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(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,、硬件的設計,。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)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(jīng)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(xiàn)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(jié)構(gòu)與工作原理
1.1 智能晾衣架結(jié)構(gòu)
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(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(zhuǎn),，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(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(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與關鍵部分,，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(tǒng)設計
3.1 硬件電路設計
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；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(tǒng)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(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,，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(zhuǎn)、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(gòu)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(tǒng)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(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)及其應用[M].北京：化學工業(yè)出版社,，2011.
[3] 張?zhí)m紅,，鄒華.單片機原理及應用[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：化學工業(yè)出版社,，2012.
[5] 高立新.Protel DXP 2004電子CAD教程[M].北京：科學出版社，2010.
[6] 童敏明,，唐守鋒,，董海波.傳感器原理與應用技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2012.