基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现

燕京理工学院毕业设计（论文）I基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计与实现董阳通信工程专业通信1301班学号130250004指导教师李丽芬副教授摘要现在都市的生活越来越忙，很多人都没有时间和精力来管理一些细节上的东西，比如，在合适的阳光温度时间内晾晒衣服。针对这来问题我们开始了研究，通过对智能晾衣架控制系统的设计与实现的不断探究，得到了比较好的设计思路。通过使用DHT11温湿度传感器、光敏电阻等元件，对环境的变化进行检测，然后再将测量数据传递给STC89C51单片机，单片机的核心板再对所测量的温湿度和光线的强弱进行判别，驱使电机进行正转或者反转，达到智能晾晒衣物的目的。在温湿度检测方面使用的是DHT11传感器模块，该模块将测量得到的数据与设定值进行对比，如果湿度超越过设定值，系统会默认回收晾衣架，发送脉冲信号来控制电机收回晾衣架。针对光照强度方面的检测我们选择使用光敏电阻，光照强度的改变会使电阻阻值产生相应的变化，单片机将变化后的阻值与设定值进行对比，如果超过设定值，则控制电机进行转动，使衣架收回，从而实现智能晾衣服的目的。关键词：智能STC89C51DHT11燕京理工学院毕业设计（论文）IIDesignandImplementationofIntelligentClothesHangerControlSystemBasedonSingleChipMicrocomputerAbstractNowthecitylifemoreandmorebusy,alotofpeopledonothavethetimeandenergytomanagesomeofthedetails,forexample,intheappropriatetemperatureofthesundryingclothes.Inordertosolvethisproblem,westartedtheresearch,throughtheintelligentclotheshangercontrolsystemdesignandimplementationofcontinuousresearch,getabetterdesignideas.ByusingtheDHT11temperatureandhumiditysensor,photosensitiveresistanceandothercomponents,thechangeofenvironmentweredetected,andthenthemeasurementdataaretransmittedtotheSTC89C51microcontrollercoreboardmicrocontrollertomeasurethetemperatureandhumidityandlightintensitydiscrimination,motordrivenforwardorreverse,achievestheintelligentclothesdryingpurpose.UsedinthedetectionofthetemperatureandhumidityDHT11sensormodule,themodulewillbemeasureddataarecomparedwiththesetvalue,ifthehumidityisbeyondthesetvalue,thesystemwilldefaultrecoveryracks,sendpulsesignaltocontrolthemotorbackracks.Similarly,thephotosensitiveresistorfordetectingthelightintensityofthelightintensity,thechangeswillcausetheresistancechange,willchangetheresistancecomparedwiththesetvalue,ifitexceedsthesetvalue,thencontrolthemotortorotate,theclotheshangertorecover,soastoachievethepurposeofintelligentclothes.Keywords:intelligentSTC89C51DHT11燕京理工学院毕业设计（论文）III目录前言.....................................................1第1章绪论.................................................2第1.1节选题背景........................................2第1.2节研究方法及目的..................................2第1.3节研究意义........................................3第2章系统总体设计.........................................4第2.1节总系统设计框图..................................4第2.2节系统组成概述....................................4第2.3节控制系统核心选择................................4第2.4节湿度检测模块选择................................5第2.5节遥控电路设计....................................5第2.6节遥控发射模块参数................................6第2.7节光强检测模块选择................................7第2.8节电机模块选择....................................7第２.9节系统设计要求...................................8第3章控制系统硬件设计.....................................9第3.1节单片机的介绍及其工作系统设计....................9第3.2节温湿度传感器电路...............................14燕京理工学院毕业设计（论文）IV第3.3节光敏检测电路...................................17第3.4节直流电机驱动电路...............................19第4章控制系统设计........................................21第4.1节程序流程图.....................................21第4.2节程序设计.......................................22第4.3节系统初始化.....................................22第4.4节温湿度检测.....................................25第5章系统整体调试........................................27第5.1节系统仿真演示...................................28第5.2节硬件实物的焊接.................................33结论....................................................37附录....................................................39参考文献....................................................41致谢....................................................42燕京理工学院毕业设计（论文）1前言科技是第一生产力科技的进步推动着人类生活的进步，人们对生活也开始不断的追求智能化，这种形式促使各国也在家具智能方面开始了深入的研究。人工智能化的产生以及运用使人们对家电、照明、窗帘管理控制和防盗报警等智能化方面的研究更进了一步，促使人们生活向全面人工智能化也更近了一步。但是，在各项人工智能的家具中针对晾衣工具这个方面的研究我国并没有得到很大中的重视和研究，甚至可以用没有什么改变来形容，所以其市场研究价值很高，十分利于我们开发研究。现在在我国大多数普通用户生活中，很少会存在能够随着外界环境改变而硬件自身够功进行变化的智能晾衣架，从而达到自动收缩或者伸展晾衣架的目的。常见的普通晾衣架在实际生活活中并不是很人性化帮助人们生活便利，并且很多常见的问题不能够解决。例如，我们工作不在家时，突然下起雨，在外面晾洗的衣服不能够及时回收而导致重洗；晚上因为加班不能够回家，晾晒的衣服也不能够及时回收造成损失，并且在酷热夏日，我们因为工作繁忙的原因通常会导致把洗好的衣物晾晒在室外一整天，而不能及时收回。假设我们不在家，但是在夏天的正午时候不能够把衣物回收到屋子里，导致衣物暴晒，这样的现象在我们平时的生活中最为常见，所以普通的晾衣架对我们的衣物伤害极大。虽然在国际上有很多大的厂家对智能晾衣架有一定的研究，但是他们所研究量产的智能晾衣架大都是半智能化的，用户只能经过电路按键等控制方式使衣物达到垂直升降晾晒衣服的目的。基于这一现状我的设计思路是使用DHT11温湿度传感器和光传感器来检测室外的天气温度和光照的情况，然后得到当下天气信息，这些信息再由传感器传输到单片机，单片机再通过脉冲信号使电机进行转动，进而达到智能晒衣物的目的。燕京理工学院毕业设计（论文）2第1章绪论第1.1节选题背景科技是第一生产力科技的进步推动着人类生活的进步，人们对生活也开始不断的追求智能化，这种形式促使各国也在家具智能方面开始了深入的研究。人工智能化的产生以及运用使人们对家电、照明、窗帘管理控制和防盗报警等智能化方面的研究更近了一步，促使人们向全面人工智能化也更近了一步。但是，在各项人工智能的家具中针对晾衣工具这个方面的研究我国并没有得到很大中的重视和研究，甚至可以用没有什么改变来形容，因此智能晾衣架也有很大发展空间，其市场研究价值很高，并且渐渐的这种生活模式将会吸引社会的很大关注。第1.2节研究方法及目的1.2.1研究目的现在在我国大多数普通用户生活中，很少会存在能够随着外界环境改变而硬件自身够功进行变化的智能晾衣架，从而达到自动收缩或者伸展晾衣架的目的。常见的普通晾衣架在实际生活活中并不是很人性化帮助人们生活便利，并且很多常见的问题不能够解决。例如，我们工作不在家时，突然下起雨，在外面晾洗的衣服不能够及时回收而导致重洗；晚上因为加班不能够回家，晾晒的衣服也不能够及时回收造成损失，并且在酷热夏日，我们因为工作繁忙的原因通常会导致把洗好的衣物晾晒在室外一整天，而不能及时收回。假设我们不在家，但是在夏天的正午时候不能够把衣物回收到屋子里，导致衣物暴晒，这样的现象在我们平时的生活中最为常见，所以普通的晾衣架对我们的衣物伤害极大。虽然在国际上有很多大的厂家对智能晾衣架有一定的研究，但是他们所研究量产的智能晾衣架大都是半智能化的，用户只能经过电路按键等控制方式使衣物达到垂直升降晾晒衣服的目的，但是这样的设计并不能完美的晾晒衣服并且让其对衣服无损伤，通过用单片机为核心的设计可以很好解决这个问题。整个系统的工作过程为，单片机经过DHT11温湿传感器来获取当下天气情况，当室外的温度燕京理工学院毕业设计（论文）3或湿度为系统设定数值的时候，单片机会发送信号驱使电动机进行转动，来完成智能晾晒衣服目的。另外，在转动的过程中