CN110016792A - 可监测空气湿度的智能晾衣架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可监测空气湿度的智能晾衣架，包括可收缩晾衣架、控制器，以及与所述控制器通信连接的温湿度传感器和用于控制所述可收缩晾衣架伸缩的驱动电机，所述控制器在获取所述温湿度传感器监测到湿度变化突变达到一定阈值时控制所述驱动电机动作以驱动所述可收缩晾衣架收缩。本发明通过采用温湿度传感器监测空气湿度，当湿度变化突变程度达到预设程度时，即界定为下雨时，此时通过驱动电机驱动可收缩晾衣架收回，由于空气温湿度变化的突变先于真正下雨时刻，因此，本发明智能晾衣架可以在下雨前预先将衣物收回，确保衣物不会被雨淋湿。

Description

可监测空气湿度的智能晾衣架

技术领域

本发明涉及一种智能晾衣架，尤其涉及一种可监测空气湿度的智能晾衣架。

背景技术

目前的智能晾衣架虽时尚美观、款式新颖，种类多样性，更是将晾衣架的各种智能模块集成到一起。然而，这些产品都存在一个共同的不足之处，就是都是在下雨了才启动驱动回收衣架，这个时候衣服已湿了。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可监测空气湿度的智能晾衣架，能够根据温湿度变化及时回收晾衣架，避免衣物被雨淋湿。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可监测空气湿度的智能晾衣架，包括可收缩晾衣架、控制器，以及与所述控制器通信连接的温湿度传感器和用于控制所述可收缩晾衣架伸缩的驱动电机，所述控制器在获取所述温湿度传感器监测到湿度变化突变达到一定阈值时控制所述驱动电机动作以驱动所述可收缩晾衣架收缩。

本发明通过采用温湿度传感器监测空气湿度，当湿度变化突变程度达到预设程度时，即界定为下雨时，此时通过驱动电机驱动可收缩晾衣架收回，由于空气温湿度变化的突变先于真正下雨时刻，因此，本发明智能晾衣架可以在下雨前预先将衣物收回，确保衣物不会被雨淋湿。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述控制器包括主控模块以及连接于所述主控模块的监测模块和电机驱动模块，其中：

所述监测模块连接于所述温湿度传感器，用于获取所述温湿度传感器监测到的湿度数据；

所述阈值设定于所述主控模块中，用于在监测到所述湿度数据的突变达到所述阈值时，发出驱动指令；

所述电机驱动模块驱动连接于所述驱动电机，用于根据所述驱动指令驱动所述可收缩晾衣架的伸缩动作。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述智能晾衣架还包括雨水传感器，所述雨水传感器与所述控制器通信连接，所述控制器在获取所述雨水传感器监测到雨停后向所述驱动电机发出伸出指令以驱动所述可收缩晾衣架伸出。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述雨水传感器倾斜放置在室外露天处。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述控制器在获取所述雨水传感器监测到雨停且所述温湿度传感器监测到湿度变化突变小于所述阈值时向所述驱动电机发出所述伸出指令。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述智能晾衣架还包括干簧管传感器，安装于所述可收缩晾衣架的伸出和收回到位的位置，所述干簧管传感器与所述控制器通信连接，所述控制器在接收到所述干簧管传感器检测的伸出或收回到位的信号时停止所述驱动电机的当前动作。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述智能晾衣架还包括蓝牙接收器，所述蓝牙接收器通信连接于所述控制器。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述控制器为单片机。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述可收缩晾衣架包括外框及通过伸缩装置安装于所述外框中的晾衣杆，所述驱动电机安装于所述外框和所述晾衣杆之间。

本发明可监测空气湿度的智能晾衣架进一步的改进在于，所述伸缩装置为剪式伸缩架。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的可监测空气湿度的智能晾衣架的示例性结构示意图。

图2示出了根据本发明实施例的智能晾衣架的示例性功能模块图。

图3示出了根据本发明实施例的控制器的示例性功能模块图。

图4示出了根据本发明另一实施例的智能晾衣架的示例性功能模块图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

晾衣架，作为人们每天使用的家居用品，如今已经成为许多家庭的生活必需品。晾衣架主要分为固定式晾衣架、手摇式晾衣架、电动晾衣架，其中电动式晾衣架更是将各种智能模块集成到一起，通过对电路板I/O口的通断控制照明、杀菌、风干等功能的实现，以及电机的正、反转从而实现衣杆的上升、下降等功能。然而，这些智能晾衣架都存在共同的不足之处，在下雨了才启动晾衣架装置收回，这时衣服已被雨水淋湿，给人们的生活带来不便。基于上述弊端，让智能晾衣架更完善，更实用，使用湿度传感器收集监测空气湿度数据，根据实验分析得出数值规律而确定控制算法，从而实现此数据值范围内利用蓝牙信号驱动衣架自动启动回收。这样，人们就可以安心将衣物晾晒出去，不必为下雨而担忧，提高生活质量。

下面结合附图和具体实施例对本发明可监测空气湿度的智能晾衣架做进一步详细说明。

首先参见图1和图2，图1示出了根据本发明实施例的可监测空气湿度的智能晾衣架的示例性结构示意图，图2示出了根据本发明实施例的智能晾衣架的示例性功能模块图。如图所示，该智能晾衣架主要包括可收缩晾衣架11、控制器12、温湿度传感器13及驱动电机14四部分构成。控制器12通信连接于温湿度传感器13和驱动电机14，驱动电机14安装于可收缩晾衣架11上并根据控制器12的指令控制可收缩晾衣架11收缩动作。进一步地，控制器12在获取温湿度传感器13监测到湿度变化突变达到一定阈值时控制驱动电机14动作以驱动可收缩晾衣架11收缩。该阈值可通过实验获取并预先设定在控制器12中，该阈值通过实验数据分析得到的过程为现有技术，并非本发明所要保护的客体，本发明只是将该数据预存于控制器12中，利用简单的比较器进行数值大小的比较，从而实现在温湿度传感器13的实测湿度突变大于或等于预存的该阈值时，即界定为要下雨，并控制驱动电机14启动，可伸缩晾衣架11收回，避免其上衣物被即将到来的雨水淋湿，在下雨前将衣物收回，真正做到防止雨水淋湿衣物。

其中，可收缩晾衣架11由外框111、晾衣杆112及伸缩装置113三部分组成，该晾衣杆112通过伸缩装置113可移动地设置于外框111中，本实施例中的外框111呈矩形形状，伸缩装置113采用剪式伸缩架(伸缩装置也可以采用伸缩杆、弹簧或其他可伸缩结构，以辅助晾衣杆在驱动电机的驱动下实施伸缩动作)，晾衣杆112连接于剪式伸缩架上，驱动电机14安装于外框111和晾衣杆112之间，驱动电机14的电机座141固定于外框111上，驱动电机14的伸缩杆142的前端与晾衣杆112固定，驱动电机14的伸缩杆142向外伸出时，晾衣杆142被推出，剪式伸缩架展开，此时衣物被晾出；当驱动电机14的伸缩杆142向内收缩时，晾衣杆142被拉回，剪式伸缩架收缩，此时将衣物收回。其中，剪式伸缩架为现有技术，不是本发明所要保护的客体，通常设置两组剪式伸缩架，两组剪式伸缩架分别设置在外框111的左右两侧，每组剪式伸缩架由多根十字交叉的杆件首尾铰接构成，且交叉部分亦铰接，其一端固定在外框111上，另一端固定于一可滑动杆件114上，该可滑动杆件114的两端设置滑块或滑轮1141以滑设于外框111两侧，可以在外框111的该两侧设置滑轨1111以供该滑块或滑轮1141于其中滑动。

参见图3，示出了根据本发明实施例的控制器的示例性功能模块图，控制器12采用单片机，安装于可收缩晾衣架11的外框111的侧部且靠近于驱动电机14。该单片机可采用Arduino单片机或其他现有单片机芯片，其主要具有主控模块121、监测模块122和电机驱动模块123三部分，其中，湿度变化的突变阈值预存于主控模块121中，主控模块121带类似比较器功能，监测模块122和电机驱动模块123连接于主控模块121，监测模块122进一步连接于温湿度传感器13，用于获取温湿度传感器实时监测到的空气湿度数据，电机驱动模块123连接于驱动电机14，用于根据驱动指令驱动可收缩晾衣架的伸缩动作，其中，主控模块121可采用现有的Arduino单片机芯片或其他，监测模块122可采用现有的UPS监测软件模块、HT数据监控模块或其他，电机驱动模块123可采用现有的L298N电机驱动模块或其他。阈值设定于主控模块121中，用于在监测到温湿度传感器13的湿度数据的突变达到阈值时，发出驱动指令，命令电机驱动模块123去控制驱动电机14动作。

配合图4所示，示出了根据本发明另一实施例的智能晾衣架的示例性功能模块图。如图所示，本发明的智能晾衣架可进一步包括蓝牙接收器15，该蓝牙接收器15通信连接于控制器12。控制器12采用单片机，利用单片机，当温湿度传感器13通过芯片监测到空气湿度数据，当数据变化达到控制数值时，控制器12可通过蓝牙接收器接收用户手机信号，发出启动指令，驱动晾衣架自动回收。在手机中可相应添加蓝牙模块(app)，通过手机app控制晾衣架，进一步的方便人们的生活，实现智能化、自动化。

如图4所示，本发明的智能晾衣架还可以设置雨水传感器16，将其倾斜放置，设置在可收缩晾衣架11的外框111上且处于露天状态，用于感应是否下雨及雨量大小，该雨水传感器16亦为现有传感装置，有时也称作雨滴传感器，故其功能在此不赘。当控制器12的监测模块122获取到雨水传感器16上已经没有雨水留在雨水感应区域时，即可判断雨停，此时可由电机驱动模块123向驱动电机14发出伸出指令以控制可收缩晾衣架11再次伸出，实现晾衣架的智能化、自动化。该雨水传感器16倾斜放置，可防止雨水聚集导致雨停后无法及时将衣架伸出。进一步地，为确保数据的准确性，控制器12可以在获取雨水传感器16监测到雨停且温湿度传感器13监测到湿度变化突变小于设定的湿度突变阈值时向驱动电机14发出伸出指令，构成双传感检测，作为后期雨停后衣架伸出的依据。

另外，本发明智能晾衣架还包括干簧管传感器17，安装于可收缩晾衣架11的伸出和收回到位的位置，用于检测晾衣架伸开或收回限位，防止过度伸缩或伸缩不到位。该干簧管传感器17与控制器12通信连接，控制器12在接收到干簧管传感器17检测的伸出或收回到位的信号时停止驱动电机12的当前动作，即在晾衣架伸出时作为伸出限位，在晾衣架收回时作为收回限位。其中，干簧管传感器17为现有装置，故其功能及使用方法在此不赘。

本发明的控制器单片机可利用线性回归求出湿度变化曲线的斜率，显示数据突变程度并用L298N电机驱动模块驱动电机，来收回或伸开衣架。下面来具体说说通过实验计算湿度变化曲线及其斜率的方法，该方法为本发明的扩展，并非并发明所限定的主要内容，仅为更好说明如何利用实验获取本发明中的湿度变化的突变阈值以及验证该阈值的可靠性。

研究过程：

(一)设计实验得出数据

可以发现空气湿度会在下雨前剧增的现象，针对这一现象拟定采取利用加湿器提高空气湿度的方法实现，鉴于实验所限，此处将加湿器所喷出的加湿雾气作为现实生活中的“降雨”现象，将单片机放于加湿雾气正下方，能够很好地模拟下雨前的湿度变化。通过空气加湿器增加湿度，通过dht11温湿度传感器，利用单片机监测数据并记录，绘制湿度变化曲线图。

(二)分析实验数据得出控制算法

下雨的概率一般被称作降水概率，湿度是指空气中的水分。这两个数据有相关性，一般降水概率比较高的时候，湿度也会相对大一些，但并不能完全等同。相对湿度达到饱和(100％)也不一定发生降水，但是若相对湿度很小(比如50％以下)则一定不会降水。因此湿度大只是降水发生的充分条件而非必要条件。同时，对大量空气湿度及下雨情况的统计。

基于上述理论依据，将收集到的湿度数据绘制成湿度变化曲线图，通过分析，最终可以发现下下雨前的某段数据范围内的湿度突变最为明显，将该时段的突变值作为界定“下雨”事件是否发生的标准，同时作为晾衣架是否收回的依据，即控制算法，可以更加科学地得到本发明中的突变阈值。当然该突变阈值也可以根据经验获得，只要突变确实发生在下雨前的较近范围便可，通过实验获取的准确性会更高。

(三)制作单片机及编程

当湿度传感器监测到指定数值突变程度即斜率达到预设程度，即界定的“下雨”事件发生时，预设程序启动并驱动电机收回衣架。利用线性回归求出数据的斜率，显示数据突变程度并用L298N电机驱动模块驱动电机，来收回或伸开衣架。

(四)制作晾衣架

运用铝合金材料搭建晾衣架结构。铝合金密度低，可以减轻衣架重量，方便收回。同时它的强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，能够较好地作为支撑。连接单片机通过编程监测空气湿度数据，并控制电机。组装电机作为驱动，实现下雨前的自动收回。利用温湿度传感器并同时结合雨水传感器双传感检测，作为后期雨停止后衣架伸开的依据。

整个智能晾衣架由Arduino单片机、雨水传感器、温湿度传感器、干簧管传感器、铝合金框架等部分组成。

(五)性能测试

为了验证单片机、电机与晾衣架连接是否成功，用小喷壶靠近dht11温湿度传感器手动喷雾，人为制造湿度上升，改变空气湿度并观察记录数字变化，直至指定数值突变程度达到预设程度，即界定的“下雨”事件发生时，电机成功接收信号，并顺利驱动晾衣架装置回收。一段时间后，监测到数值突变程度低于预设阈值，并且雨水传感器区域未检测到雨水，由L298N电机驱动模块，驱动电机使晾衣架伸开。即性能测试成功。

本发明基于dht11温湿度传感器，通过实验得到数据并分析，得出控制算法提前预知操控设备，于雨滴落下之前就自动收回至阳台内，就可以避免衣服被雨水淋湿。通过arduino编程监测空气湿度，当突变程度到达预设程度，即界定的下雨时。通过蓝牙操控设备增加了智能晾衣架的实用功能，正好可以解决当前市场产品中存在的缺陷，同时填补了现今市场上利用测空气湿度操控伸缩衣架的空缺，使产品更完善，解决人们的后顾之忧，更好地方便人们的生活，提高生活质量。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：包括可收缩晾衣架、控制器，以及与所述控制器通信连接的温湿度传感器和用于控制所述可收缩晾衣架伸缩的驱动电机，所述控制器在获取所述温湿度传感器监测到湿度变化突变达到一定阈值时控制所述驱动电机动作以驱动所述可收缩晾衣架收缩。

2.如权利要求1所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于，所述控制器包括主控模块以及连接于所述主控模块的监测模块和电机驱动模块，其中：

所述监测模块连接于所述温湿度传感器，用于获取所述温湿度传感器监测到的湿度数据；

所述阈值设定于所述主控模块中，用于在监测到所述湿度数据的突变达到所述阈值时，发出驱动指令；

所述电机驱动模块驱动连接于所述驱动电机，用于根据所述驱动指令驱动所述可收缩晾衣架的伸缩动作。

3.如权利要求1或2所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述智能晾衣架还包括雨水传感器，所述雨水传感器与所述控制器通信连接，所述控制器在获取所述雨水传感器监测到雨停后向所述驱动电机发出伸出指令以驱动所述可收缩晾衣架伸出。

4.如权利要求3所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述雨水传感器倾斜放置在室外露天处。

5.如权利要求3所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述控制器在获取所述雨水传感器监测到雨停且所述温湿度传感器监测到湿度变化突变小于所述阈值时向所述驱动电机发出所述伸出指令。

6.如权利要求1所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述智能晾衣架还包括干簧管传感器，安装于所述可收缩晾衣架的伸出和收回到位的位置，所述干簧管传感器与所述控制器通信连接，所述控制器在接收到所述干簧管传感器检测的伸出或收回到位的信号时停止所述驱动电机的当前动作。

7.如权利要求1所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述智能晾衣架还包括蓝牙接收器，所述蓝牙接收器通信连接于所述控制器。

8.如权利要求1所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述控制器为单片机。

9.如权利要求1所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述可收缩晾衣架包括外框及通过伸缩装置安装于所述外框中的晾衣杆，所述驱动电机安装于所述外框和所述晾衣杆之间。

10.如权利要求1所述的可监测空气湿度的智能晾衣架，其特征在于：所述伸缩装置为剪式伸缩架。