CN211142579U - 一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，包括主控PCBA、晾衣架电控模块以及晾衣架本体，其中，所述主控PCBA包括：高性能控制单元(MCU)、驱动模块、通讯模块、3D‑TOF传感器、温湿度传感器、光照传感器以及风速传感器；其中，所述3D‑TOF传感器作为识别手势专用的传感器；本实用新型将温湿度传感器、光照传感器、风速传感器等多种传感器与高性能控制单元(MCU)结合，应用于电动升降式晾衣架，实现了晾衣架的自动控制；将物联网和APP远程控制功能应用于电动升降式晾衣架，实现了对晾衣架的APP远程控制；将Sub‑1G遥控器应用于电动升降式晾衣架，实现对晾衣架的Sub‑1G的现场控制；将3D‑TOF传感器应用于电动升降式晾衣架，实现了对晾衣架的手势控制。

Description

一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术和晾衣架技术领域，尤其涉及一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统。

背景技术

现有的晾衣架分为手摇升降式晾衣架和电动升降式晾衣架，目前已有的电动升降式晾衣架，主要集成了升降电机、热风烘干、无线射频遥控、LED照明、光波杀菌这些功能，现有技术针对电动升降式晾衣架的控制问题也提供了很多解决方案，但主要都是只解决了一个电动升降或机械结构问题，本质上最终都是人工遥控操作电动升降式晾衣架的行为，电机升降、灯光控制、烘干、杀菌功能等功能的实现都是人工开启，并没有实现真正的智能化。而且针对可遥控的电动升降式晾衣架来说，现有技术的解决方案多数都是使用传统的红外或Sub-1G遥控器，不能带来理想的用户体验，且还是需要人们在现场操作。此外，遥控器容易没电、损坏或者丢失，造成无法控制晾衣架。

在现有技术中，有一些晾衣架是实现可自动控制升降的，如已公开的专利号为CN206956385U的实用新型专利“一种电动晾衣架”，该专利提出了一种电动晾衣架，包括晾衣架顶板、一对控制电机、一对转动螺杆、一对升降套管、晾衣架主体、一对辅助卷簧、一对螺杆安装孔、烘干灯座、多个吹风出口、多个进风槽、电源线孔及一对弹力锁链；控制电机、辅助卷簧装在晾衣架顶板内，转动螺杆通过螺杆安装孔贯穿晾衣架顶板并连控制电机，转动螺杆通过螺纹套接升降套管，晾衣架主体连升降套管，弹力锁链贯穿晾衣架顶板并连辅助卷簧，弹力锁链连晾衣架主体，烘干灯座装在晾衣架顶板内，吹风出口、进风槽、电源线孔设在晾衣架顶板上。该实用新型能用于衣物的晾晒，可自动控制升降，结构简单，拆装、晾晒方便。

还有一些晾衣架的设计是为了减小摩擦，保护晾衣架，如已公开的专利号为CN207452509U的实用新型专利“一种智能晾衣架”，该专利提出了一种智能晾衣架，包括干衣服晾衣架，晾衣架单片机和晾衣架固定连接板，所述晾衣架单片机的内部设置有支撑柱，所述支撑柱的外部设置有滑动滚轮，所述干衣服晾衣架安装在晾衣架单片机的内部相对于滑动滚轮的顶端，所述晾衣架悬挂装置的顶端设置有晾衣架固定连接控制装置，所述晾衣架固定连接控制装置和外部电源电连接；本实用新型中设计的晾衣架放置架固定放置凹槽可以在放置衣物时进行固定，防止衣物在晾衣架放置架上的压力较大而损害晾衣架，防止了衣物堆积一起在后期回收时造成的困难，该实用新型中设计的滑动滚轮在连接时产生摩擦较小，滑动较为省力，不会发生由于长时间使用而发生的锈渍。

还有一些晾衣架具有智能化，可以自我调节，如已公开的专利号为CN206408409U的实用新型专利“一种无线充电的智能晾衣架”，该专利公开一种晾衣架由晾衣架单元、滑动杆、主控单元、能量发送单元组成；晾衣架单元在滑动杆上左右滑动，晾衣架单元主控单元之间采用无线通信方式传递信息，共同协作晾晒衣物；晾衣架单元通过无线进行能量传输充电；晾衣架单元还可以间时自动旋转。该智能晾衣架能自动调整晾衣架的位置，最大化地利用晾晒空间，防止衣服拥挤，晾晒空间不均。

这些利用现有技术的晾衣架的缺点是：

第一，现有电动晾衣架的所有功能都是人工干预开启，没有实现真正的智能化。第二，现在的可遥控的晾衣架都是需要在晾衣架附近10米内操作，无法实现更远的真正的远程操作。

第三，现有技术都是使用遥控器操作，一旦出现遥控器没电、损坏、丢失的情况，都会使整个晾衣架无法工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，该装置可弥补现有的晾衣架的电机升降、灯光控制、烘干、杀菌功能等功能都是人工开启，没有实现智能化；使用遥控器控制，只能人工现场控制；遥控器容易没电、损坏或者丢失，造成无法控制晾衣架等问题的不足。

为实现上述目的，本实用新型的目的在于提供一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，包括主控PCBA、晾衣架电控模块以及晾衣架本体，所述主控PCBA和晾衣架电控模块均设置在所述晾衣架本体的基座上，其中，所述主控PCBA包括：高性能控制单元、驱动模块、通讯模块、3D-TOF传感器、温湿度传感器、光照传感器以及风速传感器；其中，所述3D-TOF传感器作为识别手势专用的传感器，所述晾衣架电控模块包括：电机、 LED灯、烘干机以及光波杀菌灯。

作为优化，所述高性能控制单元通过UART总线控制所述驱动模块，所述驱动模块通过电缆驱动所述晾衣架电控模块以实现所述晾衣架本体的动作，所述高性能控制单元通过所述UART总线与所述通讯模块连接，所述3D-TOF传感器通过USB总线与所述高性能控制单元相连。

作为优化，所述温湿度传感器、光照传感器、风速传感器均安装在所述晾衣架本体靠窗一侧的基座上，所述温湿度传感器通过 IIC总线与所述高性能控制单元连接，所述光照传感器通过电流信号线与所述高性能控制单元连接，所述风速传感器通过所述 UART总线与所述高性能控制单元连接以传输信号。

作为优选，所述通讯模块通过Sub-1G的射频频段与所述Sub- 1G遥控器传输信号，实现遥控功能。

作为优化，所述3D-TOF传感器的可识别距离范围为1m～2m，所述3D-TOF传感器能够识别的手势包括：两指张开、拳变掌、五指晃动、五指张开、单指左划、单指右划，所述3D-TOF传感器能够识别的手势分别对应的功能为：暂停、上升、下降、照明灯开关、烘干、杀菌消毒。

作为优化，所述晾衣架本体实现所述手势控制功能的步骤包括:

步骤C1，在可识别距离范围内做出一手势；

步骤C2，所述3D-TOF传感器接收所述手势并作出判断；

步骤C3，所述3D-TOF传感器将判断结果传输到所述高性能控制单元；

步骤C4，所述高性能控制单元根据所述判断结果控制所述驱动模块，所述驱动模块驱动所述晾衣架电控模块实现所述手势对应的功能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型将温湿度传感器、光照传感器、风速传感器等多种传感器应用于电动升降式晾衣架，通过多种传感器的应用和高性能控制单元的算法协助，实现了真正无人干预的智能化全自动控制；智能化自动晾晒功能的实现使得晾衣过程变智能，可根据外界环境自适应晾衣，并且可以同时启动烘干或者杀菌消毒功能，使得被晾晒的衣服更加洁净，舒适。

第二，本实用新型将物联网和APP远程控制端应用于电动升降式晾衣架，实现了对晾衣架的远程控制，不仅可以通过网络查询现在的晾衣状态，还可以通过APP控制端实现远程操作；远程遥控晾晒功能的实现使用户不必回家即可了解晾衣状态，并实时对其进行操作，使得人们可以不必因为突变的天气而去担心衣服的问题。

第三，本实用新型将3D-TOF传感器应用于电动升降式晾衣架，实现了对晾衣架的手势控制，手势控制功能的实现使得遥控功能不再仅依靠遥控器，随时一个手势即可遥控晾衣架。

第四，本实用新型采用多种遥控模式，包括手势控制、远程 APP控制和现场控制相结合的混合控制方案，使晾衣架的控制更方便、快捷。

第五，同时本实用新型电路结构智能化和集成化程度高，效果较现有技术优势明显，可以完全实现自动控制而不是简单的遥控。并且，针对不同的电动升降式晾衣架，本实用新型的电路结构与方法均适用、有效，具有极强的通用性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统的功能模块示意图；

图2为本实用新型一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统实现智能化自动晾晒功能的流程示意图；

图3为本实用新型一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统实现远程遥控晾晒功能的流程示意图；

图4为本实用新型一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统实现手势控制功能的流程示意图；

图5为本实用新型一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统中晾衣架本体的结构示意图。

图中：1-主控PCBA1、2-晾衣架电控模块、3-服务器、4- Sub-1G遥控器、5-APP控制端、6-晾衣架本体、11-高性能控制单元、12-驱动模块、13-通讯模块、14-3D-TOF传感器、15-温湿度传感器、16-光照传感器、17-风速传感器、10-UART总线、 20-电缆、30-USB总线、40-IIC总线、50-电流信号线、60-家庭网关、70-Sub-1G的射频频段、80-终端设备网络。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型的目的在于提供一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，包括主控PCBA1、晾衣架电控模块2以及晾衣架本体6，所述主控PCBA1和晾衣架电控模块2均设置在所述晾衣架本体6的基座上，其中，所述主控 PCBA1包括：高性能控制单元11、驱动模块12、通讯模块13、 3D-TOF传感器14、温湿度传感器15、光照传感器16以及风速传感器17；其中，所述3D-TOF传感器14作为识别手势专用的传感器，所述晾衣架电控模块2包括：电机、LED灯、烘干机以及光波杀菌灯。

请参阅图5，本实用新型中晾衣架本体6为一般的电动升降式晾衣架，该晾衣架可上升和下降，采用LED灯照明、双端直管杀菌灯管，还可提供持续温暖的暖风以烘干衣物。

所述高性能控制单元11通过UART总线10控制所述驱动模块12，所述驱动模块12通过电缆20驱动所述晾衣架电控模块2 以实现所述晾衣架本体6的动作，所述高性能控制单元11通过所述UART总线10与所述通讯模块13连接，所述3D-TOF传感器 14通过USB总线30与所述高性能控制单元11相连。

所述温湿度传感器15、光照传感器16、风速传感器17均安装在所述晾衣架本体6靠窗一侧的基座上，所述温湿度传感器15 通过IIC总线40与所述高性能控制单元11连接，所述光照传感器16通过电流信号线50与所述高性能控制单元11连接，所述风速传感器17通过所述UART总线10与所述高性能控制单元11 连接以传输信号。

所述晾衣架本体6实现智能化自动晾晒功能、远程遥控晾晒功能以及手势控制功能。

请参阅图2，所述晾衣架本体6实现所述智能化自动晾晒功能的步骤包括：

步骤A1，所述高性能控制单元11通过所述IIC总线40从所述温湿度传感器15接收实时的温湿度信号，所述高性能控制单元 11通过所述电流信号线50从所述光照传感器16接收实时的光照信号，所述高性能控制单元11通过所述UART总线10从所述风速传感器17接收实时的风速信号；

步骤A2，所述温湿度信号、光照信号以及风速信号经过所述高性能控制单元11的算法处理，得出现在的晾晒条件和晾晒状态；所述算法为嵌入式算法；

步骤A3，将所述现在的晾晒条件和晾晒状态与客户预设的指令相对比，得出对比结果；

步骤A4，根据所述对比结果，通过所述晾衣架电控模块2控制所述晾衣架本体6，实现自动调节晾衣的高度，并执行其他命令，所述其他命令包括：烘干和杀菌消毒。

在一实施例中，当温湿度传感器15接收实时的温湿度信号高于温湿度预设阈值，而光照传感器16接收实时的光照信号又低于光照预设阈值，通过高性能控制单元11的内部算法，如嵌入式算法，可以判断此时为阴雨天气，则高性能控制单元11会通过晾衣架电控模块2将晾衣架上升，防止衣物淋雨，同时可以顺序开启烘干和消毒功能，使衣物保持干净、整洁的状态。

所述通讯模块13通过家庭网关60与广域网中的服务器3相连，所述家庭网关60包括Wi-Fi网络和网络运营商网络；所述通讯模块13通过Sub-1G的射频频段70与Sub-1G遥控器4相连。

请参阅图3，所述晾衣架本体6实现所述远程遥控晾晒功能的步骤包括:

步骤B1，所述高性能控制单元11向所述通讯模块13发送AT 指令；

步骤B2，所述通讯模块13接收所述AT指令；

步骤B3，所述通讯模块13回传所述服务器3上的信息给所述高性能控制单元11；

步骤B4，APP控制端5通过终端设备网络80连接在所述服务器 3上，实现所述APP控制端5和所述高性能控制单元11的双向通讯；

步骤B5，所述通讯模块13通过Sub-1G的射频频段70与所述Sub-1G遥控器4传输信号，实现遥控功能。

在一实施例中，如果主人外出工作或者办其他事，可以通过 APP控制端5连接到服务器3，再通过服务器3连接到通讯模块 13，通讯模块13接收高性能控制单元11发送的AT指令，则主人就可以通过APP控制端5查看此时家中衣物的晾晒状态，以及判断天气状态，如果为阴雨天气，则再通过APP控制端5来远程控制晾衣架上升，保护衣物。

所述3D-TOF传感器14的可识别距离范围为1m～2m，所述 3D-TOF传感器14能够识别的手势包括：两指张开、拳变掌、五指晃动、五指张开、单指左划、单指右划，所述3D-TOF传感器 14能够识别的手势分别对应的功能为：暂停、上升、下降、照明灯开关、烘干、杀菌消毒。

请参阅图4，所述晾衣架本体6实现所述手势控制功能的步骤包括:

步骤C1，在可识别距离范围内做出一手势；

步骤C2，所述3D-TOF传感器14接收所述手势并作出判断；

步骤C3，所述3D-TOF传感器14将判断结果传输到所述高性能控制单元；

步骤C4，所述高性能控制单元11根据所述判断结果控制所述驱动模块12，所述驱动模块12驱动所述晾衣架电控模块2实现所述手势对应的功能。

在一实施例中，如果因为某些原因下班回家很晚了，阳台的灯坏了，或者照明度不够，此时周围只有比较微弱的来自其他建筑的光，当你要收衣服时，可以站在距智能晾衣架2m处，对着该智能晾衣架做五指张开的手势，则会开启照明灯，方便看清衣物进行收取工作。

本实用新型的工作原理是：

第一，本实用新型将温湿度传感器15、光照传感器16、风速传感器17等多种传感器应用于电动升降式晾衣架2，通过多种传感器的应用和高性能控制单元11的算法协助，实现了真正无人干预的智能化全自动控制；智能化自动晾晒功能的实现使得晾衣过程变智能，可根据外界环境自适应晾衣，并且可以同时启动烘干或者杀菌消毒功能，使得被晾晒的衣服更加洁净，舒适。

第二，本实用新型将物联网和APP远程控制端5应用于电动升降式晾衣架，实现了对晾衣架的远程控制，不仅可以通过网络查询现在的晾衣状态，还可以通过APP控制端5实现远程操作；远程遥控晾晒功能的实现使用户不必回家即可了解晾衣状态，并实时对其进行操作，使得人们可以不必因为突变的天气而去担心衣服的问题。

第三，本实用新型将3D-TOF传感器14应用于电动升降式晾衣架，实现了对晾衣架的手势控制，手势控制功能的实现使得遥控功能不再仅依靠遥控器，随时一个手势即可遥控晾衣架。

第四，本实用新型采用多种遥控模式，包括手势控制、远程 APP控制和现场控制相结合的混合控制方案，使晾衣架的控制更方便、快捷。

第五，同时本实用新型电路结构智能化和集成化程度高，效果较现有技术优势明显，可以完全实现自动控制而不是简单的遥控。并且，针对不同的电动升降式晾衣架，本实用新型的电路结构与方法均适用、有效，具有极强的通用性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，其特征在于，包括主控PCBA(1)、晾衣架电控模块(2)以及晾衣架本体(6)，所述主控PCBA(1)和晾衣架电控模块(2)均设置在所述晾衣架本体(6)的基座上，其中，所述主控PCBA(1)包括：高性能控制单元(11)、驱动模块(12)、通讯模块(13)、3D-TOF传感器(14)、温湿度传感器(15)、光照传感器(16)以及风速传感器(17)；其中，所述3D-TOF传感器(14)作为识别手势专用的传感器，所述晾衣架电控模块(2)包括：电机、LED灯、烘干机以及光波杀菌灯。

2.根据权利要求1所述的一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，其特征在于，所述高性能控制单元(11)通过UART总线(10)控制所述驱动模块(12)，所述驱动模块(12)通过电缆(20)驱动所述晾衣架电控模块(2)以实现所述晾衣架本体(6)的动作，所述高性能控制单元(11)通过所述UART总线(10)与所述通讯模块(13)连接，所述3D-TOF传感器(14)通过USB总线(30)与所述高性能控制单元(11)相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，其特征在于，所述温湿度传感器(15)、光照传感器(16)、风速传感器(17)均安装在所述晾衣架本体(6)靠窗一侧的基座上，所述温湿度传感器(15)通过IIC总线(40)与所述高性能控制单元(11)连接，所述光照传感器(16)通过电流信号线(50)与所述高性能控制单元(11)连接，所述风速传感器(17)通过所述UART总线(10)与所述高性能控制单元(11)连接以传输信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，其特征在于，所述通讯模块(13)通过家庭网关(60)与广域网中的服务器(3)相连，所述家庭网关(60)包括Wi-Fi网络和网络运营商网络；所述通讯模块(13)通过Sub-1G的射频频段(70)与Sub-1G遥控器(4)相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于多种传感器和物联网控制晾衣架的智能系统，其特征在于，所述3D-TOF传感器(14)的可识别距离范围为1m～2m，所述3D-TOF传感器(14)能够识别的手势包括：两指张开、拳变掌、五指晃动、五指张开、单指左划、单指右划，所述3D-TOF传感器(14)能够识别的手势分别对应的功能为：暂停、上升、下降、照明灯开关、烘干、杀菌消毒。

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