基于单片机的智能晾衣控制系统的设计与实现

许克杰

摘要：为了进一步优化传统的晾衣程序，相关学者结合当前晾衣架系统的具体研究现状，在单片机的基础上，对智能晾衣控制系统进行了优化和设计，让此系统操作变得更加简单，节约了一定的占地空间。基于此，需要在硬件设计和软件等角度出发，实现对单片机智能晾衣系统的优化和设计。

关键词：单片机;智能晾衣控制系统;设计与实现

现如今，人们追求个性化和自动化的生活方式，并且对家装的要求也越来越高。在此背景下，越来越多的人性化和智能化控制技术在家居设计中得到了广泛应用。智能晾衣控制系统就是其中的一种，它在人们生活中的有效应用，能够优化晾衣程序，节约一定的空间，从而进一步提高人们的生活质量。

一、智能晾衣控制系统研究的现状

目前，人们在生活中普遍都是将衣物晾晒在阳台内部，或者是外部。这种传统的晾晒衣物方式，一般会在阳台内天花板下，设置一些钢筋挂钩。大部分人习惯用一支撑杆将衣物支撑到晾衣杆，进行晾晒。这种晾晒衣物的方式不仅费时费力，还会影响整体建筑结构的美观性。再加上，大部分家庭通常都是老人晾衣物，传统的支撑收衣不仅费神费力，还非常容易扭伤老年人的筋胃，或是支撑不顺扎伤到人体[1]。

随后，出现了手摇晾衣架这种方式，手摇晾衣架改变了支撑晾衣架的传统习惯，并且这种方式给众多的家庭带来了方便。但是，手摇晾衣架一般需要设置多个机械装置以及支撑点，并且其需要多根网线布置，才能够让晾衣杆稳定的上下和升降，这影响了阳台的美观性。同时，手摇晾衣架的升降每次都需要人工的转换接头，如果晾杆承载的衣物重量比较大，摇上去非常容易伤手。因此，需要在创新一以前的晾衣方式，基于单片机对智能晾衣控制系统进行优化和设计，实现对晾衣过程的自动化控制，改善人们的生活质量。

二、基于单片机的智能晾衣控制系统设计和实现

（一）硬件设计

在对智能晾衣控制系统进行时，要注意对单片机的选择。一般情况下，设计人员会采用光照和雨滴两个天气信号，然后在此基础上控制旋转衣架。整个系统是利用步进电机进行控制的。当天晴时，此系统可以将衣架转出，对衣物进行晾晒。在没有阳光的时候，其就会自动转到室内，进而防止衣服被淋湿，实现对整体晾衣流程的自动化控制。

1、整体设计图

智能晾衣控制系统在实际的运行中，设计人员要对其整体的设计图进行分析，主要利用光照传感器以及雨滴传感器，更有效地感知周围的天气情况，然后进行准确判断，进而做出相应的动作。在此过程中，设计人员需要设计出光照以及雨滴的阈值，主要是为了让单片机有效控制衣架来回转动，保证整体操作的智能化和自动化。

2、光照传感器

要想在具体的设计中，实现对外部光照强度进行准确测量，保证智能晾衣控制系统的稳定运行。设计人员要结合系统的具体情况，利用光敏电阻对光照进行测量。在此过程中，会发现随着光照的慢渐增强，光敏电阻会减小，在此时通过测量，能够分析光敏电阻的电子变化范围。如果是在光照强度很大的情况下，对光敏电阻进行测量，就会发现其能够达到几百兆欧姆。在黑暗条件下，光敏电阻的阻值一般为几兆欧姆。因此，为了加强对晾衣流程的有效控制，需要保证光敏电阻阻值和实际操作相匹配。

如，可以应用10K电阻，将其作为上拉电阻，然后结合据实际的实验情况，对光敏电阻值进行有效控制。此外，电压信号在输出后，一般会通过电容滤波，这个时候信号波形更为了平滑，能够提高单片机信号处理的速度，减少光照强度不稳定等因素，对系统的误判。

3、雨滴传感器的设计

雨滴传感器的主要功能作用是检测是否要下雨，或者是雨量的大小。一般情况下雨滴传感器的种类包括：（1）结合雨滴冲击能量的變化情况，进行相关的检测;（2）应用静电的电容量变化，完成检测;（3）利用光亮的变化，实现对外部环境的检测。

4、衣架位置传感器

在对此部分内容进行设计时，通过会采用红外传感器，判断衣架的具体位置。当衣架运动到红外传感器的范围内，红外传感器在此时就会发出信号，单片机在这个时候会读取衣架的具体位置。因此，要想进一步保证信号的稳定运行，需要在室内和室外安装红外检测传感器，及时了解外界的变化情况。如果衣架位于室内时，红外传感需要对衣架的位置进行判断，主要为了避免出现移动过度等情况。

5、STM32控制器

由于STM32控制器本身的性能比较强，所以在对其进行设计时可以投入少量的成本。再加上其属于一种低耗能的单片机，加强其在智能晾衣控制系统设计中的有效应用，能够降低能耗。同时，在STM32系列的单片机运用中，一般会应用集成AD模块，主要是通过对控制器运行的控制，实现AD转化以及音频数据编码，进行保证红外发射电路的有效性。

（二）软件设计

1、分析系统整体情况

一般情况下，如果遇到下雨天气，智能晾衣控制系统的动作会进行转移到室内的操作。如果是阳光充足的天气，其就会进行转移到室外的操作。由此可见，系统能够根据天气的情况，在此基础上做出相应的动作，从而的减少人为的操作，简化晾衣的流程。

2、软件容错处理

设计人员主要采用时间累计的方式，对智能晾衣控制系统在运行中的故障进行判断，结合具体的实验结果，保证衣架能够完成整个移动动作，控制其时间大概为20秒。如果一旦累计时间超出了所设计的时间，也就说证明衣架的位置传感器并没有检测到衣架的位置。这就需要对此系统进行维护[2]。

3、软件算法

通过系统初始化和外设初始化的基本计算后，相关的设计人员可以结合阳光与雨滴等内容，设计阈值，实现对光照强度和雨滴强度的分析，在此基础上让系统做出更加准确地判断，检查其是否需要出去进行晾晒。当阳光强度没有达到标准时，或者是在下雨和天黑等条件下，系统并不会自动晾晒衣物。需要注意的是，要结合系统的实际运行情况，定期对其进行全面检查，避免其被东西卡住。

结束语

总而言之，要想进一步改善当前人们的生活质量，实现生活方式的个性化和智能化，需要重视对智能晾衣控制系统的设计和优化，科学选择单片机。同时，还需要结合市场的需求，优化衣架的结构和工作方式，从而进一步完善当前的智能晾衣控制系统。

参考文献：

[1]张士伟.基于单片机的智能晾衣架控制系统设计[J].价值工程，2019，38（3）：131-133.

[2]李时默.基于52单片机的智能晾衣架系统设计[J].计算机产品与流通，2019，（9）：120-120.