控制导致的系统故障，为系统拥有高的可靠性提供 了有力保障。
引言 随着社会的进步，人民的生活水平不断提高，人们 对于很多家居产品要求升级到自动化、智能化和网络化。 智能晾衣架就是针对传统晒衣杆固定在阳台或者窗外可 能遭遇风吹雨淋而进行升级的智能化产品。目前，国内 的智能型晒衣架主要是安装在阳台顶部，通过电路、开 关等控制其收缩或是展开，主要目的还是为了美观以及 避免使用撑衣杆，只能说是利用了机电一体化的控制， 智能程度还是比较低。本问设计的智能晒衣杆是能够根 据外界的天气情况，检测周围环境的温度、湿度以及光 照等，自动调节其收缩或是展开状态。当住户不在家的 时候，还可以通过短信的方式实时监测周围环境，并能 够利用手机直接控制晒衣杆的收缩以及展开。
２ 系统硬件设计 系统中 ＭＣＵ 采用 ５１ 系列单片机，ＧＳＭ 采用串行通 信口，温湿度传感器采用单总线方式。光照强度、伸展 和收起位置采用行程开关、、伸缩杆电机控制等分别与 ＭＣＵ 的 Ｉ／Ｏ 口连接，主要 ＭＣＵ 电路设计图如图 ３ 所示。
２．１ ＧＳＭ 通讯模块与接口电路设计 设计中选用的 ＧＳＭ 模块为 ＳＩＭ８００Ｃ，其引脚功能图 如图 ４ 所示。模块与 ＭＣＵ 接口采用串口通讯方式，即 ＴＸＤ、ＲＸＤ 分别与 ＭＣＵ 的 ＲＸＤ、ＴＸＤ 对应连接。 ２．２ 温湿度检测与接口电路设计 考虑到实际晒衣对温湿度测量精度要求不严格，故 设计中采用选用性价比较好的温湿度集成传感器 ＤＨＴ－ １１ 作为温湿度检测模块，其湿度检测范围为相对湿度 ２０ ％￣９５ ％，温度为 ０￣５０ ℃，传感器与 ＭＣＵ 连接方式 如图 ５ 所示。 ２．３ 环境光照强度检测电路设计 光照强度检测的方式有很多，如光敏二极管、光敏
基金项目：教育部校企协同育人教研教改项目（No. 201802153087，201702081011）, 广东省教育厅高等教育教研教改项，惠州市科 技计划项目（No. 2017C0405021，2017C0401017，2017GSSLD007），惠州学院教学成果培育项目（No. CGPY2017009），2017 校级卓 越人才培养计划项目共同资助。
１ 总体设计方案 结合光照、温湿度、雨水等环境因素对晾衣的影响 和对晒衣的要求，本文设计设计的智能晒衣架功能包括： １）监测下雨情况，确保接收到雨滴的时候能够有足 够的时间将衣物收好； ２）检测并根据环境光照好坏、湿度是否过大等情况 能够自动收起和自动伸出晾晒； ３）具有远程控制功能，满足业主自己根据环境和需 求控制晒衣杆的收起和伸出等。 根据功能需求，系统总体设计方案如图 １ 所示。 系统主要由单片机构成，通过检测外部环境参数进 而实现晒衣架的工作与执行，并能够通过短信进行控制 系统的晒衣杆的收起和伸出，结合我国建筑的阳台或窗