基于单片机的智能衣柜-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-32-2022-104-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STM32单片机的智能衣柜系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用了STM32单片机作为核心控制器，负责获取输入部分数据并控制输出部分。输入部分包括DHT11温湿度检测模块、烟雾检测模块、DS1302时钟模块、独立按键模块和供电电路。输出部分包括OLED显示屏、SG90舵机、三个继电器、声控模块、USB灯和蜂鸣器。系统能够检测衣柜内的温湿度、烟雾情况，并根据设定的参数进行相应的操作，如模拟衣柜门开关、除湿、消毒等。本设计实现了智能化的衣柜管理，提高了衣柜的安全性和便利性，具有一定的应用前景和推广价值。
关键词：单片机；烟雾检测模块；温湿度检测模块；舵机
字数：11000+
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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 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 MQ-2型烟雾传感器
3.5 SU-03T语音识别模块
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 设置阈值实物测试
5.3 按键控制衣柜实物测试
5.4刺激性气体检测实物测试
5.3 语音控制衣柜实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
衣柜是普通家庭中一种十分常见的家具，其可以用来存放衣物、手袋等，十分方便且实用。现有的智能衣柜用除湿结构在使用时不能有效的隔离衣柜内部灰尘，导致除湿器表面堵塞而不能进行使用，降低除湿器的使用寿命，然而，随着四季气候的变化，我们有些物品暂时不需要使用，就会被存放在衣柜里。传统的木质衣柜，由于不密封，木板内易藏水汽等原因，会产生较多的潮湿水汽凝聚，造成衣物发霉，还容易还滋生了其它细菌，且蚊虫容易进入。这很可能引起人类的各种皮肤疾病。为了使衣柜的使用变得更方便,增加除湿和消毒的功能便很有必要。
在科学技术发展的今天,智能家具的发展却远没有跟上时代的步伐,智能衣柜还未能普及到大众家庭,最大的障碍是昂贵的智能化设备,由于许多的设计缺少经济实用性,使得人们面对智能衣柜望而却步。为了使更多的人们用上方便实用舒适快捷的智能化衣柜,加快对智能衣柜的研究变得迫在眉睫。随着社会的发展以及智能化的到来，传统的衣柜有些不适应时代的潮流，人们对衣柜的功能提出了更高的要求。因此，本文设计了基于单片机的智能衣柜，主要实现了通过按键可以调整时间、设置紫外线自动消毒的开始与结束时间还可以模拟开关衣柜，设置温湿度阈值等；同时可以语音控制衣柜的开关和自动开灯，并OLED显示时间、温湿度和衣柜状态；然后测量衣柜温湿度，如果湿度过高可自动进行除湿；其次如果检测到烟雾时，继电器工作（风扇），蜂鸣器报警。本次基于单片机的智能衣柜的研究具有重要的现实意义，极大的方便了我们的生活，保护了衣物还有我们的健康。
1.2 国内外研究现状
在人们生活水平逐渐提高的今天,智能化控制已经逐步走进了人们的生活中.随着科学技术的不断发展和人们生活条件的改善,各种智能设备在家用电器中不断出现.窗户对居民的重要性是生活在现代都市人们早已意识到的问题 .2020年李会芳，刘靖，刘洋洋，龚长江，尹牛牛，李兵兵，张本祎，刘运，高志强，赵子奇公开了一种基于单片机的智能衣柜,包括衣柜本体,衣柜本体侧面设置有柜门,所述智能衣柜还包括信号采集输入模块,控制显示模块,执行模块,信号采集输入模块通过控制显示模块与执行模块连接;所述信号采集输入模块包括温度传感器,湿度传感器,位移传感器;温度传感器,湿度传感器均位于衣柜本体内,位移传感器与柜门固定连接;所述控制显示模块包括单片机,温度传感器,湿度传感器,位移传感器均与单片机的信号输入端线路连接,单片机的信号输出端与执行模块线路连接.本实用新型解决了市场上衣柜功能的单一性,增加了对衣物的烘干,消毒,杀菌,通风,给人们的生活带来了极大的便利[1] 。
2020年赵玲设计了一种以STC89C52为主控制器的智能衣柜,主要包括温湿度检测模块,除湿模块,消毒模块和传动模块.系统具有衣柜内温湿度检测,湿度超过限定值自动除湿,定时紫外线消毒,OLED显示屏实时显示时间及温湿度,衣架旋转与升降等功能.多次测试证明了该系统的运行稳定性和可靠性[2] 。
2020年秦鑫，刘超峰，刘瑜，阴童格公开了一种基于单片机的多功能智能衣柜,包括柜体和柜门,柜体的前侧设有柜门,柜门通过铰链与柜体连接,温度传感器与湿度传感器均设于柜体内壁,温度传感器与湿度传感器均与单片机的信号输入端连接,单片机的信息输出端分别与杀菌模块和冷热通风模块连接,香薰模块与杀菌模块均设于柜体内部,置衣杆两端分别设于柜体上方两侧内壁,显示屏设于柜门上,显示屏的信号端与单片机的信号端双向连接.本实用新型使用单片机控制方案,通过显示屏可显示相关内部参数,实现可交互性,也可对部分功能参数个性化定制,下部吸入风加热的同时可向上排出,即可加热衣物内部,同时可实现柜内的通风,配合紫外线杀菌功能实现除异味,可实用性强[3]。
2020年刘志刚、潘庆芳、郭永红、梁启煜研究了一种自动除湿衣柜的设计属于家具领域,是一种通过风压分区,按照衣物需求分区存放的自动除湿衣柜.一方面通过除湿送风系统达到衣物自然风干,除湿抑菌,保护衣服的目的 ;另一方面,对衣柜进行分区,高级衣物和普通衣物分区存放,使高档衣物处于正压区,优先被送风干燥,实现衣物分级保护.保证衣柜内部相对外界为正压,防止室内污染物进入衣柜,污染衣物[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
本设计是基于STM32单片机的智能衣柜系统。系统采用中控部分、输入部分和输出部分的结构，其中中控部分使用STM32单片机作为核心控制器，负责获取输入部分的数据并控制输出部分的操作。输入部分包括温湿度检测模块、烟雾检测模块、时钟模块、独立按键模块和供电电路，用于获取衣柜内的环境数据和用户的操作。输出部分包括显示屏、舵机、继电器、声控模块、USB灯和蜂鸣器，用于显示信息、模拟衣柜门开关、实现除湿、消毒等功能。该设计实现了智能化的衣柜管理，提高了衣柜的安全性和便利性，具有一定的应用前景和推广价值。
