摘 要： 設計了一種以AT89C52單片機為核心，通過濕度傳感器和光照傳感器檢測天氣情況，從而實現衣物智能收曬功能的智能晾衣架。簡單介紹了系統的工作原理和軟、硬件的設計。實驗結果表明，該系統運行穩(wěn)定，達到了預期目的。
關鍵詞： 晾衣架；AT89C52單片機；傳感器；智能
在如今這個快節(jié)奏的時代里，人們的日程安排越來越緊密。經常由于各種原因不在家，從而導致晾曬的衣物不能及時曬出與收回。尤其是在氣候多變的季節(jié)里，這種現象尤為普遍。
基于上述情況，本文以AT89C52單片機為核心設計了一種可以在晴雨天自動收曬衣物的智能晾衣架。該晾衣架裝有太陽能發(fā)電裝置，在晾衣架完全伸出后打開，收回時關閉，吸收的太陽能供晾衣架電機和陽臺電燈使用。
1 智能晾衣架的結構與工作原理
1.1 智能晾衣架結構
本文設計的智能晾衣架適宜安裝在窗戶的上沿部分，智能晾衣架的傳動部分由菱形伸縮架組成。控制菱形伸縮架的電機通過正、反不同方向的運轉將衣架伸出或收回。
濕度與光照傳感器安裝在衣架的兩側，用來檢測環(huán)境變化；衣架頂端與前端安裝太陽能電池板，可以充分吸收太陽能。智能晾衣架部分結構如圖1所示[1]。
1.2 智能晾衣架工作原理
當天氣晴朗時，陽光照射在光照傳感器上，此時單片機檢測到光照傳感器傳送的“晴天”信號，發(fā)出相應的指令控制電機正轉，將衣架伸出從而晾曬衣服。
當室外下雨時，濕度傳感器檢測到環(huán)境濕度增大，不適合衣物晾曬，向單片機傳送“下雨”信號，單片機收到信號后，發(fā)出相應的指令控制電機反轉，將衣架收回。
手動伸開、收回按鈕可以人為地控制晾衣架的伸縮。當晾衣架伸開到位后，太陽能發(fā)電裝置打開，衣架收回完畢后關閉。其控制系統原理圖如圖2所示。
2 智能晾衣架控制電路硬件平臺
控制單元的硬件是智能晾衣架的基礎與關鍵部分，它對整個系統的有效性、穩(wěn)定性和節(jié)能性都具有直接影響。本智能晾衣架控制單元選用了以下硬件設備：
(1)AT89C52單片機
AT89C52是一個低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內含8 KB可反復擦寫的Flash、只讀程序存儲器和256 B隨機存取數據存儲器(RAM)。AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應用。
(2)濕度傳感器HR202
HR202是一款電阻式高分子濕度傳感器，具有感濕范圍寬、響應速度快、靈敏度高、性能穩(wěn)定可靠、一致性好等特點。
(3)光照傳感器
光照傳感器選用光敏二極管傳感器，光敏二極管對環(huán)境光強最敏感，一般用來檢測周圍環(huán)境的亮度和光強。
(4)太陽能發(fā)電模塊
太陽能發(fā)電模塊由太陽能電池板、太陽能發(fā)電機組成。太陽能電池板由多晶硅制成。
3 控制系統設計
3.1 硬件電路設計
控制系統硬件電路主要由AT89C52單片機、濕度傳感器電路、光照傳感器電路、限位電路、太陽能發(fā)電裝置控制電路組成。其控制系統硬件圖如圖3所示。其中D3、D4分別是綠色和紅色發(fā)光二極管，為電機正、反轉的指示燈；J1、J2為直流12 V繼電器，控制電機的正、反轉；S1、S2分別為手動伸開、收回開關；S3、S4分別為伸縮限位開關；P1.4、P1.5為濕度與光照傳感器信號輸入端；P2.7為控制太陽能發(fā)電裝置信號輸出端[3-4]。
該控制系統工作流程如下：當按下S1鍵時，P1.0口為低電平，AT89C52單片機的P2.0口為高電平，發(fā)出指令使電機正轉，菱形桿伸開。同時，P2.2口為高電平，發(fā)光二極管D3亮，顯示電機正轉；S3為伸開的限位開關，當S3閉合時，AT89C52單片機的P2.0口為低電平，發(fā)出停止指令使電機關閉，菱形桿停止伸開；P2.2口為低電平，發(fā)光二極管D3滅。此時，P2.7口為高電平，太陽能發(fā)電裝置打開。當按下S2鍵時，工作流程與上述相反，電機反轉、菱形桿收回，并在S4閉合時，電機關閉、太陽能發(fā)電裝置關閉[5]。
3.1.1 濕度傳感器電路設計
濕度傳感器控制電路如圖4所示，集成運放采用LM393，它構成了雙壓比較器集成電路。在環(huán)境濕度達不到設定閾值時，LM393輸出端輸出高電平，當外界環(huán)境濕度超過設定閾值時，LM393輸出端輸出低電平[6]。
3.2 軟件設計
系統是否能夠在滿足硬件電路設計要求的條件下運行，必須依靠軟件來實現。本智能晾衣架的控制系統軟件主要由主程序和多個子程序組成。主程序流程圖如圖6所示。子程序包括濕度、光照采集子程序、按鍵查詢子程序、電機正反轉子程序等。
本文設計了一種基于AT89C52單片機的智能晾衣架，通過濕度、光照傳感器檢測環(huán)境變化，自動伸縮晾衣架。其結構簡單，穩(wěn)定性好，較好地滿足了人們由于經常外出而不能及時收曬衣物的需求。其上安裝的太陽能發(fā)電裝置，不僅為智能晾衣架的電機轉動提供動力來源，也能為家居提供照明，省電環(huán)保。
參考文獻
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