基于单片机的智能晾衣架设计开题报告

三、文献综述（1200字左右）

随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，家装要求的档次越来越高，生活家居人性化、智能化的要求使智能控制技术在智能家居电子产品中得到了广泛应用,伴随着智能家居的快速发展，晾衣工具的智能化发展明显落后与其他家用器具智能化发展之后，现在已经引起社会的很大关注。本论文为了把握市场动态，顺应时代主题，设计并实现了智能晾衣架系统。本设计分为两种模式，手动模式，和自动模式。手动模式下可以直接打开和关闭晾衣架。采用光敏电阻和DHT11温湿度传感器在自动模式下检测当前外部环境数值变化，然后将数据值传送到STC89C52单片机里，单片机中再根据所测数据与设定数据进行比较和判断，从而驱使电动机正反转，代表衣物的收回与伸出。光照模块选用光敏电阻来检测当前光线明暗度，若光线较暗则电动机正转，液晶屏显示CLOSE表示衣物收回；反之光线较强则电动机反转，表示将衣物伸出去晾晒；DHT11传感器检测到外界环境湿度是否大于设定湿度上限，最后测量的数据值传送到STC89C51单片机上，若湿度大于设定湿度值系统默认将衣物收回，反之当天气转晴外界空气湿度低于预设值，则电动机反转将衣物伸出去进行晾晒，从而达到智能晾衣的目的。

其中控制器采用STC89C52单片机，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K Flash在系统可编程存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。

光照传感器采用光敏电阻，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。

光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

温湿度传感器采用DHT11检测传感器，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。

控制硬件采用电动机，按键电路设定光照和雨滴的阈值，用液晶显示器测量和设定值及显示工作状态。通过设计和实验调试完成了基于单片机的智能晾衣系统。采用 Keil,Proteus 以及 Stc-isp 3 个软件作为开发环境进行开发。其中 Keil 用来编程，结合 Proteus 进行仿真调试，最后使用 Stc-isp 下载到 STC89C52 单片机中。实现智能晾衣架对外界的环境温湿度的测量，调节对温湿度的感应在一个合适的区间范围内，并设置限位。来实现智能晾衣架的完整运行。在调试中应满足以下六点的功能。

1.智能晾衣杆全自动工作，可实现无人操控

2.具有手动模式，可以直接控制伸缩晾衣架

3.光敏传感器：天亮时或者阳光正好的时候伸出去晾晒，天黑时候将衣服收回来

4.温湿度传感器：运用DHT11温湿度传感器采集当前外部环境的温湿度，如果湿度较大，则将衣服收回来；检测到湿度降低较小时，将衣服伸出去晾晒

5.液晶显示：可以直接显示当前外部天气信息和状态

6.红外遥控器可以直接进行控制晾衣架进行工作

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四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）设计及论证（不少于900字）

硬件设计：采用光敏电阻和DHT11湿度传感器收集检测外部环境的光照、湿度两个外部天气信号，通过STC89C52单片机来控制晾衣架，步进电机模拟衣架的旋转，当外面天气晴朗并且湿度较小时，将晾衣架伸出去晾晒衣物；当光线昏暗天气黑了或下雨湿度较大时，电机将衣架收回室内，防止衣物被雨打湿或在外面过夜沾上雨水。

系统设计组成：系统主要由：控制系统核心、红外模块、温湿度检查模块、光采集模块、驱动模块、开关模块和显示模块。单片机上有系统的控制核心和数据处理中心；温湿度检测模块用来采集外界环境的数据；光敏检测模块用来采集环境光强信号；驱动模块用来放大电机正反转，是对晾衣架伸出去和收回来进行的一个模拟：按键模块是用来设置系统工作模式；显示模块用来显示检测到的温湿度、衣架的开合。

整体设计框图：整体设计控制框图如下图所示，通过光照传感器和湿度传感器检测外部天气的光线明暗变化和湿度变化，按键或红外遥控器可设定光照和湿度的初始值，做出相应的判断，最后通过单片机来驱动步进电机，将衣架进行伸出和收回。

软件设计：在本设计中软件程序部分使用C语言进行编写,选择Keil 5软件作为开发环境,运用Protues进行部分仿真,采用STC89C52单片机进行光线强度、湿度两个外界环境天气信号的采集,并使用单片机管制步进电机的驱动代表衣架的举措,当外界环境天气晴朗,没有下雨的时候,衣架被伸出去晾晒衣物;下雨的时候或者天色暗淡,衣架被转回室内,有效防止衣服在外留宿，被雨打湿。

主程序流程：本设计最初读取温湿度，LCD1602初始化后显示当前信息状态，中断和定时器进行初始化，然后通过键盘扫描，分为手动模式和自动模式两种情况。在自动模式下判断光照和雨滴，当光线昏暗或者下雨，则将衣架关闭收回室内，或者伸出去进行晾晒。手动模式下，液晶显示当前信息，L298N直接控制晾衣架的开关，程序流程图见图。

五、工作计划（不少于300字）

第1周 调研，确立课题并按要求查找相关资料；翻译相关英文资料

第2周 消化课题、准备开题，完成开题报告

第3周 参阅有关资料，确定各类检测器件，主控芯片，显示器件，电机，分析信号输入电路工作原理；设计系统组成原理框图；

第4周 设计信号输入、信号处理、显示模块的电路参数；绘制电路原理图

第5周 设计单片机扩展电路并绘制单片机系统电路；期中检查；

第6周 购买材料，搭建硬件电路；

第7周 分析单片机扩展电路工作原理，设计控制软件框图；完成软件程序；

第8周 硬件制作调试和完善软件设计；

第9周 软硬件联调；验收成果；

第10周 完成毕业论文查重，提交毕业论文终稿和查重报告，接受答辩资格审查；

第11周评阅教师评阅论文；学生准备答辩；

第12周答辩结束。

第13周检查毕设文档；毕设结束。