CN206573910U - 一种智能晾衣架控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及生活领域，更具体地，涉及一种智能晾衣架控制系统，利用太阳能，节能环保，能够判别雨天和黑暗的情况，提醒用户晾衣时间，使用户能够及时收衣服。智能晾衣架控制系统的供电模块、按键模块、时钟模块、雨滴检测模块、温湿度检测模块、光线检测模块、人体感应模块的输出端连接着主控制器的输入端，主控制器的输出端连接着放电模块、语音模块、照明灯、指示灯组、驱动模块的输入端，驱动模块的输出端连接着电机的输入端，太阳能充电模块的输出端连接着供电模块、放电模块的输入端，电压调整模块连接着太阳能充电模块，主控制器连接着电压调整模块，太阳能充电模块连接着主控制器，用户终端通过GPRS模块连接着主控制器。

Description

一种智能晾衣架控制系统

技术领域

本实用新型主要涉及生活领域，更具体地说，涉及一种智能晾衣架控制系统。

背景技术

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，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，它不仅优化了人们的生活方式和居住环境，而且方便人们有效地安排时间和节约各种能源。在如今这个快节奏的时代里，人们的日程安排越来越紧密。经常由于各种原因不在家或者晚回家，从而导致晾晒的衣物不能及时晒出与收回。尤其是在气候多变的季节里，这种现象尤为普遍。因此，如何让晾衣架更好的帮助人们晾晒衣物、保护衣物是非常有价值意义的研究方向。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种智能晾衣架控制系统，利用太阳能，节能环保，能够判别雨天和黑暗的情况，提醒用户晾衣时间，使用户能够及时收衣服。

为解决上述技术问题，本实用新型一种智能晾衣架控制系统包括主控制器、按键模块、时钟模块、雨滴检测模块、温湿度检测模块、光线检测模块、人体感应模块、语音模块、照明灯、指示灯组、驱动模块、电机、太阳能充电模块、供电模块、电压调整模块、放电模块、GPRS模块、用户终端，利用太阳能，节能环保，能够判别雨天和黑暗的情况，提醒用户晾衣时间，使用户能够及时收衣服。

其中，所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述雨滴检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述温湿度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述光线检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述人体感应模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端连接着语音模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着照明灯的输入端；所述主控制器的输出端连接着指示灯组的输入端；所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端；所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着放电模块的输入端；所述电压调整模块连接着太阳能充电模块；所述主控制器连接着电压调整模块；所述太阳能充电模块连接着主控制器；所述用户终端通过GPRS模块连接着主控制器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种智能晾衣架控制系统所述主控制器采用MSP430单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种智能晾衣架控制系统所述雨滴检测模块采用Arduino雨滴模块。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种智能晾衣架控制系统所述人体感应模块采用AMG8833型红外线阵列传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种智能晾衣架控制系统所述驱动模块采用L298N驱动芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种智能晾衣架控制系统所述语音模块采用WT588D语音芯片。

控制效果：本实用新型一种智能晾衣架控制系统，利用太阳能，节能环保，能够判别雨天和黑暗的情况，提醒用户晾衣时间，使用户能够及时收衣服。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的主控制器的电路图。

图3为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的太阳能充电模块的电路图。

图4为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的电压调整模块的电路图。

图5为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的放电模块的电路图。

图6为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的供电模块的电路图。

图7为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的时钟模块的电路图。

图8为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的雨滴检测模块的电路图。

图9为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的温湿度检测模块的电路图。

图10为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的光线检测模块的电路图。

图11为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的人体感应模块的电路图。

图12为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的语音模块的电路图。

图13为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的照明灯的电路图。

图14为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的指示灯组的电路图。

图15为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的驱动模块、电机的电路图。

图16为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的GPRS模块的电路图。

图17为本实用新型一种智能晾衣架控制系统的按键模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，本实施方式所述一种智能晾衣架控制系统包括主控制器、按键模块、时钟模块、雨滴检测模块、温湿度检测模块、光线检测模块、人体感应模块、语音模块、照明灯、指示灯组、驱动模块、电机、太阳能充电模块、供电模块、电压调整模块、放电模块、GPRS模块、用户终端，利用太阳能，节能环保，能够判别雨天和黑暗的情况，提醒用户晾衣时间，使用户能够及时收衣服。

其中，所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端，所述按键模块采用两个ST5.0LF160Q型号独立按键，分别为SW1按键、SW2按键、SW3按键、SW4按键、SW5按键，按键模块的SW1、SW2、SW3、SW4、SW5端分别与主控制器的P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5引脚相连接，按键SW1为开/关按键，按一下SW1按键，向主控制器的P2.1引脚发送一个脉冲信号，唤醒主控制器，开启系统；长按SW1按键，向主控制器的P2.1引脚发送连续电平信号，系统关闭；按键SW2为时间加按键，按键SW3位时间减按键，按键SW4为确定按键，利用SW2、SW3、SW4按键实现晾衣时间的设定；按键SW5为电机控制按键，控制电机的正反转，从而控制晾衣架的伸缩功能。

所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端，时钟模块采用DS1302时钟芯片，时钟模块用于产生时钟信号给系统提供实时时间，时钟模块的SCLK引脚与主控制器的P5.4引脚相连接；时钟模块的RST_D引脚与主控制器的P4.6引脚相连接，RST_D引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；时钟模块的I/O引脚与主控制器的P4.5引脚相连接。

所述雨滴检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，雨滴检测模块采用Arduino雨滴模块，接上5V电源，电源指示灯DS2亮，雨滴检测模块的感应板上没有水滴时，DO输出为高电平，开关指示灯DS1灭，雨滴检测模块的感应板上有水滴时，DO输出为低电平，开关指示灯DS1亮，擦掉感应板上的水滴，DO恢复高电平状态。AO模拟输出，连接到主控制器的AD口，检测滴在上面的雨量大小，DO TTL数字输出也可以连接主控制器检测是否有雨；雨滴检测模块的DO端和AO端分别与主控制器的P2.7、P2.6引脚相连接。

所述温湿度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，温湿度检测模块采用AM2305湿敏电容数字温湿度模块，采用单总线进行通信，SDA_W端通过与主控制器的P3.0引脚相连接，R1和C2用于增强电路的抗干扰性，R2为上拉电阻，当总线闲置时，其状态为高电平；主控制器每次读取温湿度检测模块的温湿度数值使上一次测量的结果，需连续读取两次，才能获取实时数据，连续多次读取温湿度检测模块的温度数值时，每次读取间隔大于2S即可获得准确的数据。

所述光线检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，光线检测模块采用光敏电阻，光敏电阻R6与一定值电阻R5串联接入电路，当光照强度改变时，引起光敏电阻R6阻值的变化，因此会引起电路中光敏电阻R6与定值电阻R5的分压情况的变动，ADC0832芯片通过检测接入点的电压变化情况，转换为数字信号传送给主控制器进行运算处理，当检测的光照强度值小于设定光照前度值时，主控制器向指示灯组发送控制信号，指示灯组发光；光线检测模块的CS_R端、CLK_R端、DIO_R端与主控制器的P4.7、P5.3、P5.2引脚相连接。

所述人体感应模块的输出端连接着主控制器的输入端，人体感应模块采用AMG8833型红外线阵列传感器，采用64个8×8网格形式的热电堆元件，通过红外辐射检测绝对温度，能够通过测量实际温度和温度梯度来提供热图像，能够探测多名人员，识别运动的位置和方向，几乎不受环境光线条件的影响。内置硅透镜提供60°的视角，通过I²C接口以每秒1或10帧与主控制器通信查看测量值。中断信号输出对关键时间事件作出快速响应，灵活性度较高。人体感应模块的SDA_A、SCL_A、INT_A端分别与主控制器的P4.4、P4.3、P4.2引脚相连接，人体感应模块可以实现静止的人体信号检测，并将检测信号经过处理后以数字信号的形式传送给主控制器进行分析。

所述主控制器的输出端连接着语音模块的输入端，语音模块采用WT588D语音芯片，语音模块与主控制器采用三线串口控制模式，和标准的4线SPI不同，语音模块只接收主控制器发来的数据、指令和时钟信号，而不需要发送数据。在三线串口模式下，主控制器的P3.5引脚与语音模块的RST端相连接，为复位端；主控制器的P3.3引脚与语音模块的YCLK端相连接，为时钟信号端；主控制器的P3.1引脚与语音模块的YDATA端相连接，为数据接口端；主控制器的P3.2引脚与语音模块的YCS端相连接，为片选信号端；选用3.3V供电。

所述主控制器的输出端连接着照明灯的输入端，照明灯采用HQ-SD-W150F型号LED灯具，照明灯的L_IN端与主控制器的P4.0引脚相连接，当P4.0引脚输出的是低电平时，则由Q1、Q2两个三极管组成的信号放大电路就被截止，则继电器K2回路中无电流，所以继电器K2线圈无法工作，使得继电器K2开关触点断开，LED灯具回路不通，LED灯具L不亮，反之，当P4.0口输出的是高电平时，则由Q1、Q2两个三极管组成的信号放大电路就导通了，则继电器K2线圈工作，使得继电器K2触点闭合，LED灯具回路导通，LED灯具L发光。

所述主控制器的输出端连接着指示灯组的输入端，指示灯组采用LED发光二极管，包括六个LED发光二极管，六个LED发光二极管的阴极通过限流电阻连接到电源，阳极的LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6端分别与主控制器的P6.0、P6.1、P6.2、P6.5、P6.6、P6.7引脚相连接，当主控制器的P6.0或P6.1或P6.2或P6.5或P6.6或P6.7引脚出现低电平时，对应的LED指示灯发光，起到装饰作用。

所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端，驱动模块采用L298N驱动芯片，L298N内部包含4通道逻辑驱动电路，即将逻辑控制电平进行功率放大，变为可以用于功率驱动的电压，具有工作电压高、输出电流大，产生的输出电压稳定、抗干扰能力强等特点，LN298N的输入端用TL2521光耦进行输入、输出信号的隔离，L298N驱动芯片的IN1和IN2端分别通过光耦U5、U6进行输入信号的隔离，IN1_M端和IN2_M端分别连接到主控制器的P5.1引脚和P5.0引脚，用于控制电机的正反转，L298N驱动芯片的ENA_M与主控制器的P4.1引脚相连接，用于控制电机的启停。

所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端，电机采用57电机，驱动模块采用L298N驱动芯片，驱动模块的OUT1端和OUT2端与电机相连接，用于驱动电机运行，电机正转，将晾衣架伸出，靠近窗口，电机反转，将晾衣架收回，远离窗口。

所述供电模块的输出端连接着主控制器的输入端，供电模块的IN_S端与太阳能电池板相连接，太阳能电池板产生的电压经LM2576稳压后，在OUTPUT脚输出主控制器的工作电压VCC，VCC的值可通过电位器进行调整，其运算公式为：Vcc＝1.23*(1+R₅/R₆)，根据以上公式只要调节好R5的阻值就能使主控制器获得较为精准的参考电压，当电路中因为某些原因使VCC电压发生改变时可以马上调节R5，使VCC重新稳定。

所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端，太阳能充电模块的太阳能电池板输出端IN_S端与供电模块的IN_S端相连接，太阳能电池板产生的电压直接传送给供电模块。

所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端，放电模块的BATTERY端与太阳能充电模块的BATTERY端相连接，放电模块的P3.4端与主控制器的P3.4引脚，放电模块用于对蓄电池进行放电，BATTERY端连接的是蓄电池端。

所述主控制器的输出端连接着放电模块的输入端，放电模块的BATTERY端与太阳能充电模块的BATTERY端相连接，放电模块的P3.4端与主控制器的P3.4引脚，放电模块用于对蓄电池进行放电，BATTERY端连接的是蓄电池端。

所述电压调整模块连接着太阳能充电模块，太阳能充电模块采用LM2576开关型降压稳压器，太阳能充电模块采用LM2576进行稳压，反馈端FB与输出调整电路的D/AOUT端相连接，进行调压。太阳能充电模块用于给两个蓄电池充电，能提高充电效率。

所述主控制器连接着电压调整模块，电压调整模块的DIN、CLK、CS端分别与主控制器的P1.6、P1.7、P2.0引脚相连接，电压调整模块采用TLC5615芯片，TLC5615芯片的作用是进行D/A转换，当片选CS为低电平时，在每一个CLK时钟的上升沿将DIN的一位数据移入16位寄存器，接着CS的上升沿将16位移位寄存器的10位有效数据锁存于10位DAC寄存器，供DAC电路进行转换；当片选CS为高电平时，串行输入数据则不会被移入16位移位寄存器。当DIN读入数据后，经DA转换，在OUT输出电压D/AOUT，D/AOUT与太阳能充电模块中LM2576的反馈端FB端口相连接，与内部参考电压比较，进而调整充电电压。

所述太阳能充电模块连接着主控制器，太阳能充电模块的ON/OFF端与主控制器的P1.3引脚相连接，用于控制太阳能充电模块的开启与关闭，主控制器通过P1.4和P1.5引脚对太阳能充电模块进行采样，P1.4引脚获得采样电流，P1.5引脚获得采样电压，并将采样的电压值和电流值通过GPRS模块发送出去，由用户终端对太阳能充电模块的电压和电流进行监测。

所述用户终端通过GPRS模块连接着主控制器，GPRS模块采用MC55模块，MC55模块除了具有CSM模块原有的功能外还支持分组业务功能，内嵌了TCP/IP协议，可以直接与互联网互通；它的数据输入、输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，且有固定的参数，8位数据位和1位停止位，无校验位，它与主控制器协同工作，共同完成数据的远程传输；用户终端通过GPRS模块接收主控制器传送的数据信息，主控制器的P6.4引脚与GPRS模块的IGT端相连接，用于启动MC55模块；主控制器的P3.7、P3.6引脚分别与GPRS模块的RXD0、TXD0端相连接，进行数据的输入输出；主控制器的P6.3引脚与GPRS模块的RINGO端相连接，作为数据传输的中断信号。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述主控制器采用MSP430单片机。所述MSP430单片机的具体型号为MSP430F149，MSP430F149单片机是TI公司推出的超低功耗主控制器，有60KB+256字节FLASH，2KBRAM，包括基本时钟电路、看门狗定时器、带3个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、带7个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A/D转换器、2个串行通信接口等模块。是美国德州仪器开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和主控制器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述雨滴检测模块采用Arduino雨滴模块。所述Arduino雨滴模块可用于各种天气状况的监测，并转成数字信号和模拟信号输出，传感器采用高品质FR-04双面材料，超大面积5.0×4.0CM，并用镀镍处理表面，具有对抗氧化、导电性、及寿命方面更优越的性能；使用宽电压LM393比较器，输出信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA；配电位器调节灵敏度，工作电压为3.3V-5V；输出形式有数字开关量输出和模拟量AO电压输出；接上5V电源，电源指示灯DS2亮，感应板上没有水滴时，DO输出为高电平，开关指示灯DS1灭，感应板上有水滴时，DO输出为低电平，开关指示灯DS1亮，擦掉感应板上的水滴，DO恢复高电平状态。AO模拟输出，可以连接到主控制器的AD口，检测滴在上面的雨量大小，DO TTL数字输出也可以连接主控制器检测是否有雨。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述人体感应模块采用AMG8833型红外线阵列传感器。所述AMG8833型红外线阵列传感器是松下的红外线阵列传感器Grid-EYE系列的高性能产品，可以解决众多场合的人体在静止不动情况下的检测识别，温度精度为±2.0℃，人检测距离为7米(环境温度24℃)，环境温度越低，人检测距离越远。AMG8833型红外线阵列传感器是采用先进的MEMS技术所孕育出的高精度红外线传感器。采用64个8×8网格形式的热电堆元件，通过红外辐射检测绝对温度，能够通过测量实际温度和温度梯度来提供热图像，能够探测多名人员，识别运动的位置和方向，几乎不受环境光线条件的影响，不会像传统摄像机那样侵犯隐私。内置硅透镜提供60°的视角，通过I²C接口以每秒1或10帧与主控制器通信查看测量值。中断信号输出对关键时间事件作出快速响应，灵活性度较高。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述驱动模块采用L298N驱动芯片。所述L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4.5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为+2.5～46V，输出电流可达2.5A，可驱动电感性负载。L298N可驱动2个电机，OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间可分别接电机，本实用新型我们选用驱动一台电机。IN1、IN2、IN3、IN4脚接输入控制电平，控制电机的正反转。ENA、ENB接控制使能端，控制电机的停转。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17说明本实施方式，所述语音模块采用WT588D语音芯片。所述WT588D是一款语音芯片，芯片封装有DIP18、SSOP20和LQFP32形式。根据外挂或者内置SPI-Flash的不同，播放时长也不同，支持2M～32Mbit的SPI-Flash存储器；内嵌DSP高速音频处理器，处理速度快；内置13Bit/DA转换器，以及12Bit/PWM输出，音质好；PWM输出可直接推劢0.5W/8Ω扬声器，推挽电流充沛；支持DAC/PWM两种输出方式；支持加载WAV音频格式；所述WT588D是一款具有单片机内核的语音芯片，WT588D音质较好，控制灵活的特点，更增加了可播放MIDI和弦功能，性能更好。

本实用新型一种智能晾衣架控制系统的工作原理为：本实用新型一种智能晾衣架控制系统，采用太阳能充电模块给系统供电，太阳能充电模块给蓄电池充电，进行储能，可以用于其他应用，主控制器控制太阳能充电模块的开启和关闭，并控制电压调整模块对太阳能充电模块的输出电压进行调整，通过主控制器还能对太阳能充电模块中的蓄电池进行放电控制。当用户在智能晾衣架上晾衣服时，通过按键SW1开启系统，按下SW4按键，主控制器控制驱动模块驱动电机正转，将衣服靠近窗口，进行晾晒，通过按键SW2、SW3、SW4设定晾衣时间，当到达晾衣时间时，主控制器驱动语音模块进行“请及时收衣”的语音提醒，并通过GPRS模块向用户终端发送提醒数据；在晾衣过程中，温度检测模块检测晾衣架周围环境中的温湿度信息，并通过GPRS模块向用户终端发送检测数据，使用户随时掌握衣服的干湿度信息；雨滴检测模块检测是否有雨水，若检测到雨滴，则主控制器控制驱动模块驱动电机反转，将衣服远离窗口；光线检测模块用于检测光照度信号，当检测的光照强度值小于设定光照前度值时，主控制器向指示灯组发送控制信号，指示灯组发光；光照强度小于设定值时，当人体感应模块检测到人体信号时，主控制器驱动照明灯发光，进行照明。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种智能晾衣架控制系统，其特征在于，所述智能晾衣架控制系统包括主控制器、按键模块、时钟模块、雨滴检测模块、温湿度检测模块、光线检测模块、人体感应模块、语音模块、照明灯、指示灯组、驱动模块、电机、太阳能充电模块、供电模块、电压调整模块、放电模块、GPRS模块、用户终端，所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述时钟模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述雨滴检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述温湿度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述光线检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述人体感应模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端连接着语音模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着照明灯的输入端；所述主控制器的输出端连接着指示灯组的输入端；所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着电机的输入端；所述供电模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述太阳能充电模块的输出端连接着供电模块的输入端；所述太阳能充电模块的输出端连接着放电模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着放电模块的输入端；所述电压调整模块连接着太阳能充电模块；所述主控制器连接着电压调整模块；所述太阳能充电模块连接着主控制器；所述用户终端通过GPRS模块连接着主控制器。

2.根据权利要求1所述的一种智能晾衣架控制系统，其特征在于：所述主控制器采用MSP430单片机。

3.根据权利要求1所述的一种智能晾衣架控制系统，其特征在于：所述雨滴检测模块采用Arduino雨滴模块。

4.根据权利要求1所述的一种智能晾衣架控制系统，其特征在于：所述人体感应模块采用AMG8833型红外线阵列传感器。

5.根据权利要求1所述的一种智能晾衣架控制系统，其特征在于：所述驱动模块采用L298N驱动芯片。

6.根据权利要求1所述的一种智能晾衣架控制系统，其特征在于：所述语音模块采用WT588D语音芯片。