CN104674529A - 自适应晾晒智能晾衣系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一个自适应晾晒智能晾衣系统，包括晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统、自适应太阳能反射镜子系统和控制子系统。通过单片机的控制，根据阳光强度自适应改变衣物晾晒时间，阳光过于强烈时能够缩短晾晒时间防止暴晒，阳光弱时延长晾晒时间加快衣物晾晒。阳光强度弱并且温度低的时候能自动开启自适应太阳能反射镜为衣物提供更多阳光，加快衣物晾晒，当反射镜的温度高于设定值时，则自动停止工作。并且可以通过按键电动任意控制晾衣杆的位置。是一个经济又环保的晾衣系统。

Description

自适应晾晒智能晾衣系统

技术领域]

本发明涉及家居用品，具体是一种智能化自适应晾衣系统。

背景技术]

晾衣杆是生活中不可或缺的一种生活用品，人们对便捷化，高效化晾衣的追求催生了对智能晾衣系统的研究。不同季节阳光的强度不同，衣物的晾晒很大程度上受到了天气情况的限制。夏天晾晒衣物时，人们则担心阳光暴晒使衣物变形、颜色变旧；冬天则希望能够有充足的阳光可以加快衣物的晾晒，也可利用太阳光所含的紫外线，对衣物进行消毒杀菌。当用户把衣物挂在晾衣杆上时，对于不同身高的用户以及晾晒衣物的长短，对晾衣杆的位置都会有不同的要求，然而现今电动晾衣架都是固定死晾晒衣物的位置，因此人们需要一个可以根据阳光强烈程度与天气情况来自适应晾晒并且可以任意控制晾衣架位置的智能晾衣系统。

中国专利CN01127853.6、名称为“智能晾衣架”的发明专利实现了雨天会自动将衣物收到阳台内的功能，并且可以电动控制晾衣架水平和垂直方向固定移动，但是却不能电动的控制任意位置。中国专利CN201210332690.1、名称为“低挂高晾随光转动晾衣架”的发明专利可以实现晾衣架随着阳光的角度来改变晾衣架的角度晾晒衣物；虽然中国专利CN01127853.6解决了天气突变对晾晒衣物的影响，中国专利CN201210332690.1让晾衣架可以随着阳光转动，但是却没有考虑到不同季节晾晒衣物对阳光强度对衣物晾晒的影响，也不能够在阳光强度弱时为衣物提供更多的阳光。

发明内容]

本发明的自适应晾晒智能晾衣系统在晴天且白天自动晾晒衣物，雨天或者黑夜收回衣物的基础上实现了以下三个功能：

1、根据阳光强度自适应改变衣物晾晒时间：阳光过于强烈时能够缩短晾晒时间防止暴晒，阳光弱时延长晾晒时间加快衣物晾晒；

2、自适应太阳能反射镜：阳光强度弱并且温度低的时候能自动开启自适应太阳能反射镜为衣物提供更多阳光，加快衣物晾晒，当反射镜的温度高于设定值时，则自动停止工作；

3、 电动任意控制晾衣杆的位置：通过按键任意设定晾衣杆位置。

为了实现以上功能，本发明的自适应晾晒智能晾衣系统包括晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统、自适应太阳能反射镜子系统和控制子系统。

晾衣杆升降与平移子系统包括晾衣杆、齿轮（四个）、钢绳（四条）、晾衣杆的带槽滚轮（两个）、第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、滑动块（两个）、第一支撑杆、第二支撑杆、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、限位开关（六个）、晾衣杆滚轮轨道（两根）、固定螺母（八个），滑块滑动轨道（两个）、步进电机电机滚轮（四个）、步进电机驱动器、连接线。第一支撑杆垂直竖立于阳台左边，第二支撑杆垂直竖立于阳台右边；第一支撑杆与第二支撑杆各带有一个竖直槽并且竖直槽内固定有竖直的滑块滑动轨道；各有一个滑动块沿对应的滑块滑动轨道上下运动；第一横梁和第二横梁分别垂直于第一支撑杆和第二支撑杆并通过滑动块分别与之相应连接；第三横梁位于阳台外，第四横梁位于阳台内，四根横梁首尾相接组成一个矩形并且处于同一水平面；第一、第二横梁横向带有相向的滚轮轨道；晾衣杆的两端分别穿过晾衣杆的带槽滚轮与带槽滚轮连为一体可随着带槽滚轮一起沿滚轮轨道横向运动。第一步进电机和第二步进电机在阳台内与第四横梁左端和右端上的与第四横梁刚性连接的齿轮通过钢绳连接，第一、二步进电机上的电机滚轮随着步进电机的正反转而转动，第一、二步进电机上的电机滚轮带动齿轮和钢绳运动时带动滑动块升降运动，进而带动与滑动块连接的第四横梁在支撑杆的滑块滑动轨道里升降运动。由于晾衣杆的两端与晾衣杆的带槽滚轮连为一体，而晾衣杆的带槽滚轮与第一、第二横梁处于同一水平面，进而与第四横梁处于同一水平面，因此，晾衣杆也将随着滑动块的升降而升降。晾衣杆的带槽滚轮两边的轮沟都穿过钢绳，能够与钢绳一同运动，第三步进电机在阳台内与第一支撑杆上的齿轮通过钢绳连接，第四步进电机在阳台内与第二支撑杆上的齿轮通过钢绳连接，第三、四步进电机带动齿轮运动时，带动与钢绳连接的晾衣杆的带槽滚轮前后运动，进而带动与晾衣杆的带槽滚轮连为一体的晾衣杆在第一、二横梁的晾衣杆滚轮轨道上前后运动。

控制子系统包括单片机、第一按键（控制晾衣杆上升）、第二按键（控制晾衣杆下降）、第三按键（控制晾衣杆向前）、第四按键（控制晾衣杆向后）、第五按键（增加衣物晾晒时间）、和第六按键（减少衣物晾晒时间），都被放置于阳台内墙上的同一边。晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统和自适应太阳能反射镜子系统都通过连线连接控制子系统的单片机。前四个按键分别与单片机的四个输入口相连。单片机一个时钟周期检测一次按键是否按下，只有检测到按键按下步进电机才会转动一圈，因此只有控制某个动作的按键持续按下的时候晾衣架才会连续动作。单片机的输出口与步进电机驱动器连接，电机驱动器与步进电机连接。单片机通过控制步进电机驱动器来控制步进电机，单片机通过判断信号是来第一按键、第二按键、第三按键和第四按键的信号，来控制步进电机动作的方向与圈数，从而控制晾衣杆的上升、下降、向前或者向后，如果操作者觉得晾衣杆的位置合适，则松开按键，则晾衣杆可以停在操控者任意想设定的位置。

为了让用户在不同季节晾晒衣物时不用为阳光强度的大小而担心，本发明设置了传感器检测子系统，具有根据阳光强度自适应改变衣物晾晒时间的功能，由传感器检测单元、时钟芯片与单片机控制单元组成。传感器检测单元中的六个硅光传感器，两个安装在室外的第一横梁上的既可以采集到光线又不会被雨水淋湿的透明、透光的硅光传感器保护盒内，两个相同方式安装在第二横梁上，剩余两个也相同方式安装在第三横梁上，它们分别与单片机的输入端连接，通过ATD（模数转换），将光信号转换成电压信号输出给单片机；六个温湿度传感器，两个安装在室外的第一横梁上，两个安装在第二横梁上，剩余两个安装在第三横梁上，分别与单片机的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将外界的温湿度信号传输给单片机；时钟芯片与单片机的输入端相连接让单片机与现实的时钟同步，单片机通过分析采集的外界环境的温湿度与光度综合来判断外界的阳光强度并且有相应的预处理程序，如果外界阳光强度过强则减少衣物的晾晒时间，防止衣物暴晒，如果外界阳光强度太弱则增加衣物的晾晒时间，加快衣物晾干。

为了在阳光强度弱的时候为衣物提供更多阳光，本发明设置了自适应太阳能反射镜子系统，具有自适应反光的功能，包括舵机和太阳能反射镜温湿度传感器检测单元，并共享传感器检测子系统的传感器检测单元。太阳能反射镜传感器检测单元中有四个温湿度传感器，两个安装在太阳能反射镜的一边，剩余两个安装在太阳能反射镜的另一边，分别与单片机的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将太阳能反射镜表面的温度信号传输给单片机。舵机通过支撑架被安装在阳台外有阳光的地方，舵机通过太阳能反射镜连接块、太阳能反射镜转动轴与太阳能反射镜连接，因此舵机可以带动太阳能反射镜转动。舵机的控制端通过连接线与单片机的输出端相连接，单片机通过第一横梁、第二横梁和第三横梁上传感器采集的温湿度和光度来判断外界的光照强度，如果光照强度太弱将开启舵机工作，即让太阳能反射镜工作，如果太阳能反射镜表面的温度高于设定值，则停止太阳能反射镜工作。舵机的旋转角度由PWM波控制，在单片机内预先建立一天上午6点到晚上6点的12个小时中每个小时所对应于不同太阳高度角所对应输出的舵机的PWM波控制信号，使得太阳能反射镜的转角最合适来为衣物提供最充足的阳光，这样太阳能反射镜就可以在阳光弱的时候，为衣物提供最大的阳光，加快衣物的晾晒。

为了在天气多变时方便人们日常生活中晾晒衣物，本发明专利还可以实现晴天并且白天会自动晾晒衣物，雨天或者黑夜会自动收回衣物。本功能由传感器检测单元、单片机自动控制晾衣杆位置部分来组成。传感器检测单元与之前相同，单片机会根据预定的程序，将采集到的湿度值和光照强度值与设定的湿度值和光照强度值进行比较，当空气湿度或光度值低于设定的湿度值或者光照强度值（下雨或者黑夜来临），单片机发出控制信号驱动第一、二步进电机驱动器，第一、二步进电机驱动器驱动第一、二步进电机使第一、二步进电机反转收回晾衣杆，当第一、二步进电机的步进圈数到达设定值或者晾衣杆接触到阳台内横向的限位装置时，第一、二步进电机停止，则将衣物收回到阳台内；同理，当采集的湿度和光度值大于设定的值（天气晴朗的白天）时，单片机会驱动步进电机反向转动，使晾衣杆放出来晾晒衣物。

本自适应晾衣系统的优化功能：

为了使晾晒衣物的过程具有更强的自主性，晾晒衣物的时间也可以通过人为设定。本功能主要是通过第五按键（增加衣物晾晒时间）、第六按键（减少衣物晾晒时间）与单片机的编程来决定的。第五按键、第六按键被安置于阳台靠近单片机并且易于操作的地方并且与单片机的I/O口相连作为输入，在单片机的编程中设置人工设定晾晒时间的优先级大于单片机自动设定的晾晒时间，而且在人工设定晾晒时间的初始值是2小时，可以通过第五按键来进行增加衣物晾晒的时间，通过第六按键来进行减少衣物晾晒的时间，在没有人为设定的情况下晾衣系统将根据天气情况自动设定衣物晾晒时间。

为了让人们在晾晒衣物时更有利用观察当前衣物晾晒的状态，本发明还有显示屏可以显示当前温湿度、日期、晾晒衣物指数与选择晾晒衣物的时间。本功能由传感器检测单元和显示屏与单片机控制系统来实现，传感器检测单元工作原理与之前相同，显示屏被放置于阳台与单片机同侧、靠近单片机并且易于被用户看见的位置，传感器检测单元将实时检测到的温湿度、光度信号传给显示屏与单片机控制系统，单片机会根据预设定的程序进行处理，再通过DTA（数模转换）让显示屏显示。

本发明同现有技术相比，有以下优点：

1、本发明根据阳光强弱进行自适应晾晒，解决了衣物晾晒过程中阳光的问题，夏季不用担心太阳暴晒，冬季或者阳光不足时也不用担心衣物晾晒的问题；

2、本发明采用步进电机可以电动控制让晾衣杆处于任何的位置，这样让晾衣杆的高度可以满足不同身高的用户和不同长度衣物的需求；

3、本发明的自适应太阳能反射镜，为晾晒衣物提供更多阳光，节能环保。太阳能反射镜是近几年提出的一种聚集、反射阳光的新产品，已经被运用在太阳能发电系统中，被用来跟踪太阳并且将太阳光反射到接收器上，为接收器提供更多的阳光。因此，如果能够把它恰当的利用在晾晒衣物上，为衣物提供更多的阳光，加快衣物的晾晒，则可以充分利用大自然的资源，更加环保。

附图说明]

图1为自适应晾晒智能晾衣系统的总体连接的侧视图，图1中 1是晾衣杆  3是齿轮，5是钢绳，6 是透明硅光传感器保护盒，7是限位开关，8是晾衣勾，9是支撑架，10是连接线， 11是显示屏，12是硅光传感器，13是温湿度传感器，14是太阳能反射镜，15是舵机，16是晾衣杆的带槽滚轮，17是滑动块，18是单片机，19是晾衣杆滚轮轨道，20是固定螺母， 21是滑块滑动轨道，22是步进电机滚轮，23是舵机与太阳能反射镜连接块，24是舵机转动轴，25是时钟芯片，26是步进电机驱动器，27是第一横梁，28是第二横梁，29是第三横梁，30是第四横梁，31是第一支撑杆，32是第二支撑杆，33是第一步进电机，34是第二步进电机，35是第三步进电机，36是第四步进电机，37是第一按键，38是第二按键，39是第三按键，40是第四按键，41是第五按键，42是第六按键。

图2为自适应晾晒智能晾衣系统的总体连接的正视图。

图3为太阳能反射镜结构图。

图4为自适应晾晒智能晾衣系统平移运动的工作原理图。

图5为自适应晾晒智能晾衣系统升降运动的工作原理图。

图6为自适应晾晒智能晾衣系统的工作原理图。

图7为自适应晾晒智能晾衣系统所有传感器与单片机的连线图。

图8为第一横梁温湿度传感器、硅光传感器位置图。

具体实施方式]

下面通过具体实施案例结合附图对本发明做进一步说明，下述实施案例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。

实施例1

图1-图2是自适应晾晒智能晾衣系统的总体连接示意图，图3为太阳能反射镜结构图，图4为自适应晾晒智能晾衣系统平移运动的工作原理图，图5为自适应晾晒智能晾衣系统升降运动的工作原理图，图6是自适应晾晒智能晾衣系统的工作原理图，图7、图8分别是温湿度传感器、硅光传感器与单片机的连线图和温湿度传感器、硅光传感器的位置图。

如图1所示，自适应晾晒智能晾衣系统主要由晾衣杆1、齿轮3（四个）、钢绳5（四条）、第一横梁 27、第二横梁28、第三横梁29、第四横梁30、第一支撑杆31、第二支撑杆32、第一步进电机33、第二步进电机34、第三步进电机35、第四步进电机36、步进电机驱动器26（四个）、限位开关7（六个）、硅光传感器12（六个）、温湿度传感器13（六个）、连接线10、太阳能反射镜14、舵机15、舵机与太阳能反射镜连接块23、时钟芯片25、单片机18组成。

如图6所示，第一至第六按键、温湿度传感器、硅光传感器、时钟芯片作为单片机的输入，步进电机、舵机、显示屏作为单片机的输出，步进电机通过钢绳带动齿轮来带动晾衣杆运动，舵机带动太阳能反射镜运动。按键的输出信号控制晾衣杆的升降与平移运动，按键也可以人工设定衣物晾晒时间；温湿度传感器、硅光传感器的输出信号作为判断外界天气情况和阳光强度的依据，时钟芯片的输出信号使得单片机的时钟与现实时钟同步，单片机通过判断外界的阳光强度和天气情况输出信号控制步进电机从而控制晾衣杆的收放与控制晾衣杆的晾晒时间，如果在阳光强度弱的时候还可以输出控制信号给舵机来启动太阳能反射镜工作；单片机也可以通过DTA转换将采集到的信息输出到显示屏显示。

自适应晾晒智能晾衣系统主要包括以下三个功能，第一是根据阳光强度自适应晾晒衣物，即阳光过于强烈时能够缩短晾晒时间，阳光弱时延长晾晒时间；第二是阳光强度弱并且温度低的时候能自动开启自适应太阳能反射镜为衣物提供更多阳光，加快衣物晾晒；第三是通过按键电动任意控制晾衣杆的位置。

电动任意控制晾衣杆的位置，由晾衣杆升降与平移子系统和按键与单片机控制单元组成，包括晾衣杆1、齿轮3（四个）、钢绳5（四条）、滚轮16（两个）、，第一横梁27、第二横梁28、第三横梁29、第四横梁30、上下滑动块17（两个）、第一支撑杆31、第二支撑杆32、第一步进电机33（可以用86BYG250H）、第二步进电机34（可以用86BYG250H）、第三步进电机35（可以用86BYG250H）、第四步进电机36（可以用86BYG250H）、单片机18（可以用MC9S12XS）、限位开关7（六个）、晾衣杆滚轮轨道19（两根）、固定螺母20（八个），滑块滑动轨道21（两个）、步进电机滚轮22（四个）、步进电机驱动器26（可以用MA860H四个）、连接线10。如图1，图2所示，晾衣杆升降与平移子系统中的第一支撑杆31垂直竖立于阳台内靠近左墙，第二支撑杆32垂直竖立于阳台内靠近右墙。第一支撑杆31与第二支撑杆32都带有槽并且槽内固定有滑块滑动轨道21，第一横梁27和第二横梁28的槽内固定有晾衣杆滚轮轨道，第一横梁27和第二横梁28通过滑动块17分别与第一支撑杆31和第二支撑杆32垂直衔接，第三横梁29位于阳台外，第四横梁30位于阳台内，四根横梁首尾相接组成一个矩形。如图5所示，滑动块17的上边与下边都连着钢绳5可以与钢绳同时运动，第一步进电机33和第二步进电机34在阳台内与第四横梁30两端的齿轮3通过钢绳5连接，第一、二步进电机上的电机滚轮22随着步进电机的正反转而转动，第一、二步进电机上的电机滚轮22带动齿轮3和钢绳5运动时带动滑动块17升降运动，进而带动与滑动块17连接的横梁在支撑杆的滑块滑动轨道21里升降运动。如图4所示，晾衣杆1的两端分别穿过晾衣杆的带槽滚轮16与滚轮连为一体可随着晾衣杆的带槽滚轮16一起运动，晾衣杆的带槽滚轮16的前边与后边都和钢绳5连接可以与钢绳一同运动，第三步进电机在阳台内与第一支撑杆31上的齿轮3通过钢绳5连接，第四步进电机在阳台内与第二支撑杆32上的齿轮3通过钢绳5连接，第三、四步进电机带动齿轮3运动时，可以带动与钢绳5连接的滚轮16前后运动，进而带动与滚轮16连为一体的晾衣杆1在第一、二横梁的晾衣杆滚轮轨道上前后运动；按键与单片机控制单元包括第一按键37（控制晾衣杆上升）、第二按键38（控制晾衣杆下降）、第三按键39（控制晾衣杆向前）和第四按键40（控制晾衣杆向后）分别与单片机的四个输入口相连都被放置于阳台内墙上的同一边，单片机18一个时钟周期检测一次按键是否按下，只有检测到按键按下步进电机才会转动一圈，因此只有控制某个动作的按键持续按下的时候晾衣架才会连续动作，单片机18的输出口与步进电机驱动器26连接，单片机18通过控制步进电机驱动器26来控制步进电机正反转，单片机18通过判断信号是来自第一按键37（控制晾衣杆上升）、第二按键38（控制晾衣杆下降）、第三按键39（控制晾衣杆向前）和第四按键40（控制晾衣杆向后）的信号，当单片机控制器18检测到第一按键37（控制晾衣杆上升）按下时，单片机控制器18带动第三步进电机35，第四步进电机36正转将晾衣杆1上升。当单片机控制器18检测到第二按键38（控制晾衣杆下降）按下时，单片机控制器18将带动第三步进电机35，第四步进电机36反转使晾衣杆1下降。当单片机18检测到第三按键39（控制晾衣杆向前）按下时，单片机控制器18将带动第一步进电机33，第二步进电机34反转将晾衣杆放出。当单片机18检测到第四按键40（控制晾衣杆向后）按下时，单片机控制器18将带动第一步进电机33，第二步进电机34正转将晾衣杆收回。步进电机步进的圈数与方向完全取决于用户按下的按键的时间，如果操作者觉得晾衣杆1的位置合适，则松开按键，则晾衣杆可以停在操控者任意想设定的位置。

根据阳光强度自适应改变衣物晾晒时间，由传感器检测单元、时钟芯片与单片机控制单元组成，包括硅光传感器12（可以采用2UC84六个）、温湿度传感器13（可以采用DHT11六个）、连接线10、单片机18（可以用MC9S12XS）时钟芯片25（可以用DS1302）。如图7，图8所示，传感器检测单元中六个硅光传感器12，两个硅光传感器12安装在室外的第一横梁27上的既可以采集到光线又不会被雨水淋湿的透明、透光的硅光传感器保护盒6内，同理两个安装在第二横梁28上，两个安装在第三横梁29，它们分别与单片机18的输入端连接；六个温湿度传感器13，两个温湿度传感器13安装在室外的第一横梁27，同理两个在第二横梁28，两个在第三横梁29，分别与单片机18的输入端相连，硅光传感器12的通讯端与单片机18的输入口相连接通过ATD（模数转换），将光信号转换成电压信号输出给单片机18，因为硅光传感器12输出的是一个小信号，所以需要采用运算放大器将信号放大后，将数据进行一阶低通数字滤波并取平均值，再输给单片机18，温湿度传感器13的控制端与单片机18输入口相连接，温湿度传感器13采用单总线数据协议进行通讯，将外界的温湿度信号传输给单片机18，单片机18结合采集到的光度与温湿度信号来判断外界的光照强度；时钟芯片与单片机控制单元，时钟芯片25与单片机18的输入端相连接让单片机与现实的时钟同步，单片机18结合采集到的光度与温湿度信号来判断外界的阳光强度（阳光强度值中光度信号占70%，温度信号占15%，湿度信号占15%）并且有相应的预处理程序，如果外界阳光强度过强则减少衣物的晾晒时间，防止衣物暴晒，如果外界阳光强度太弱则增加衣物的晾晒时间，加快衣物晾干。

自适应太阳能反射镜在阳光强度弱并且温度低的时候能自动开启自适应太阳能反射镜为衣物提供更多阳光、加快衣物晾晒，由传感器检测单元，舵机与单片机控制单元组成，包括太阳能反射镜14、舵机15（可以用ASMC-02B）、舵机与太阳能反射镜连接块23（一字型的）、舵机转动轴24、时钟芯片25（可以用DS1302）、连接线10、单片机18（可以用MC9S12XS）、硅光传感器12（可以采用2UC84六个）、温湿度传感器13（可以采用DHT11十个）；传感器检测单元中的六个硅光传感器12，两个安装在室外的第一横梁上27的既可以采集到光线又不会被雨水淋湿的透明、透光的硅光传感器保护盒内6，两个相同方式安装在第二横梁上28，剩余两个也相同方式安装在第三横梁上29，它们分别与单片机18的输入端连接，通过ATD（模数转换），将光信号转换成电压信号输出给单片机18；六个温湿度传感器13，两个安装在室外的第一横梁上27，两个安装在第二横梁上28，剩余两个安装在第三横梁上29，分别与单片机18的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将外界的温湿度信号传输给单片机18；太阳能反射镜传感器检测单元中有四个温湿度传感器13，两个安装在太阳能反射镜14的一边，剩余两个安装在太阳能反射镜14的另一边，分别与单片机18的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将太阳能反射镜14表面的温度信号传输给单片机舵机与单片机控制单元，舵机15被安置于阳台外有阳光的地方，如图3所示，舵机15通过支撑架9被安装在阳台外有阳光的地方，舵机9通过太阳能反射镜连接块23、太阳能反射镜转动轴24与太阳能反射镜14连接，因此舵机15可以带动太阳能反射镜转动，如图1所示，舵机15的控制端通过连接线与单片机18的输出端相连接，单片机18通过横梁上传感器采集的温湿度和光度来判断外界的光照强度，如果光照强度太弱将开启舵机工15作即让太阳能反射镜14工作，舵机15的旋转角度由PWM控制，在单片机18内预先建立一天上午6点到晚上6点的12个小时中每个小时所对应于不同太阳高度角所对应输出的舵机15的PWM波控制信号，使得太阳能反射镜14的转角最合适来为衣物提供最充足的阳光，如果太阳能反射镜14的温湿度传感器13采集的温度大于设定值时，单片机就会控制舵机15，停止太阳能反射镜工作，即让太阳能反射镜不反光的一面对着太阳，这样太阳能反射镜14就可以在阳光弱的时候，为衣物提供最大的阳光，加快衣物的晾晒。

晴天并且白天会自动晾晒衣物，雨天或者黑夜会自动收回衣物。本功能由传感器检测单元、单片机自动控制晾衣杆位置部分来组成。传感器检测单元与之前相同，单片机18会根据预定的程序，将采集到的湿度值和光照强度值与设定的湿度值和光照强度值进行比较，当空气湿度或光度值低于设定的湿度值或者光照强度值（下雨或者黑夜来临），单片机18发出控制信号驱动第一、二步进电机驱动器26，第一、二步进电机驱动器26驱动第一、二步进电机使第一、二步进电机反转收回晾衣杆，当第一、二步进电机的步进圈数到达设定值或者晾衣杆1接触到阳台内横向的限位装置7时，第一、二步进电机停止，则将衣物收回到阳台内；同理，当采集的湿度和光度值大于设定的值（天气晴朗的白天）时，单片机18会驱动步进电机反向转动，使晾衣杆1放出来晾晒衣物。

晾晒衣物的时间也可以通过人为设定。本功能主要是通过第五按键41（增加衣物晾晒时间）、第六按键42（减少衣物晾晒时间）与单片机18的编程来决定的，第五按键41、第六按键42被安置于阳台靠近单片机18并且易于操作的地方并且与单片机18的I/O口相连作为输入，在单片机18的编程中设置人工设定晾晒时间的优先级大于单片机自动设定的晾晒时间，而且在人工设定晾晒时间的初始值是2小时，可以通过第五按键41按下一次会增加1小时衣物晾晒时间，通过第六按键42按下一次会来减少1小时衣物晾晒时间，在没有人为设定的情况下晾衣系统将根据天气情况自动设定衣物晾晒时间。

显示屏可以显示当前温湿度、日期、晾晒衣物指数与选择晾晒衣物的时间显示屏11被放置于阳台与单片机同侧、靠近单片机并且易于被用户看见的位置，单片机18的输出端与显示屏11的控制端通过连接线10连接，单片机18将衣物的晾晒时间、实时的温湿度、光度值通过设定的程序计算出晾晒指数，经过DTA(数模转换)后将数据传输给显示屏11，让显示屏11显示当前的温湿度、日期、晾衣指数与衣物晾晒时间。

Claims (5)

1.一种自适应晾晒智能晾衣系统，包括晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统、自适应太阳能反射镜子系统和控制子系统，晾衣杆升降与平移子系统、传感器检测子系统和自适应太阳能反射镜子系统都通过连线连接控制子系统的单片机；晾衣杆升降与平移子系统包括晾衣杆、齿轮（四个）、钢绳（四条）、晾衣杆的带槽滚轮（两个）、第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、滑动块（两个）、第一支撑杆、第二支撑杆、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机、限位开关（六个）、晾衣杆滚轮轨道（两根）、固定螺母（八个），滑块滑动轨道（两个）、步进电机滚轮（四个）、步进电机驱动器（四个）；第一支撑杆垂直竖立于阳台左边，第二支撑杆垂直竖立于阳台右边；其特征在于: 第一支撑杆与第二支撑杆各带有一个竖直槽并且竖直槽内固定有竖直的滑块滑动轨道；各有一个滑动块沿对应的滑块滑动轨道上下运动；第一横梁和第二横梁分别垂直于第一支撑杆和第二支撑杆并通过滑动块分别与之相应连接；第三横梁位于阳台外，第四横梁位于阳台内，四根横梁首尾相接组成一个矩形并且处于同一水平面；第一、第二横梁横向带有相向的滚轮轨道，滚轮轨道上分别有一个带槽滚轮；晾衣杆的两端分别穿过带槽滚轮与带槽滚轮连为一体可随着带槽滚轮一起沿滚轮轨道横向运动；第一步进电机和第二步进电机在阳台内与第四横梁左端和右端上的与第四横梁刚性连接的齿轮通过钢绳连接，第一、二步进电机上的电机滚轮随着步进电机的正反转而转动，第一、二步进电机上的电机滚轮带动齿轮和钢绳运动时带动滑动块升降运动，进而带动与滑动块连接的第四横梁在支撑杆的滑块滑动轨道里升降运动；带槽滚轮两边的轮沟都穿过钢绳，能够与钢绳一同运动，第三步进电机在阳台内与第一支撑杆上的齿轮通过钢绳连接，第四步进电机在阳台内与第二支撑杆上的齿轮通过钢绳连接，第三、四步进电机带动齿轮运动时，带动与钢绳连接的带槽滚轮前后运动，进而带动与带槽滚轮连为一体的晾衣杆在第一、二横梁的晾衣杆滚轮轨道上前后运动。

2.根据权利要求1所述的自适应晾晒智能晾衣系统，其特征在于:控制子系统还包括多个按键，和单片机一起都被放置于阳台内墙上的同一边；多个按键中的第一按键、第二按键、第三按键、第四按键通过单片机控制步进电机驱动器，进而控制晾衣杆上升、下降、向前和向后；单片机一个时钟周期检测一次第一按键、第二按键、第三按键、第四按键是否按下，只有检测到相应按键按下步进电机才会转动一圈。

3.根据权利要求1所述的自适应晾晒智能晾衣系统，其特征在于: 传感器检测子系统包括传感器检测单元和时钟芯片，传感器检测单元中的六个硅光传感器，两个安装在室外的第一横梁上的既可以采集到光线又不会被雨水淋湿的透明、透光的硅光传感器保护盒内，两个相同方式安装在第二横梁上，剩余两个也相同方式安装在第三横梁上，它们分别与单片机的输入端连接；传感器检测单元中的六个温湿度传感器，两个温湿度传感器安装在室外的第一横梁上，两个安装在第二横梁上，剩余两个安装在第三横梁上，分别与单片机的输入端相连；硅光传感器的通讯端与单片机的输入口相连接通过模数转换将光信号转换成电压信号输出给单片机，温湿度传感器的控制端与单片机输入口相连接，温湿度传感器采用单总线数据协议进行通讯，将外界的温湿度信号传输给单片机；时钟芯片与单片机的输入端相连接让单片机与现实的时钟同步，单片机通过分析采集的外界环境的温湿度与光度综合来判断外界的阳光强度并且有相应的预处理程序，如果外界阳光强度过强则减少衣物的晾晒时间，防止衣物暴晒，如果外界阳光强度太弱则增加衣物的晾晒时间，加快衣物晾干。

4.根据权利要求3所述的一种基于开放式阳台的智能晾衣架，其特征在于:所述控制子系统还包括第五按键和第六按键，第五按键和第六按键根据单片机预处理程序的指令控制晾衣杆的运动来相应增加衣物晾晒时间和减少衣物晾晒时间。

5.根据权利要求3或4所述的自适应晾晒智能晾衣系统，其特征在于: 自适应太阳能反射镜子系统包括舵机和太阳能反射镜温湿度传感器检测单元，并共享传感器检测子系统的传感器检测单元；太阳能反射镜传感器检测单元中有四个温湿度传感器，两个安装在太阳能反射镜的一边，剩余两个安装在太阳能反射镜的另一边，分别与单片机的输入端相连，采用单总线数据协议进行通讯，将太阳能反射镜表面的温度信号传输给单片机；舵机通过支撑架被安装在阳台外有阳光的地方，舵机通过太阳能反射镜连接块、太阳能反射镜转动轴与太阳能反射镜连接，从而舵机可以带动太阳能反射镜转动；舵机的控制端通过连接线与单片机的输出端相连接，单片机通过第一横梁、第二横梁和第三横梁上传感器采集的温湿度和光度来判断外界的光照强度，如果光照强度太弱将开启舵机工作，即让太阳能反射镜工作，如果太阳能反射镜表面的温度高于设定值，则停止太阳能反射镜工作；舵机的旋转角度由PWM波控制，在单片机内预先建立一天上午6点到晚上6点的12个小时中每个小时所对应于不同太阳高度角所对应输出的舵机的PWM波控制信号，使得太阳能反射镜的转角最合适为衣物提供最充足的阳光。