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基于物联网的智能衣柜系统(附件)【字数:6504】

2024-11-03 19:52编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本课题设计的基于物联网系统的智能衣柜系统,可以通过紫外线杀菌控制衣柜的内部健康环境;通过在衣柜内部安装温湿度传感器,采集智能衣柜的内部温湿度,及时调节内部干燥环境;衣柜烘干区安装小风扇和加热丝,控制恒温干燥衣物;衣柜外部通过手机APP,实现人机交互,可以人为控制内部传感器的操作。最终实现手机控制除螨杀菌,去霉防潮,无损烘干等功能。
目录
引言 1
一、系统整体设计 2
(一)系统设计功能 2
(二)方案选择 2
1.单片机的选择 2
2.温湿度传感器的选择 3
二、系统硬件设计 3
(一)单片机主控模块 3
(二)DHT11温湿度传感器 5
(三)OLED 屏幕 5
(四)WiFi模块 6
(五)温度传感器 6
(六)继电器 7
(七)小风扇 7
三、系统的软件设计 7
(一)系统主程序设计 7
(二)传感器采集流程 8
(三)OLED显示流程 9
四、系统调试结果 9
总结 13
致谢 14
参考文献 15
附录 16
(一)原理图 16
(二)PCB板 17
(三)实物图 18
(四)源程序 19
引言
我们现在所处的世纪是一个现代化的世纪,电子信息科技正在高速发展的时期,电子信息技术应用随处可见,我学习的物联网应用技术也能得到了运用。伴随着科学技术的高速发展与进步,我们的社会生活条件与生存条件都有所提高。对生活必需品使用的条件也在提高,更加注重我们平时的生活质量与水平。
在中国本土,衣柜是家具不可或缺的一部分,每家每户都至少有一个衣柜。但是我们的老式衣柜是一种功能单一的家具,仅仅用来存放衣物与其他布制用品,在江南地区的梅雨季节,衣物如果不进行暴晒,避免不了发霉,而智能衣柜能够很好的解决这样的问题。
在国外,智能衣柜的现状是十分可观的。国外的智能家居市场,已经出现了多个领先的智能家居品牌通过自主研究创造发明,调 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072
试自动控制系统,基本实现智能衣柜大部分的内部基础智能服务。国外智能家居研发,发展过程中的经验与总结出的理论给了智能家居市场新的动力,对智能家居的发展奠定了基础。
智能化设计是追随时代发展的潮流,使现代人生活起居更加便利的新技术。智能衣柜能够满足消费者逐渐增多的要求,打破我们对以往衣柜的单一看法,最大程度上去便利平时的生活起居日常。伴随零零后的长大,消费者操作能力显著提高,对新事物接受能力提升,是智能衣柜发展的有利因素。并且伴随智能衣柜不断更新现有技术,增强能力,强大作用,增加功能,所以使用智能衣柜是历史发展的必然趋势。
通过我对物联网的学习,设计在原有存储衣服功能的基础上,在现在的衣柜中加入了通过客户端去控制除螨杀菌,去霉防潮,无损烘干。本文即研究一个能够通过紫外线杀菌,来控制衣柜内部健康环境;通过柜内安装温湿度传感器,采集柜内温湿度,及时调整内部干燥环境;在衣柜内部安装小风扇与电热丝,恒温控干衣物;使用手机控制,实现人机互动。
一、系统整体设计
(一)系统设计功能
此项基于物联网的智能衣柜设计系统是在单片机控制系统下设计的智能电路系统。
在使用单片机控制系统的基础上,使用小风扇,紫外灯,继电器模拟电热丝,温度传感器,温湿度传感器来达到所需目的。利用系统设计杀菌模块,通风除湿模块,烘干模块通过使用者手动或程序设计自动来调节衣柜内部环境。在存放衣物区域,当湿度传感器感受到内部湿度大于75%时(服装行业最佳储存湿度为25%75%),自动打开小风扇与衣柜门,使衣柜内部通风除湿,达到最佳环境自动关闭;在衣柜顶部安装紫外线灯,在使用者有使用杀菌除螨的需求时,打开紫外线灯开关,进行一小时定时杀菌;烘干区安装电热丝与小风扇,由用户根据需求,设置时间,恒温为50摄氏度,风扇将热气分散,吹向湿的衣物。
该系统设计主要由单片机控制系统,温湿度传感器,温度传感器,紫外灯,恒温电热丝,小风扇,OLED屏幕组成。智能衣柜的主要框架如图1所示:
图1主要系统结构
(二)方案选择
1.单片机的选择
方案一:51单片机,51单片机由一个IP核和一些外设组成,IP核是指芯片中具有独立功能的电路模块,也可以理解为芯片设计的中间构件。51的外设就是包括:时钟电路、SFR和RAM、ROM、定时/计数器、并行I/O口、串行I/O口、中断系统。IP核跟外设之间是由系统总线连接的,速度是8bit的,较慢。由于51单片机为八位机,速度慢,资源少,所以此种方案放弃。
方案二:使用STM32核心板。STM32具有高性能,低功耗的特点,拥有出色的外设且集成度较大,温度适应性也强。是一个32位高密性能微控制器,具有12位数模转换器,多个引脚,内存容量较大。虽然价格高于51单片机,但相较于51单片机外设功能丰富强大,速度快,开发起来更加容易。STM32单片机程序模块化,资源也足够多,后期维护使用便捷。STM32在各类中小型项目中广泛运用,并且具有完整平台解决方案。由此,我选择了STM32控制器。
2.温湿度传感器的选择
方案一:温度,湿度分开采集,采用两个传感器,ds18b20测温度与HGS06测湿度,同时使用两种传感器,增加开发难度,且操作不便,故不采纳。但我将ds18b20安装在烘干区测温,以防恒温电热丝损坏。
方案二:只用一个温湿度传感器DHT11,一个传感器就能采集湿度和温度,所需能耗小。温湿度采集数据全部校准,以数字方式传输给核心板,稳定性长,不易出故障,单个费用低,并且拥有较长的信号传输距离,4引脚安装,操作简单。测量范围也能够满足需求,能够同时采集温湿度,满足需求,安装简单。所以我选择了DHT11为温湿度采集传感器。
二、系统硬件设计
(一)单片机主控模块
该系统我采用STM32为控制核心, STM32具有高性能,低功耗,出色的外设,最大的集成度的特点。它能够在零下40摄氏度到零上105摄氏度左右使用,符合设计需求。
我采用的是STM32F103C8T6,STM32F103C8T6芯片具有32位的微控制器,48路LQFP封装,高性能的RISC内核使运行频率可以达到72MHz之快,并且拥有高速内嵌存储器,增强范围间的强化输入或输出,外部连接至两个APB总线。STM32F103C8T6具有12位模数转换器,3个计时器,标准和高级通讯接口37个。STM32F103C8T6芯片实物图如图2所示,引脚图如下图3所示:

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