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1、基于物联网晾晒器的设计与开发附有程序基于物联网的智能晾晒器的开发与设计 摘要:基于物联网的智能可折叠式晾晒器，由自动跟光、湿温检测、风雨检测、无线通信、电机控制和单片机系统模块组成，通过上位机实现远程监控，轻松解决被褥晾晒过程中翻晒、安全与收取问题。关键词:物联网 AT89S52单片机 温湿度传感器 无线通信 远程监控 Abstract：Intelligent based on Internet of things, the folding drying device, by detecting automatically to light, wet temperature, wind and

2、 rain, wireless communication, motor control module and single-chip microcomputer system, through the PC to realize remote monitoring, easily solve the sheets make charge, security and the problems in the process of drying.Key words：IOT AT89S52 single-chip microcomputer Digital temperature-humidity

3、sensor Wireless communication technology Remote monitor and control system 目录Key words：IOT AT89S52 single-chip microcomputer Digital temperature-humidity sensor Wireless communication technology Remote monitor and control system 1一、绪论 3(一) 项目背景 31.市场背景 32.宏观环境分析 33.行业发展及未来 3（二）技术说明 3（三）适用范围 4二、总体方案

4、4三、 产品硬件电路设计 5（一） AT89S52单片机控制模块 5（二）温、湿度采集模块 5（三）自动跟光模块 6（四）远程控制模块 6（五）电机控制模块 7（六）显示电路设计：1602液晶显示 8（七） 供电模块 9四、产品软件设计流程 9五、设计总结与技术展望 9 一、绪论(1)项目背景1.市场背景在中国，“晾晒器”一般意指“升降晾晒器”，或所谓的“自动晾晒器”。分手动、电动两种。手动（手摇）较为普及。随着人们消费需求水平的不断提高，安装方便，操作简单，美观大方，智能化的智能晾晒器必将成为行业发展的必然趋势，根据国家统计局的数据分析，近3年智能晾晒器都是以33%的高速增长率发展，是目前家

5、居品类中发展速度最为快速的一只新兴力量。2.宏观环境分析晾晒器，一个人们太过熟悉的日用产品，可是这个行业的品牌数量却寥寥无几，而且随着智能化时代的到来，晾晒器已经不仅仅局限于晾晒衣物，更添加了许多便利的服务。小众化消费时代的到来，智能晾晒器企业迎来了一个打造品牌的黄金机遇期。据国家统计局统计数据显示，我国城市家庭用户已达1.8亿户。按每年年中国楼市总成交量600多万套，再加上老房2次置换的数量，目前整个晾晒器市场容量在100亿左右。即1亿台，而人们对晾晒器的选择更是趋向于智能晾晒器，这就产生了大量的销售空间。3.行业发展及未来 晾晒器不仅仅是一个装饰品，更是一个功能性的产品。目前晾晒器的功能已

6、经普遍得到消费者的认可，已经形成一个行业。回归产品本身走质量、特色路线，不断改良、创新，引领行业重新重视质量。实用的产品，质量才是永恒的。只有质量被大众接受，行业才可持续健康发展。竞争激烈的未来，特色将是吸引顾客的重要要素！ 晾晒器作为每天使用的家居用品，如今它已经成为许多家庭的生活必需品。作为消费者，选择品牌关键是货真价实。其结构、用料、做工等均是不可缺少的商品组成部分，质量和售后服务更是该行业生产商生存与发展的永恒构成。 （二）技术说明随着信息技术的高速发展，物联网技术、单片机科技、传感技术以及远程监控技术为智能家居提供了新的理念。在这个大背景下，我们结合所学知识和现有的设计水平，设计了这

7、款智能晾晒器。它既能根据光照自动跟光，充分享受阳光沐浴，还能在风雨来临前而主人又不在家时，利用温湿度传感器采集信息能自动把雨布拉下，使衣物免遭暴风袭击和雨水肆虐。晒干的衣物与晾干的衣服比较从气味上本质上有很大的区别。利用电机的转动来控制晾衣架的各种功能使制造简单，造价降低，操作方便，安全实用。采用太阳能电池板和蓄电池双重供电，真正做到了节能环保。（三）适用范围本产品适用于家庭、美容美发店和酒店等场所。其具有反应灵敏度高，系统稳定，结构简单、使用方便、自主调节和节能环保等特点。其成本400元，容易在中高层次家庭和商店中得到推广。 二、总体方案该产品系统以达盛单片机开发板为核心，温度传感器、湿度传

8、感器和风雨传感器作为环境监控部分，为系统收集相关信息并进行判断，然后通过电机实现智能翻转、折叠。GSM、WIFI和摄像头实现远程监控，将环境信息发至用户手机，使用户及时得到信息。采用液晶1602来显示温湿度的检测量。3、产品硬件电路设计（1）单片机控制模块晾晒器使用大赛专用开发板（达盛）作为主控芯片，以STC89系列单片机作为主控芯片。（二）温、湿度采集模块采用AM2301数字温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8

9、位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个AM2301传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。其电路结构图如下图：（三）自动跟光模块光敏电阻是根据光电导效应制成的光电探测器件，光敏电阻的阻值会随着光照的强弱变化而变化。光照强，光敏电阻的阻值就小；光照弱

10、，光敏电阻的阻值就大。通过电压比较器LM393比较不同光敏电阻的电压值，将信号传输单片机，使电机驱动轮子转动，继而使晾晒器实现自动跟光。光敏电阻的结构是在一块光电导体两端加上电极，贴在硬质玻璃、云母、高频瓷或其他绝缘材料基板上，两端皆有电极引线，封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。光敏面做成蛇形，电机做成树状是因为这样既可以保证有较大的受光表面，也可以减小电极之间距离，从而既可以减小电极间电子渡越时间，也利于提高灵敏度。在实际应用中，可以加直流电压，也可以加交流电压，它的电流随电压呈线性变化。本系统中利用光敏电阻的感光特性来检测光线强弱程度，通过检测光线的强弱程度来判断白天和黑夜，同时可辅助湿度

11、传感器检测阴天和晴天，其电路结构图如下图：（四）远程控制模块系统通过 WIFI和GSM实现远程控制。 GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。GPRS模块，是具有GPRS数据传输功能的GSM模块。GPRS模块就是一个精简版的手机，集成GSM通信的主要功能于一块电路板上，具有发送短消息、通话、数据传输等功能。GPRS模块相当于手机的核心部分，如果增加键盘和屏幕就是一个完整的手机。普通电脑或者单片机可以通过RS232串口与GPRS模块相连，通过AT指令控制GPRS模块实现各种基于GSM

12、的通信功能。GPRS模块区别于传统的纯短信模块，两者都是GSM模块，但是短信模块只能收发短信和语音通讯，而GPRS模块还具有GPRS数据传输功能。 串口WIFI模块的简介：采用UART接口，支持串口透明数据传输模式，并且具有多模安全能力。内置TCP/IP协议栈和IEEE802.11 协议栈，能够实现用户串口到无线网络之间的转换。串口WWIFI模块TLN13UA06支持串口透明数据传输模式并且具有安全多模能力，使传统串口设备更好的加入无线网络。串口WIFI模块TLN13UA06的工作方式1.主动型串口设备联网。2.被动型串口设备联网。串口WIFI模块TLN13UA06的主要功能第1.地址绑定。

13、第二.无线漫游。第3. 灵活的参数配置： 第四.基础网，是由AP创建，众多STA加入所组成的无线网络，这种类型的网络的特点是AP是整个网络的中心，网络中所有的通信都通过AP来转发完成。 第五.自组网，是仅由两个及以上STA自己组成，网络中不存在AP，这种类型的网络是一种松散的结构，网络中所有的STA都可以直接通信。第六. 安全机制，支持不同的安全模式，包括：WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK。 第七.快速联网：本模块支持通过指定信道号的方式来进行快速联网。在通常的无线联网过程中，会首先对当前的所有信道自动进行一次扫描，来搜索准备连

14、接的目的AP创建的(或ADHOC)网络。串口WIFI模块提供了设置工作信道的参数，在已知目的网络所在信道的条件下，可以直接指定模块的工作信道，从而达到加快联网速度的目的。（五）电机控制模块采用直流减速电机（齿轮减速电机），它是在普通直流电机的基础上，加上配套齿轮减速箱。齿轮减速箱的作用是，提供较低的转速，较大的力矩。同时，齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩。这大大提高了，直流电机在自动化行业中的使用率。减速电机是指减速机和电机（马达）的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。使用减速电机的优点：1、减速电机结合国际技术要求制造

15、，具有很高的科技含量。2、简单设计，节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达95KW以上。3、能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上。4、振动小，噪音低，节能高，选用优质段钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处理。5、经过精密加工，确保定位精度，这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机，形成了机电一体化，完全保证了产品使用质量特征。6、产品才用了系列化、模块化的设计思想，有广泛的适应性，本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案，可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。如下图驱动图：（六）显示电路设计：1602液晶显示 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种

16、专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 管脚功能：1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：GND为电源地，第2脚：VCC接5V电源正极，第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时

17、对比度最高（对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，以51为例的简单原理图电平(0)时进行写操作。第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令。第714脚：D0D7为8位双向数据端。第1516脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。特性：3.3V或5V工作电压，对比度可调，内含复位电路，提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能。有80字节显示数据存储

18、器DDRAM，内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM，8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM。特征应用：微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。 （7）供电模块采用蓄电池供电（12V）,太阳能电池板辅助供电。真正做到节能环保和资源高效利用。四、产品软件设计流程五、设计总结与技术展望 目前智能晾晒器系统性价比较低，智能功能少，仅在高档场所中才有，而我们的系统完美地将各个模块有机结合起来，且其设计人性化、智能化，性价比高，性能优越，配置简单，安装方便，实时监测，适合普及私人住宅和美容美发店等场所。系统创新点：1.利用最新的物联网进行远程监

19、控； 2.使用WIFI网络及GSM网络控制； 3.使用手机进行无线远程视频监控及无线数据传输。以上这些也是我们团队在开发过程中所克服的技术难关。在本系统的基础上还可以进一步研发，如借助4G网络，在手机终端运用JAVA编程软件，对软件进行操作达到控制晾晒器的目的。3G网络和物联网联合，智能晾晒器的发展迎来了一个全新的变革。3G平台为智能晾晒器的应用提供了良好基础，视频通话、家庭远程监控，手机网络控制，以及通过3G技术发展的各种智能家居控制等等都得到了消费者的喜爱。另外，在3G产业链上，其中电信运营商、网络设备提供商、终端提供商、终端软件提供商等，每个环节都蕴含着巨大商机。3G平台推进了智能家居的

20、发展，4G 网络也必将成为今后公众的焦点。智能晾晒器系统仍然处于一个不断发展、探索的过程，需要不断地完善其功能，才能更好地适应未来社会的发展要求。参考文献：1.郭天祥.新概念51单片机 C语言教程.电子工业出版社，2009.2.阎石.数字电子技术基础第五版.高等教育出版社3.童诗白,华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社.2006.4.单成祥.传感器的理论与设计基础及其应用.国防工业出版社，1999.5.薛小玲，刘志祥，贾俊荣.单片机接口模块应用与开发实例详解.北京航空航天大学出版社，2010.6.王化祥，张淑英.传感器原理及应用第三版.天津大学出版社.2013,7.7.温湿度传感器介绍8.

21、GSM模块简介 HTTP:/ 9.串口WIFI模块的工作原理和详细功能介绍 10.数字温湿度传感器 #include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit key1=P34;sbit key2=P35;sbit key3=P36;sbit key4=P37;sbit key5=P32;sbit key6=P33;sbit key7=P16;sbit key8=P17;sbit key9=P14;sbit key10=P15;sbit key11=P00;sbit in1=P20;sbit in2=P21;sbit in

22、3=P22;sbit in4=P23;sbit in5=P24;sbit in6=P25;sbit in7=P26;sbit in8=P27;sbit in9=P10;sbit in10=P11;sbit in11=P12;sbit in12=P13;void delay(uint z) uint i,j; for(i=z;i0;i-) for(j=110;j0;j-);void main() key7=1; if(key1=0) /前进 delay(10); if(key1=0) in1=0;in2=1; in3=0;in4=1; else if(key2=0) /后退 delay(10);

23、 if(key2=0) in1=1;in2=0; in3=1;in4=0; else if(key3=0) /右转 delay(10); if(key3=0) in1=1;in2=0; in3=0;in4=1; else if(key4=0) /左转 delay(10); if(key4=0) in1=0;in2=1; in3=1;in4=0; else if(key5=0) delay(10); if(key5=0) in5=1;in6=0; in7=1;in8=0; else if(key6=0) delay(10); if(key6=0) in5=0;in6=1; in7=0;in8=1

24、; else if(key7=0) delay(10); if(key7=0) in9=1;in10=0; in11=1;in12=0; else if(key8=0) delay(10); if(key8=0) in9=0;in10=1; in11=0;in12=1; else if(key9=1) /右转 delay(10); if(key9=1) in1=1;in2=0; in3=0;in4=1; else if(key10=1) /左转 delay(10); if(key10=1) in1=0;in2=1; in3=1;in4=0; else if(key11=0) /左转 delay

25、(10); if(key11=0) in1=0;in2=0;in3=0;in4=0; else in1=0;in2=0;in3=0;in4=0;in5=0;in6=0;in7=0;in8=0;in9=0;in10=0;in11=0;in12=0; #include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint a;sbit lcden=P25;sbit rs=P10;sbit rw=P11;sbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit dht=P21;sbit been=P15;sbit ke

26、y1=P34;sbit key2=P35;sbit key3=P36;sbit key4=P37;sbit key5=P33;unsigned int hum,temp,hum1,temp1; /定义湿度、温度（全局）unsigned char hum_h,hum_l,temp_h,temp_l,check,hum_h_1,hum_l_1,temp_h_1,temp_l_1,check_1; /湿度高、低8位，温度高、低8位，校验位uchar dis13;void delayms(uint t) uint i,j; for(i=t;i0;i-) for(j=110;j0;j-);void de

27、lay_us_am2301(unsigned int i) while(i-);void write_1602com(uchar com) rs=0; rw=0; delayms(5); P0=com; lcden=1; delayms(5); lcden=0; delayms(5);void write_1602data(uchar date) rs=1; rw=0; delayms(5); P0=date; lcden=1; delayms(5); lcden=0; delayms(5);void init() lcden=0; wela=0; dula=0; write_1602com(

28、0x38); delayms(5); write_1602com(0x0c); delayms(5); write_1602com(0x06); delayms(5); write_1602com(0x01); delayms(5); unsigned char read_byte() unsigned char n,byte=0,dat; for(n=0;n8;n+) while(!dht); delay_us_am2301(4); /理论上28us延时70us,此处写2-6都可以 dat=0; if(dht) dat=1; while(dht); byte=(byte=1)|dat; /0 return byte; /*-读40位数据-*/void read_hum_temp() unsigned char a; dht=0; /拉低延时500微秒，发送开始信号 delay_us_am2301(50); dht=1; /释放总线，延时30微秒 delay_us_am2301(4);