仿生学太阳能智能晾衣架.docx

仿生学太阳能智能晾衣架.docx

《仿生学太阳能智能晾衣架.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仿生学太阳能智能晾衣架.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

仿生学太阳能智能晾衣架

基于TC35i仿生学太阳能智能晾衣系统

摘要：

本系统由智能晾衣架、智能插排组成。

采用达盛仿真芯片作为主控芯片;由太阳能电池板供电，蓄电池储能;利用风速传感器、干湿度传感器、光敏电阻和霍尔元件等，检测周围环境，将采集的信息交由达盛仿真芯片识别判断，控制电机带动传输线上的衣物转向、展出或收回，利用电机转动来使调整太阳能电池板角度实现太阳能的有效利用，最大限度的利用太阳能,从而实现晾衣系统自动晾衣。

此外，利用TC35i模块将手机与智能插排联系起来，进而与智能晾衣架联系起来，通过收发短信功能间接控制智能晾衣架，从而实现人为控制晾衣。

而且，为了避免太阳能供电不足，本系统除了由太阳能供电外，还可通过智能插排外加电源供电，采用智能插排可以有效防水防触电，从而实现安全方便晾衣。

关键词：

智能晾衣太阳能供电单片机

Abstract:

Thesystemiscomposedofintelligentclotheshanger,intelligentsocket.TheDaShengsimulationchipasthemaincontrolchip;poweredbysolarpanels,batteryenergystorage;thewindspeedsensor,humiditysensor,photoresistanceandHolzerdevice,detectingthesurroundingenvironment,thecollectedinformationbyDashengsimulationchiprecognition,controlthemotordrivesthetransmissionlinetodisplayorrecover,clothingtheeffectiveuseofsolarenergy,themotorrotationangletoadjustthesolarpanels,maximizetheuseofsolarenergy,soastorealizetheautomaticclothesairingsystem.Inaddition,theTC35imodulewillbelinkedtomobilephoneandintelligentsocket,andthenlinkedwithintelligentclotheshanger,controlofintelligentclotheshangerindirectlythroughmessagingfunctions,soastorealizethehumancontroltheclothes.Moreover,inordertoavoidsolarpowersupplyshortage,thesystemispoweredbysolarenergy,butalsothroughtheintelligentsocketexternalpowersupply,theintelligentsocketcaneffectivelywaterproofantielectricshock,soastorealizesafeandconvenientclothes.

Keywords:

intelligentclothessolarpowersupplysinglechip

目录

0引言3

1智能晾衣架结构以及功能4

1.1智能晾衣架的结构4

1.2智能晾衣架的功能5

2控制电路设计6

2．1雨水感应器控制电路设计7

2．2温度传感器控制电路设计8

2.3光敏传感器控制电路设计8

2.4限位控制电路设计:

9

3.太阳电池板追光的硬件电路设计9

3.2光照的采集10

3.3AD模块11

4TC35i模块的设计12

5软件流程13

6创新之处14

7结束语14

8参考文献14

0引言

目前，国内有多种改造传统晾衣架的产品和相关的研究，大概有以下几类：

1、手摇垂直升降晾衣架。

特点：

比传统晾衣架更方便用户晾晒衣服，无法自动识别天气；2、电动垂直升降晾衣架。

特点：

比手摇晾衣架更省力省事，具有烘干功能，无法自动识别天气，价格较贵；3、水平伸缩式防雨晾衣架。

与电动垂直升降式晾衣架机械构造相似，也有导轨式的。

该类产品有的增加雨滴检测功能和电动装置，下雨时晾衣架自动缩回，防止衣服淋湿。

只适用于安装在垂直墙面上；4、防雨防暴晒夜晚收缩晾衣架。

该作品处于研究阶段，采用防雨布防雨，采用温度传感器测温防暴晒，采用光敏电阻探测周围光照强度；无定时功能；220V供电；断电后才能进行手动控制.

随着高科技和信息技术的广泛应用，安全、舒适、便利的生活环境已经不再是一个遥远的梦想。

由于智能家居系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境，因此已经成为房地产商追逐的热点。

在未来，没有智能家居系统的住宅将像今天不能上网的住宅那样不合潮流。

相信不远的将来，智能家居一定会更好地造福人类。

所以身为其中家居用品一份子的晾衣架是很有潜力在这方面发展的。

我相信不久的将来传统简单的晾衣架在科技的飞速发展下一定可以成为一颗耀眼的明星让人们一改对以往操作简单样式普通的晾衣架的看法。

而太阳能智能晾衣架不仅满足家居智能化的要求而且在这个还有很大发展潜力的行业中必定具有很大的潜力。

我们设计的这一款仿生学太阳能智能晾衣架，已满足当下人们对家居的要求的日益提高，更全面地解决广大家庭晾衣服的烦恼，而且是智能晾衣架利用太阳能自己供电，从而引入绿色家居生活。

晾衣架看似不起眼，实则关系着我们每一个人，人们晾衣的时候很不方便又很不安全，有时忘了收衣的话还有可能让雨水打湿，让人烦恼，我们的产品正是基于这些问题设计的，我们利用各种先进的传感器，通过单片机的控制来实现我们产品的各项功能，来方便人们的收衣晾衣。

1智能晾衣架结构以及功能

1.1智能晾衣架的结构

我们设计的这款晾衣架是放置在室内阳台上的，主要由两大部分组成：

主体晾衣部分和太阳能储能部分。

其中主体晾衣部分又由支撑部分、旋转部分和晾衣杆组成，传感器大部分安装在智能晾衣架上，实现相应功能，只有测风仪、温湿度传感器和雨水传感器安装在窗户外面，在窗户上装上电机，从而实现窗户的开关。

智能晾衣架的主体晾衣部分的结构图如图1所示。

图中使用一根钢丝绳通过远端滑轮与晾衣架的一根晾衣杆相连，电机通过正传、反转，从而实现晾衣杆的垂直上下移动，在晾衣架上放有两个限位传感器，即光电开关，可以有效限制晾衣杆的移动范围。

在智能晾衣架的主要部分装上轴承和电机，通过电机的正反转，实现智能晾衣架的整体转动。

在晾衣杆上放置了四个温湿度传感器、光敏电阻。

智能晾衣架的太阳能储能部分的结构图如图2所示。

智能晾衣架的太阳能储能部分由太阳能电池板追光部分和蓄电池部分两部分组成。

图中使用电机

（1）和电机

（2）构成主体部分，根据光敏传感器检测的数据，再通过两个电机和齿轮（3）、皮带的的协作运转实现太阳能电池板（4）对太阳的追踪，使得太阳能电池板随太阳的角度变化而变化，从而使得太阳能得到了有效的利用。

利用太阳能发电供给智能晾衣架系统，此外还可将多余的电储存在蓄电池中，从而也引入了绿色家居生活

图2：

太阳能电池板追光部分

1.2智能晾衣架的功能

晾衣架的主要功能：

太阳能储能部分功能：

在有阳光的时候，能够使太阳能电池板随太阳角度的变化而变化，利用感应装置使太阳能电池板移动至阳光照射充分的位置，使其尽量获取更多的阳光。

此外，如果有多余的电能，也可以存储在蓄电池中，以便光照不好时给系统供电。

晾衣架主体晾衣部分功能：

晾衣架主体部分有主体晾衣架部分和窗户外部件组成，主体部分上装有电机和光敏传感器、干湿度传感器，从而实现相应功能。

其中，电机带动晾衣架的旋转和晾衣杆的上下移动，光敏传感器实现晾衣架和晾衣杆对太阳光的追光，可以利用晾衣架上的干湿传感器测试衣物的干湿程度，设置阈值，达到一定湿度自动调转方向，从而使得衣物得到更好的晾晒。

窗户外安装测风仪、温湿度传感器和雨水传感器，由此可以实现对室外情况的测定，根据室外的温湿度和风速以及有没下雨的情况来决定窗户的开关。

我们这款智能晾衣架工作模式主要由两个模式组成：

自动晾衣模式和手动晾衣模式，其中自动晾衣模式又由早间晾衣模式、午间晾衣模式和晚间晾衣模式。

由于阳台的光照情况在早上下午和晚上各有不同，早上和下午阳台有光照，而晚上没有光照，所以晚上电机就不需要带动衣架寻找光照区间，早上和下午的光照情况也有所不同，早上到中午这段时间阳台的光强区间是由上到下移动，下午是相反，所以电机驱动寻找光照区间要分为三个模式，早间，晚间和午间模式。

在手动晾衣模式下，用户可以根据自己的需要，自己控制智能晾衣架的工作。

当室外下雨时，雨水滴落在雨滴传感器上，此时单片机收到雨滴传感器的“下雨了”的信号，于是单片机发出相应的指令，控制电机转动，电机带动窗子运转，将打开了的窗子关闭，以免雨水打湿衣物。

与此同时，单片机控制TC35i模块，使其向用户发送短信，以提示用户衣物已收起。

在晴天时，智能晾衣架系统开启正常工作模式。

工作情况如下，首先由衣架上的干湿度传感器检测衣服的干湿情况，如果检测到衣服已经干了，则停止所有的工作，也停止光强信号的采集过程，但太阳能板追光储能继续工作，以便储存更多的电能。

若果衣服没有干，则首先要判断是上午还是下午晚上，再由阳台上的光敏电阻检测外面的光照强度。

如果检测的太阳光强度L1大于规定阙值的话，准备电机转动，智能晾衣架开始进行追光，根据光照的情况，智能晾衣架自动执行，或上下移动或左右旋转。

若光线不强，衣服未干，则不通过光敏电阻采集数据，而是直接开启风扇，开启窗子，使衣服快速风干。

在阴天时，智能晾衣架系统可以停止晾衣架、晾衣杆和太阳能电池板的追光功能，从而就有效的节约了电能。

然后根据窗外的测风仪、温湿度传感器和雨水传感器检测的数据，当室外风速和湿度都满足设定的数值时，可以开启窗户，从而实现对衣物的自然风干。

当室外的湿度和风速不适合衣物的晾晒，则要关闭窗户，同时打开晾衣架上的风扇进行对衣服的吹干，从而加速衣物的晾晒。

此外在蓄电池中没电时，智能晾衣架系统也可外接电源，再加上我们的智能插排，我们也可通过手机间接控制智能晾衣架工作。

2控制电路设计

控制电路主要大赛提供芯板子（达盛仿真芯片）外接风速传感器、雨水传感器、数字温湿度传感器、光照传感器等组成，其控制电路原理图如图3所示。

图3：

控制电路原理图

由雨水感应控制电路；温度传感器控制电路；光敏传感器控制电路以及限位传感器控制电路产生的数字信号。

经单片机的输入口输入给单片机。

单片机经分析处理后所得到的结果．从单片机输出引脚输出相应的信号．从而控制电机正反转，从而实现智能晾衣架正常的工作。

2．1雨水感应器控制电路设计

雨水感应器是本次设计的重点，我们将其与两定值电阻及一滑动变阻器构成如图4所示的桥式控制电路．当有雨水时，雨水感应器wY阻值变小，此时比较器2脚电压高于3脚电压，7脚输出高电平。

单片机P1．2采集到高电平，由程序判断控制输出。

使智能晾衣架的自动控制电机转动，从而使得窗户关闭。

当天晴时，雨水感应器wY阻值变大。

此时比较器2脚电压低于3脚电压，7脚输出低电平．单片机P1．2采集到低电平．由程序判断控制输出，使智能晾衣架系统实现自动打开窗户。

图4：

雨水感应器桥式控制电路

2．2温度传感器控制电路设计

为了实现晾衣架的防暴晒功能，需要