摘  要： 設(shè)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(xiàn)衣物智能收曬功能的智能晾衣架。簡單介紹了系統(tǒng)的工作原理和軟、硬件的設(shè)計。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達到了預(yù)期目的。
關(guān)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(jīng)常由于各種原因不在家，從而導(dǎo)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(xiàn)象尤為普遍。
    基于上述情況，本文以AT89C52單片機為核心設(shè)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(guān)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(jié)構(gòu)與工作原理
1.1 智能晾衣架結(jié)構(gòu)
    本文設(shè)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?？刂屏庑紊炜s架的電機通過正、反不同方向的運轉(zhuǎn)將衣架伸出或收回。
    濕度與光照傳感器安裝在衣架的兩側(cè)，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(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

1.2 智能晾衣架工作原理
    當(dāng)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(yīng)的指令控制電機正轉(zhuǎn)，將衣架伸出從而晾曬衣服。
    當(dāng)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(yīng)的指令控制電機反轉(zhuǎn)，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(dāng)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(guān)閉。其控制系統(tǒng)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(chǔ)與關(guān)鍵部分，它對整個系統(tǒng)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(shè)備：
    (1)AT89C52單片機
    AT89C52是一個低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8 KB可反復(fù)擦寫的Flash、只讀程序存儲器和256 B隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)。AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)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(yīng)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(tǒng)設(shè)計
3.1 硬件電路設(shè)計
    控制系統(tǒng)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(tǒng)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(zhuǎn)的指示燈；J1、J2為直流12 V繼電器，控制電機的正、反轉(zhuǎn)；S1、S2分別為手動伸開、收回開關(guān)；S3、S4分別為伸縮限位開關(guān)；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(tǒng)工作流程如下：當(dāng)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)；S3為伸開的限位開關(guān)，當(dāng)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(guān)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(dāng)按下S2鍵時，工作流程與上述相反，電機反轉(zhuǎn)、菱形桿收回，并在S4閉合時，電機關(guān)閉、太陽能發(fā)電裝置關(guān)閉[5]。
3.1.1 濕度傳感器電路設(shè)計
    濕度傳感器控制電路如圖4所示，集成運放采用LM393，它構(gòu)成了雙壓比較器集成電路。在環(huán)境濕度達不到設(shè)定閾值時，LM393輸出端輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境濕度超過設(shè)定閾值時，LM393輸出端輸出低電平[6]。

3.2 軟件設(shè)計
    系統(tǒng)是否能夠在滿足硬件電路設(shè)計要求的條件下運行，必須依靠軟件來實現(xiàn)。本智能晾衣架的控制系統(tǒng)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(zhuǎn)子程序等。

    本文設(shè)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(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，較好地滿足了人們由于經(jīng)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(zhuǎn)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
[1] 張謙，孫曉，周浩，等.基于單片機的智能晾衣架設(shè)計[J].機械工程與自動化，2012(6)：153-156.
[2] 楊貴恒.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及其應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.
[3] 張?zhí)m紅，鄒華.單片機原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.
[4] 李正熙，陳亞愛.電動機實用控制電路[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.
[5] 高立新.Protel DXP 2004電子CAD教程[M].北京：科學(xué)出版社，2010.
[6] 童敏明，唐守鋒，董海波.傳感器原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.