基于物联网技术的智能晾衣架

陈灿彬　顾晓春　孙文萱　张震天/上海电机学院机械学院

基于物联网技术的智能晾衣架

陈灿彬顾晓春孙文萱张震天/上海电机学院机械学院

【摘 要】目前的智能晾衣架虽说功能不少，种类繁多，但却没有够实现远程控制的产品。为了实现远程的操作功能，我们提出了一种基于物联网技术的智能晾衣架的设计，采用先进的物联网技术和自动化技术，配合先进的传感器，通过无线模块实现数据的传输，可以随时监测并控制当前衣物的晾晒情况。

【关键词】物联网；智能家居；晾衣架

引言

如今互联网时代发展迅速，人们对物联网的使用需求不断增多，在各个行业中物联网应用广泛，尤其是物联网智能家居，随着时代的潮流不断向前发展，实现这种物联网智能家居最大特色就是能和app相连，用户只要利用终端系统就能随时监控设备的运行情况并进行远程控制。在您早上上班之前将之前洗好的衣物放到晾衣架上，当中午阳光强烈的时候衣物会自动翻转，还有突遇暴雨的时候衣架会自动收回防雨罩内，防止衣物被淋湿。而远在公司上班的你不单单可以实时了解衣物的晾晒情况，还可以通过手机随意操控这一切。这便是我们提出的基于物联网技术的智能晾衣架。在来上海上学的这段时间里，我发现上海很多居民房没有阳台，衣物都是露天晾晒或者挂在窗外的普通晾衣杆上，如果在上班时间下雨，那么衣物就都白晾了，因此我便产生了设计这个基于物联网技术的智能晾衣架的想法。智能晾衣架主要有以下三个主要系统组成。分别是自动伸缩系统，自动翻转系统，控制系统。有了这样的智能晾衣架上班一族就可以不用担心家里晾晒的衣物被暴雨淋湿，并且节省晾衣时间。

1.智能晾衣架控制盒系统硬件设计

该智能晾衣架控制盒系统结构如图1所示，控制系统利用单片机作为智能晾衣架的核心控制芯片。其主要特点是:具有编程简单、外围电路简单、可靠性高，而价格便宜等优点。利用雨滴传感器和光照传感器来识别晴雨天气。先进的WIFI串口模块，实现手机和单片机之间的通讯。在一般模式下单片机接收来自传感器的信号，经过分析后发出晾衣服架伸出、收回或者翻转等功能的指令，使晾衣服架自动伸出、收回或者翻转，有效地避免在下雨时，衣服无人收起而被雨淋湿了，或在阳光强烈时，衣服没有被阳光充分地晾晒。手动控制模式下，通过按钮开关或手机APP可以自由地控制晾衣架，其信号的优先级高于传感器的信号，用于晾衣服架伸出、收回或者翻转的控制。控制盒上有一个伸出按钮、一个收回按钮、一个开启或关闭自动收回功能的按钮（默认开启）、一个用于开启或关闭自动翻转功能的按钮、一个用于手动翻转的按钮。一组状态指示灯。手机APP端也有这几个按钮和指示灯。

图1 智能晾衣架控制盒系统结构图

2.智能晾衣架控制盒系统功能设计

翻转功能仅在晾衣架完全伸出时才能工作。当自动翻转开启，衣架完全伸出，并且系统检测到阳光强度足够时，每隔10分钟，翻转系统会自动地翻转到另一极限位置，改变晾晒的角度，使衣物晾晒更均匀。而不论是否开启自动翻转功能，只要衣架完全伸出，按下翻转按钮，翻转系统就会将衣挂翻转到另一极限位置。此智能晾衣架主体程序示意图大体如附图1所示。除附图1中所示部分之外，在衣架伸张状态下即有衣服晾晒的情况下为使衣服彻底晾晒干，特加入自动翻转系统，使衣服每隔十分钟自动进行一次翻转，以达到均匀彻底晾干衣服的目的。

3.智能晾衣架外观和结构设计

本智能晾衣架左右两侧是两个P型架，每个P型架上均有一组步进电机传动系统和一个菱形伸缩架，自动翻转架挂于两伸缩架末端，上面和两侧有防雨罩，大部分结构采用不锈钢矩形管，不锈钢矩形管有着较高的抗弯、抗扭强度，同时，自重较轻，表面光泽度极好，有很高的反射率。如同镜面的表面，非常美观。防雨罩采用丙烯酸塑料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、可选颜色和透明度、外观优美，顶部采用弧形设计，不易积水，并起到美观作用。

考虑到方便用户手动控制，将控制系统独立出来，做成一个控制盒，以便晾衣架装在没有阳台的窗外时可以在室内控制。

收回状态下体积2165mm★1215mm★608mm，外观可以参考图2。

图2 智能晾衣架外观参考图

4.自动伸缩系统设计

自动伸缩机构的主体为菱形架，使用步进电机和丝杠螺母副作为驱动，在菱形架上面的铰接处装有滚轮，配合导轨承受衣物的重量。外观渲染参考图的状态为半伸出半收回状态，在完全伸出的状态下，可承重70kg以上（固定的墙体强度足够的前提下）。图3为结构参考图。

图3 智能晾衣架自动伸缩机构视角

图4 智能晾衣架自动翻转结构参考图

5.自动翻转系统设计

自动翻转系统的电机和减速箱内有一组微动开关，用于检测当前衣挂的角度是否已到极限角度，为了防止相邻衣物相互干涉，翻转系统的翻转角度极限范围为-40°到+40°，图4为结构参考图。

6.结论

基于物联网技术的智能晾衣架的设计已经完成，最终再分析理论数据，进行受力分析和程序逻辑分析，结合实际使用的记录接过，对相应的细节进行修改。让上班的白领，上学的学生，外出的主妇不用再担心家里衣物没人收了。在外通过手机就能够轻轻松松了解衣物晾晒状况的同时还能对晾衣架进行控制，实现真正的智能化物联家居生活。

参考文献：

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