基于物联网的多功能晾衣架的设计与制作(附件)【字数:6160】
目录
引言 1
一、 系统整体设计 2
(一)对总体设计的介绍.2
(二)方案的选择 2
二、 系统硬件设计 3
(一)主控芯片 3
(二)光照检测模块 5
(三)DS18B20温度传感器 6
(四)雨滴传感器 8
(五)按键电路设计 9
(六)蓝牙模块 9
(七)液晶显示电路11
三、系统软件设计 12
(一)系统总程序设计 12
(二)雨滴传感器子程序 13
(三)DS18B20温度传感器子程序.13
四、系统的调试与结果.14
总结.20
致谢.21
参考文献 22
附录 23
(一)原理图23
(二)PCB图.24
(三)源程序25
(四)实物图34
引言
晾衣架最早出现于周朝是我国较早出现的一种家具。随着物质生活水平的提高,科技的发展,人们对更加舒服便捷的家庭生活标准也提高很多,作为每个家庭的家居必须用品晾衣架,自然也在随着社会进步以达到便民的效果。传统的晾衣架必须手动操作,阴雨天也要及时去关闭;所以智能晾衣架在最近几年得到迅速发展,并广泛应用于一些高级住宿等领域,只要通过遥控操作便可 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: @351916072@
实现自由伸缩。但是在智能晾衣架方面仍然需要进步,让更多用户对多功能晾衣架的功能知晓接受,尤其是对于一些老年人儿童以及孕妇这类人群,智能晾衣架起到了极大地便利。本设计的多功能晾衣架系统即是通过传感器获取环境信息,然后对信息进行分析,通过led灯状态显示,实现晾衣架的伸缩功能。
本文以单片机为基础,设计出便利完善的多功能晾衣架系统,主要用于晾衣架使用过程中的温度环境的采集,雨水采集以及光线的采集,特别是阴雨天没有人在家时可以及时的收回晾衣架且能够打开烘干功能,同时能够通过蓝牙对信息的采集传送到手机APP上来更加便捷的控制晾衣架的伸缩,该设计既实现了轻松快捷的智能家居生活方式,又达成了合理利用资源的深远意义。
系统整体设计
(一)对总体设计的介绍
本课题设计制作了一款以单片机作为主控芯片的多功能晾衣架,将单片机与传感器及显示屏组合连接,实现晾衣架的自由伸出与收回。通过雨滴传感器和温度传感器及光敏传感器对外界环境进行采集,然后与设置的阈值进行比较,并通过led灯的状态来模拟显示晾衣架的伸缩情况。也可以通过按键实现功能。手动控制下通过手机APP控制晾衣架的伸缩,除此以外还有烘干功能由风扇组成。
系统框图如图1所示:
图1系统框图
方案的选择
主控芯片的选择
方案一 :采用STM32单片机,它是一种集成电路芯片,因为8位单片机内部构造简单,成本低廉等特点,所以常常被应用于一些简单控制器里。但由于本系统相对于设计阶段对程序所需的内存空间暂用并不大。所以不采用该方案。
方案二:采用STC89C52单片机,它有8K字节的程序存储空间,并且功耗较低在节能方面起到很大效果。且该单片机灵活性较强,事实上也极大地提高了工作速率。综合考虑后该方案完全满足本设计。
方案三:采用可编程逻辑器件CPLD,它可以实现一些一般单片机实现不了的功能,且规模大、体积小I/O资源丰富,适合处理大规模系统。但由于该设计不需要复杂的逻辑功能且考虑到经济情况,所以不采用该方案。
显示方案的选择
方案一:采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中。寿命较长也坚固耐用,但是LED数码管在连线方面比较复杂,对应的编程上也有一定的难度,故不采用该方案。
方案二:采用LCD液晶显示屏来实现动态扫描。它是一种被广泛使用的字符型液晶显示模块,对于液晶显示屏而言,其不仅能够显示数量可观的文字图形,而且成本不高,功能显著,本文仅需配备单个即可。综合考虑后采用该方案完成本设计。
系统硬件设计
(一)主控芯片
1.STC89C52芯片简介
本系统采用STC89C52为主控芯片。是有8K字节的程序存储空间,并且功耗较低在节能方面起到很大效果。且该单片机灵活性较强,事实上也极大地提高了工作速率。该单片机还具有超强抗干扰,寿命长等优点,所以很多人的首选项都是采用STC89C52单片机。单片机引脚如图2所示。
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图2 STC89C52引脚图
引脚简介(见表1)
表1 STC89C52主要引脚
单片机最小系统
(1)时钟电路
时钟电路一般由晶体振荡器、晶振控制芯片和电容组成,如图3所示。单片机内部具有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器。当3.5电源通过二极管和电感进入分频器后,经过加工后产生振荡。时钟电路具有价格低惠,接口简单,使用方便等特点。通常在引脚XTAL1和XTAL2贯穿石英晶体和两个补偿电容组成自激振荡器。
图3时钟电路
复位电路
复位电路顾名思义是一种使电路恢复原始状态的电路,它具有两种复位方法,一种是接通电源后立刻就复位,还有一种是手动复位。手动复位需要在电源接通的条件下,在单片机运行期间,用按钮开关操作使单片机复位。复位电路比较简单由电容和电阻构成。其结构如图4所示。
图4复位电路
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