基于单片机的智能晾衣架系统设计（51+蓝牙版）-设计说明书
电子校园网 编号：
M22018-02C-LW
设计摘要：
本文介绍了一种基于51单片机的智能晾衣架系统设计，该晾衣架系统考虑到：环境温湿度对于衣物的影响，以防止衣物受潮或难以干燥。也考虑到环境风速对晒衣的影响，以防止强风将衣物吹落或损坏。还有就是环境光照对于晾衣架的晾晒操作，以避免夜间或阴天晾晒无效。同时系统还能检测到雨水情况，一旦检测到雨水，晾衣架将停止晾晒操作，以保护衣物不受雨水浸湿。除了上述的智能控制功能，该晾衣架系统还具备自动收回衣物的功能。用户可以通过设定的时间来自动收回晾晒的衣物，方便用户按时取下晾干的衣物。此外，该晾衣架系统还支持蓝牙连接手机，并通过手机实现监控功能。用户可以通过手机App实时监控晾衣架的状态，包括温度、湿度、风速、光照等环境参数的实时数据，以及晾衣架的工作状态。这样，用户可以随时了解晾衣架的情况，方便管理和控制。
总之，该设计的智能晾衣架系统设计考虑了多个环境因素，并实现了智能控制和手机监控功能，为用户提供了更加方便、智能和可靠的晾衣体验。该设计为晾衣架系统的智能化发展提供了一种可行的解决方案。
关键词：单片机；智能晾衣架；智能家居；环境检测
字数：12000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 光照检测模块方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 通讯方式的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 风速检测模块
3.3 雨水检测模块
3.4 ULN2003步进电机模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 环境温湿度检测实物测试
5.3 光照和风速检测实物测试
5.4 设置相关阈值实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2显示检测测试
6.3衣架定时伸缩测试
6.4阈值设置测试
6.5蓝牙控制测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
近年来,随着人们生活水平的提高,生活节奏的加快,科学技术的应用越来越融入到人们的生活之中,"智能化,普遍化,高效化"仿佛一夜之间,成为人们身边不可或缺的名词,人们身边的一切物品都朝着越来越智能,高效的方向发展[1]。人们对于居住环境的舒适度和便捷性要求也越来越高。在日常生活中，晾晒衣物是一个必不可少的任务，然而传统的晾衣方式存在一些不便之处。例如，在天气不好或者没有晾衣架的室内，无法及时晾干衣物；另外，对于一些特殊材质的衣物，需要控制温湿度等环境参数，以免造成损坏。因此，开发一种智能化的晾衣架系统应运而生。
本次设计的智能化的晾衣架系统，通过搭载51单片机和蓝牙技术，实现对环境参数的监测和控制，以及与手机的连接和远程控制。该晾衣架系统考虑了温度、湿度、风速、光照以及雨水等因素，通过智能控制确保衣物能够在合适的环境条件下进行晾晒，提高晾晒效果，并增加用户的便利性和舒适度。
本晾衣架系统的设计可为智能家居领域的发展提供借鉴和参考。智能家居作为未来家居发展的趋势，通过将传统设备与智能技术相结合，可以提升生活品质和舒适度。这一设计以晾衣架为例，展示了如何通过智能化设计和远程控制实现对日常生活中的设备进行升级和改造，为其他智能家居设备的开发提供了指导和经验。
1.2 国内外研究现状
国内研究者致力于智能晾衣架系统的技术探索和实践应用，主要集中在以下几个方面：首先，智能控制技术是国内研究的重点之一。通过传感器技术和物联网技术，国内研究者可以实时监测晾衣环境中的温度、湿度、风速等参数。然后，利用这些数据，他们使用人工智能算法来智能调节晾衣架的运行状态，以提供最佳的晾干效果。
其次，自动化收回技术也是国内研究的一个关注点。国内研究者通过电机、轨道系统等技术手段，使晾衣架具备自动收回的能力。用户可以使用手机应用或遥控器设定时间，在指定的时间晾衣架会自动将衣物收回，提高了使用的便捷性。
此外，国内研究者也强调智能晾衣架系统的远程监控功能。通过手机应用或云平台，用户可以实时监测晾衣架的状态和环境参数，并对晾衣架的行为进行控制。这种远程监控功能提供了更多的便利性和灵活性，使用户可以随时随地管理晾衣架。
袁雨凡、高朋等（2020）设计了一种能根据天气的变化智能收回衣物从而使衣物不被雨水淋湿,暴晒且可防脱落的室外智能晾衣架.通过应用传感器检测技术,单片机控制技术等将温度传感器,湿度传感器,光敏传感器和风速传感器检测到的信号发送给单片机,单片机发出指令驱动电机运行,进而带动滚珠丝杠使伸缩机构收缩和伸出,实现衣物自动收回和送出;同时单片机控制遮蔽装置,通过齿轮组和平行四杆机构控制钢丝绳和发条弹簧拉动挡雨布,实现了挡雨布的展开和收回以及侧板的开合,从而可根据天气条件实现衣物的自动晾晒[2]。
为了更好地优化生活,解决人们在雨天,雾霾天等因外出而无法及时赶回家中收衣的状况,李昕鸣，郑淑馨等（2020）设计了一款户外型智能晾衣架.以STM32F407ZGT6单片机为核心,通过传感器检测天气情况,从而实现衣物智能收晒功能.通过调试系统,达到了预期效果,各项指标均正确可靠.该智能衣架实现了住宅设施的高效化与家庭事务管理的系统化,可以成功提升家居的便利性和舒适性,并为住户提供一个环保节能的居住环境[3]。
由于收衣不及时被雨淋湿的状况,综合应用机电技术,段明忠（2022）设计出一款智能防雨晾衣架.这款晾衣架采用STC89C52RC型单片机作为核心控制单元,使用雨滴传感器收集外部信号传递给单片机,再通过内部控制程序经驱动器去驱动步进电机做相应的旋转,从而带动滚珠丝杠螺母装置运动,推动四杆剪刀机构和连杆的前后移动,来实现衣物和雨篷的自动伸缩,晾晒的衣物可以实现有效避雨[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计基于单片机的智能晾衣架的系统软件。系统软件由STC89C52最小单片机，通过步进电机模拟晾衣架的伸出和回收、DHT11温湿度检测模块，雨水检测模块，光敏电阻和被风速检测模块设计，并具有按键、蓝牙共同控制一起形成。主要设计内容如下：
1.温度小于温度最小值时，不进行晾晒
2.湿度大于湿度最大值时，不进行晾晒
3.风速大于风速最大值时，不进行晾晒
4.光照小于光照最小值时，不进行晾晒
5.检测到雨水时，不进行晾晒
6.可通过设置的时间自动收回衣物
7.可通过按键设置上述所有最大、最小值以及时间设置
8、通过蓝牙连接手机并通过手机实现监控
