CN206887557U - 一种基于物联网技术的智能晾衣架 - Google Patents

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Abstract

本实用新型采用的技术方案为一种基于物联网技术的智能晾衣架,包括主单片机、GSM模块、从单片机、红外对管、雨水传感器、电机和可伸缩衣架,所述主单片机分别和从单片机、雨水传感器、红外对管焊接及电机连接,所述GSM模块与从单片机连接,所述电机通过绳索和可伸缩衣架相连,从单片机与GSM模块可以串行通信,主单片机负责定时,接收来自从单片机、雨水传感器、红外对管的数据并控制电机驱动,主单片机负责判断指令,当需要可伸缩衣架伸出时,主单片机控制电机驱动使电机反转,直到可伸缩衣架完全伸出停止驱动,当需要可伸缩衣架收回的时候主单片机控制电机正转直到可伸缩衣架完全收回。本实用新型提出的智能晾衣架具有结构简单、成本低廉的优势。

Description

一种基于物联网技术的智能晾衣架
技术领域
本实用新型属于智能家居技术领域,涉及一种基于物联网技术的智能晾衣架。
背景技术
目前,随着科学技术的发展,现代科技给人们的生活带来极大的改善。但与此同时快节奏的生活也导致许多人在家的时间大幅减少。当人们外出的时候,如何及时地晾晒和收取衣服就成了一大难题。对于在城市生活的家庭而言,拥有一个足够宽敞可以用来晾晒衣服的阳台是一个很期待但往往不太容易实现的事情。如何利用物联网的技术,让晾衣架具备感知天气的功能,并进而可以根据天气的状况实现自动的伸缩,无需人工的干预就是一件很有意义的事情。
现有技术中,已经有利用物联网技术的晾衣架被披露,如公告号为CN205917501U、名称为“一种基于物联网的自动晾衣架”的实用新型公开了一种基于物联网的自动晾衣架,包括晾衣杆,所述晾衣杆为“Π”字形,构成水平部与两段弯折部,还包括第一晾衣杆基座和第二晾衣杆基座,第一、第二晾衣杆基座固定在地板上且两者之间的宽度与晾衣杆上两段弯折部之间的宽度对应,两段弯折部的自由端分别通过第一电机和第二电机与第一晾衣杆基座和第二晾衣杆基座连接。该实用新型所设计的基于物联网的自动晾衣架可以根据传感器采集到的风速、空气温湿度和光照强度,控制凉衣架的收放,从而避免了衣物被雨淋、被风吹跑和受潮,尽可能多的让衣物晒阳光。但其缺点是传感器采集的信号比较多,导致结构复杂,实用性会受到影响。
实用新型内容
本实用新型目的在于针对现有基于物联网技术的晾衣架的不足,提出一种智能晾衣架,其通过定时装置它可以定时晾晒和收回衣服,雨水传感器保证衣架在下雨的时候可以自动收回衣服,特殊情况下可以通过手机短信遥控衣架。
为此目的,本实用新型采用的技术方案为一种基于物联网技术的智能晾衣架,所述装置包括主单片机、GSM模块、从单片机、红外对管、雨水传感器、电机和可伸缩衣架,所述主单片机分别和从单片机、雨水传感器、红外对管焊接及电机连接,所述GSM模块与从单片机连接,所述电机通过绳索和可伸缩衣架相连,从单片机与GSM模块可以串行通信,主单片机负责定时,接收来自从单片机、雨水传感器、红外对管的数据并控制电机驱动,主单片机负责判断指令,当需要可伸缩衣架伸出时,主单片机控制电机驱动使电机反转,直到可伸缩衣架完全伸出停止驱动,当需要可伸缩衣架收回的时候主单片机控制电机正转直到可伸缩衣架完全收回。
进一步,上述红外对管位于主单片机的上方,其内部装有红外对管状态扫描程序,用来检测衣服是否可以正常伸出。
上述雨水传感器位于主单片机的下方,其内部装有雨水传感器状态扫描程序。
上述电机内部装有衣架状态记录程序、电机驱动程序和时间显示程序。
上述GSM模块内部装有键盘扫描程序和计时定时程序。
本实用新型的有益效果:
1,本实用新型提出的智能晾衣架具有结构简单、成本低廉的优势。
2,而除了基本的晾衣功能,还可以进行功能的拓展,如通过额外加装电机配合红外对管就可以实现对窗户的控制,做到开窗+衣架伸出----衣架收回+关窗。
3,可以不依赖于已有的单片机开发板,通过进一步的改进,市场前景较好。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型单片机芯片管脚图。
图3为本实用新型雨滴传感器原理简图。
图4为本实用新型的软件整体程序结构图。
图5为衣架的示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
本实用新型提出的基于物联网的智能晾衣架的原理示意图如图1所示,包括主单片机、GSM模块、从单片机、红外对管、雨水传感器、电机和可伸缩衣架。其中主单片机负责定时,接收从单片机、雨水传感器、红外对管的数据和控制电机驱动,同时主单片机负责判断指令,当需要伸出衣架时,控制电机驱动使电机反转,直到衣架完全伸出停止驱动。当需要收回衣架的时候控制电机正转直到衣架收回。
作为优选,具体实施时,GSM模块可以采用已有的GSM模块集成板,只需要和单片机进行通信。本实用新型中,单片机可以通过AT指令控制GSM模块实现发送短信,删除短信等操作。GSM模块自动接收短信,AT指令可以控制接收的方式。当收到短信时,GSM模块也可通过中断通知单片机,单片机通过串行通信,可以读取已接受短信的内容,通过判断信息来知道使用者发来的指令内容。51单片机芯片管脚图如图2所示。
从单片机和主单片机的结构相同(如图2所示),它们所用单片机芯都是由4*8个输出端口组成,分别为:P0.0-P0.7,P1.0-P1.7,P2.0-P2.7,P3.0-P3.7。它上面还有数码管,矩阵键盘,led灯等器件。
本系统用数码管显示时间,数码管的控制信息由P0的8个端口输出,P2.3,P2.4则控制数码管的段选与位选,以动态显示的方式显示时间。动态显示是利用人眼的视觉暂留效应,可以节省端口数量。
开发板上是4*4矩阵键盘,占用P3的8个端口,本系统用其中四个键盘,分别用来设定时、分、秒和选择模式。设定时间可以设置时分秒,设置定时时间只能设置时分,秒不可改,为固定值。
从单片机仅负责与GSM模块通信和与主单片机通信。单片机与GSM模块通信是串行通信。单片机串行通信口RXD,TXD分别为P3.0,P3.1。这两个口和键盘所用口存在冲突,为了保证运行的稳定性,所以使用两个单片机处理数据。
红外接收管是特殊的光敏二极管。光敏二极管具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流(暗电流)。此时光敏管不导通。当光照时,饱和反向漏电流马上增加,形成光电流,在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大。而红外接收管是只对红外光起反应的光敏二极管。红外发射管是由红外发光二极管矩组成发光体,用红外辐射效率高的材料(常用砷化镓)制成PN结,正向偏压向PN结注入电流激发红外光。本系统使用红外对管,是为了检测衣架是否可以正常伸出。将红外对管安装在窗户两侧。当窗户关闭时,红外接收管无法收到光照,输出高电平。单片机检测到高电平就会知道窗户挡住了衣架伸出,就不会执行伸出指令。
纯水电导率很低,可以认为不导电,但由于雨水含有杂质可导电,当雨水滴落在检测板上时会改变电路电阻,因此会改变此部分两端的电压。如图3所示,为本系统使用雨水传感器5的原理图,当有雨水滴落时相当于给R3并联一个电阻,导致R3周围的电压下降,通过电压比较器的作用,可以根据R3两端的电压输出+5V(1)或者0V(0)的电压(电平)。当有雨时,输出低电平(0),接收板无水时,输出高电平(1)。而单片机根据相应端口的高低电平情况判断是否有雨。
智能衣架的收晾功能是由系统软件中的多部分程序实现,如图4所示。
主单片机中的主程序是一个不断循环的程序,它的每个循环都会对各个子程序的信息进行汇总,判断处理并反馈信息给相应子程序。
时间是利用单片机内置的计数器计算得。利用一个50ms中断,每20个中断即一秒的时间计时程序使秒加一,转化为时分秒形式反馈给主程序由时间显示程序形式显示出来。
键盘扫描是每隔4个中断(200ms)扫描一次,主程序根据扫描到的情况判断是否改变时间或切换模式,如果需要是,则下达相应指令。
主程序内有衣架驱动标志(shen,shou)和状态标志(yshen,yshou)。如果标志位冲突,shou的优先级大于shen。每当时间秒变化时,就会比较定时时间。如果到了伸出时间,shen=1。到了收回时间,shou=1。
雨水传感器中的状态扫描程序会及时判断标志shen,shou。如果主程序判断有雨,会将shou置1。在雨停之前,感应板上一直有雨,shou一直为1,这样如果到了衣架伸出时间,shen=1。由于shou=1,衣架不会伸出。
从单片机中包含GSM模块通信程序和主从单片机通信程序,当从单片机收到GSM传来的短信时,从单片机会对短信内容进行分析,若是伸出或者收回指令,会将结果通知给主单片机。短信内容是回收时,主程序会重置标志shen=0,shou=1。短信内容为伸出时标志变为shen=1,shou=0。
红外对管是检测衣架是否可以正常伸出,放置在衣架伸出的位置。如果对管被挡住,单片机检测到高电平,表示无法伸出,其余任何情况都不会让衣架伸出。shen,shou强制置0。
每个主程序循环中,当上述指令任务完成后,主程序就会根据驱动标志位和状态标志位判断是否要驱动电机。如标志shen=1,shou=0,yshen=0,yshou=1。就会驱动电机完成衣架伸出。每次驱动电机都会重置驱动标志位为0。同时会根据电机驱动情况重置状态标志位。如果成功伸出,yshen=1,yshou=0,如果成功收回,yshen=0,yshou=1。
如图5所示,智能晾衣架包含倾斜导轨1与带滑轮的衣架以及电机2,电机正转时通过绳子拉动衣架达到收回的效果,伸出时电机反转利用重力伸出衣架。由于导轨十分光滑,在没有外力的情况下,只需要倾斜极小的角度即可利用重力让衣架自然下滑实现衣架的伸出。实际中,由于电机,尤其是本例采用的步进电机,在不通电或恒定待机电流情况下,依旧有较大力矩。当倾斜角度较小时,绳子3上的拉力不足以让电机转动,不用担心衣架收回后电机静止时衣架会自然下滑。
需要说明的是,以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本实用新型所限定的范围。

Claims (5)

1.一种基于物联网技术的智能晾衣架,其特征在于:所述装置包括主单片机、GSM模块、从单片机、红外对管、雨水传感器、电机和可伸缩衣架,所述主单片机分别和从单片机、雨水传感器、红外对管焊接及电机连接,所述GSM模块与从单片机连接,所述电机通过绳索和可伸缩衣架相连,从单片机与GSM模块可以串行通信,主单片机负责定时,接收来自从单片机、雨水传感器、红外对管的数据并控制电机驱动,主单片机负责判断指令,当需要可伸缩衣架伸出时,主单片机控制电机驱动使电机反转,直到可伸缩衣架完全伸出停止驱动,当需要可伸缩衣架收回的时候主单片机控制电机正转直到可伸缩衣架完全收回。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能晾衣架,其特征在于所述红外对管位于主单片机的上方,其内部装有红外对管状态扫描程序,用来检测衣服是否可以正常伸出。
3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能晾衣架,其特征在于所述雨水传感器位于主单片机的下方,其内部装有雨水传感器状态扫描程序。
4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能晾衣架,其特征在于所述电机内部装有衣架状态记录程序、电机驱动程序和时间显示程序。
5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的智能晾衣架,其特征在于所述GSM模块内部装有键盘扫描程序和计时定时程序。
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CN108412359A (zh) * 2018-05-17 2018-08-17 山东大学 一种基于太阳能的新型家居控制系统及方法
CN112442869A (zh) * 2020-11-17 2021-03-05 南京大学 一种智能晾衣架及控制方法

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