CN209789052U - 一种基于单片机的多功能书柜 - Google Patents

Abstract

一种基于单片机的多功能书柜，包括书柜本体，书柜本体顶端上表面边缘设置有带灯罩的LED人体感应灯、光线传感器、湿度传感器、负离子发生器、液晶显示器，红外测距传感器、无线通讯模块、定时器模块，存储模块、电源模块、单片机和烘干灯，光线传感器和湿度传感器设置在书柜顶板的上表面，负离子发生器和烘干灯分别设置在图书放置单元内，红外测距传感器设置在图书放置单元内的竖隔板边缘上。增加了人体感应功能、除湿功能和无线通信功能等，使书柜使用更加便捷。

Description

一种基于单片机的多功能书柜

技术领域

本实用新型涉及一种书柜，尤其是一种基于单片机的多功能书柜。

背景技术

随着经济、科学的快速发展，人民生活水平的不断提高，人类的各种需求也日益增长，传统的书柜无法对书籍进行更好的保护且书籍容易发生潮湿并需要定时清理。图书管理人员工作也比较繁重且有时也无法及时整理图书等。这些问题都对广大人民群众造成一定的困扰，基于这些问题和市场书柜功能的单一特设计一种新型多功能书柜。

发明内容

一种基于单片机的多功能书柜，包括书柜本体，书柜本体被横隔板和竖隔板分隔成多个图书放置单元，书柜本体顶端上表面边缘设置有带灯罩的LED人体感应灯、LED人体感应灯通过灯座与书柜本体的上表面相连接；

书柜本体上还设置有光线传感器、湿度传感器、负离子发生器、液晶显示器，红外测距传感器、无线通讯模块、定时器模块，存储模块、电源模块、单片机和烘干灯，光线传感器和湿度传感器设置在书柜顶板的上表面，负离子发生器和烘干灯分别设置在图书放置单元内，红外测距传感器设置在图书放置单元内的竖隔板边缘上；

所述的定时器模块，存储模块、电源模块和LED人体感应灯分别与单片机连接；红外测距传感器、光线传感器和湿度传感器分别与单片机的输入端连接；负离子发生器、无线通讯模块和烘干灯分别与单片机的输出端连接。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型增加了LED人体感应灯和光线传感器，当光线较暗且有人靠近时灯会自动打开，使用方便，节省电能；本实用新型增加了湿度传感器、烘干灯，当书柜内湿度过大会自动打开烘干灯进行干燥，避免书籍因潮湿产生损坏，保护书籍；本实用新型增加了负离子发生器可以对书柜内进行空气进化，保持空气清新；本实用新型增加了红外测距传感器、无线通讯模块和液晶显示器，当红外测距传感器检测到有图书没有摆放到书柜内时通过无线通讯模块及时通知图书管理员，液晶显示器可以显示湿度传感器所测到的湿度数据。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于单片机的多功能书柜的结构示意图；

图2是本实用新型的一种基于单片机的多功能书柜的模块连接示意图；

图3是本实用新型的一种基于单片机的多功能书柜的STM32单片机最小系统图；

图4是本实用新型的一种基于单片机的多功能书柜的定时器模块电路原理图。

1、书柜本体；2、灯罩；3、LED人体感应灯；4、灯座；5、光线传感器；6、湿度传感器；7、负离子发生器；8、液晶显示器；9、红外测距传感器；10、无线通讯模块；11、定时器模块；12、存储模块；13、电源模块；14、单片机； 15、图书放置单元；16、烘干灯。

具体实施方式

如图1-2所示，一种基于单片机的多功能书柜包括书柜本体1，书柜本体1 被横隔板和竖隔板分隔成多个图书放置单元15，书柜本体1顶端上表面边缘设置有带灯罩2的LED人体感应灯3、LED人体感应灯3通过灯座4与书柜本体1 的上表面相连接，书柜本体1上还设置有光线传感器5、湿度传感器6、负离子发生器7、液晶显示器8，红外测距传感器9、无线通讯模块10、定时器模块11，存储模块12、电源模块13、单片机14和烘干灯16。光线传感器5和湿度传感器6设置在书柜顶板的上表面，负离子发生器7和烘干灯16分别设置在图书放置单元15中，红外测距传感器9设置在图书放置单元15内的相对应的竖隔板边缘上。

定时器模块11，存储模块12、电源模块13和LED人体感应灯3分别与单片机14连接；红外测距传感器9、光线传感器5和湿度传感器6分别与单片机14 的输入端连接；负离子发生器7、无线通讯模块10和烘干灯16分别与单片机14 的输出端连接。

本实用新型采用的单片机14为STM32单片机，负离子发生器7的型号为 JP-A2262，光线传感器5为AMIS-7480X环境光线传感器，湿度传感器6为DHT11，无线通讯模块10优选为DATA-6106无线数传模块，液晶显示器优选为OLED灯显示屏(12864显示屏)，红外测距传感器9为LDM301型。以上所选择的型号只是本实用新型的优选型号，其他基于本实用新型的技术方案，也均落在本实用新型的保护范围。

所述湿度传感器DHT11是数字型湿度传感器，可直接以数字方式传输所采集的当前环境温湿度，DHT11采用的是单总线通信，因此只需将单片机的一个I/O 端口与DHT11的通信接口连接就可以实现数据的采集和传送，相对于其他电路来说比较简单。

所述无线数传模块DATA-6106，数据格式：8位数据位，1位停止位，校验位(奇、偶、无)可设定。波特率：300、600、1200、2400、4800、9600、 19200(Bit/S)可选。支持GPRS和短消息双通道传输数据；支持与多中心进行数据通信、支持远程参数设置和程序升级等。

所述液晶显示器采用5.5寸OLED灯显示屏(12864液晶屏)，是一种具有SPI/IIC接口方式，驱动芯片SSD1306集成在显示屏中，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64,内置 8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。

所述红外测距传感器LDM301具有一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器LDM301发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用ccd图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，很高的频率响应，外形设计紧凑，易于安装。

具体地，光线传感器5、红外测距传感器9和湿度传感器6的I/O引脚分别接STM32单片机14的PC8、PC1和PB6引脚，并且通过PB2接5.1KΩ的上拉电阻，保证数据传输的准确性；所述的无线通讯模块10、存储模块12分别接STM32 单片机14的PC6、PC7引脚，RST脚接PB4；所述液晶显示器8和负离子发生器 7的I/O引脚分别接STM32单片机14的PB9、PC0引脚，所述LED人体感应灯3 和电源模块13的I/O引脚分别接STM32单片机14的PC1、PC2。

结合附图3，该STM32单片机的最小系统图包括电源、单片机、时钟电路、复位电路；对于一个完整的设计来说，需要电源供电，电源模块13的可靠是系统平稳运行的基础和前提。单片机系统都有晶振，全名叫做晶体振荡器，它结合单片机的内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，单片机运行的速度就越快，单片机接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率上。复位电路有按键复位和上电复位两部分组成，按键复位就是在复位电容(C22)上并联一个开关，当开关按下时电容(C22)被放电，RST也被拉到低电平，由于电容(C22)充电，会保持一定的低电平来使单片机复位。上电复位是指STM32单片机为低电平复位，通常在复位引脚RST上接一个电容(C22) 到GND，在连接一个电阻(R22)到VCC,由此形成一个RC充放电回路，保证单片机在上电时RST脚上有足够的低电平进行复位，随后回归到高电平进行正常的工作。

结合附图4，如图为555定时器电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路；它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，内部电压标准使用了三个5K电阻；外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5-16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3-18V，一般用5V；直接清零端RST，当此端接低电平时，则时基电路不工作。

工作原理：一种基于单片机的多功能书柜，书籍长时间放置在书柜上，易潮湿，湿度传感器6检测到书籍周围的空气潮湿，单片机14输出高电平到烘干灯，烘干灯24点亮，对书籍烘干处理；同时，单片机14也输出高电平到负离子发生器7，负离子发生器7释放负离子除异味，定时器模块11开始计时，记录的时间与存储模块12设定值对比，达到设定值后负离子发生器7关闭，停止释放负离子；光线较暗或者夜晚时，光线传感器5检测到光线低于单片机14中的设定值，且当LED人体感应灯3检测到有人靠近书柜时，LED人体感应灯3点亮，实现照明；通过液晶显示器8可以显示湿度传感器6检测到的湿度数据，单片机 14通过通讯模块把检测到的湿度数据发送到图书管理员的手机；红外测距传感器9用于检测红外线所能到达的相邻隔板的距离，当有图书没有放到应有的位置，从图书放置单元15中伸出时，伸出的图书档住了红外测距传感器9发出的红外线信号，红外测距传感器9检测到的距离数据小于两个竖板间的距离时，单片机 14通过通讯模块发送红外传感器的位置信息到图书管理员的手机，提醒图书管理员对图书进行整理。

Claims (2)

1.一种基于单片机的多功能书柜，包括书柜本体（1），书柜本体（1）被横隔板和竖隔板分隔成多个图书放置单元（15），其特征在于：书柜本体（1）顶端上表面边缘设置有带灯罩（2）的LED人体感应灯（3）、LED人体感应灯（3）通过灯座（4）与书柜本体（1）的上表面相连接；

书柜本体（1）上还设置有光线传感器（5）、湿度传感器（6）、负离子发生器（7）、液晶显示器（8）、红外测距传感器（9）、无线通讯模块（10）、定时器模块（11），存储模块（12）、电源模块（13）、单片机（14）和烘干灯（16），光线传感器（5）和湿度传感器（6）设置在书柜顶板的上表面，负离子发生器（7）和烘干灯（16）分别设置在图书放置单元（15）内，红外测距传感器（9）设置在图书放置单元（15）内的竖隔板边缘上；

所述的定时器模块（11），存储模块（12）、电源模块（13）和LED人体感应灯（3）分别与单片机（14）连接；红外测距传感器（9）、光线传感器（5）和湿度传感器（6）分别与单片机（14）的输入端连接；负离子发生器（7）、无线通讯模块（10）和烘干灯（16）分别与单片机（14）的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的多功能书柜，其特征在于，所述的单片机（14）为STM32单片机。