基于stm32的智能晾衣架的设计与实现(附件)【字数：6113】
摘 要在现代化社会的今天，伴随着城市生活的日益繁忙，许许多多的人既没有时间，更没有精力取处理一些细微繁琐的事务。比如在充满暖阳或者雨天的时候，或者说天气的变化无常，晾出去的衣服人们可能没法及时回来收，因此我们该做些什么，为了对这个问题做出回答，于是我们便展开我们的研究工作，我们通过对智能晾衣架控制系统进行设计并开展持续的研究。因此我们此次设计的智能晾衣架以STM32单片为主要控制，温湿度和光敏检测模块来收集和传输相应的数据，来控制晾衣架，使其自动实现伸缩，这样极大的解决了这类问题，且是手动与自动双模式，操作方便简单。
Key words: intelligent clothes rack; drying rack; stm32; DHT11 目录
一、引言 1
二、系统总体设计 1
（一）系统总体设计框架图 1
（二）系统组成概述 2
（三）系统设计要求 2
三、系统主要硬件设计 3
（一）STM32单片机核心电路设计 3
（二）温湿度传感电路 4
（三）光敏检测模块 6
（四）直流电机驱动电路 8
四、系统软件设计 9
（一）程序流程图 9
（二） 程序设计 9
（三）温湿度检测流程图 10
五、实物的安装与调试 11
（一）系统整体的调试 11
（二）硬件实物的焊接与功能测试 12
六、总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 元件列表 20
附录三 程序 21
一、引言
智能晾衣架的发展背景
科学和技术是推动人类生活进步的有效途径，随着人们对智能家居研究的开始，以及随着人工智能的出现和应用，很多科技工作者开始从事智能家居领域如：家用电器、家用照明、智能窗帘控制和监控、偷窃、警告设备，从而导致完全人工智能的转变。然而，对于晾衣架等一些日常的家具以及生活用品的这一方面的研究涉及不深，也没有相应的论文成果展示。因此，智能晾衣架也有很大的发展空间，其市场价值非常重要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
，这种智能家居的理念和生活方式也将促使越来越多的人去关注重视。
研究目的和意义
在现实生活中，普通的晾衣架并不是让人们的生活更轻松，还是有许多问题是无法解决的。
虽然国际上有很多大型制造商对某些智能领域的有所研究,但他研究晾衣架和平均使用衣架的时间少之甚少。 当今人们使用的晾衣架非常的简便，并没有其他的功能，当人们外出工作时，随着天气的变化，突然的下雨，人们根本来不及回来收拾自己的衣物。因此想出要设计一款智能晾衣架，来解决人们因为天气原因而不能够及时回来收拾衣服的问题。其工作方式是选用相应的模块，一旦湿度或者光线强度达到相应的数值，晾衣架就会自动进行衣服的收晾。
除了人性化且智能家居外，还有其他的好处，比如其衣架小一些，它的操作方式特别简单，它的外观也很漂亮。
二、系统总体设计
（一）系统总体设计框架图
此系统主要依靠的是温湿度监测模块和光敏检测模块来收集和发送相应的数据给单片机，从而实现晾衣架的收缩和伸出，达到晾干衣服的作用。 如图一为系统总体设计的框架图。
图1 系统总体设计控制框架图
（二）系统组成概述
此系统主要由控制核心模块、湿度感知模块、光强度感知模块、发动机驱动装置、直流驱动装置以及按键模块等几大部分组成。
控制系统是控制系统的核心以及对数据进行处理;湿度感知模块是用传感器对周围环境湿度进行测量处理;光强度感知测定模块是收集环境光信号并记录;发动机驱动装置是提高发动机的运行功率，从而提高或降低晾干衣服所需负荷，同时也用于建立系统运行规则和手动自动操作。
（三）系统设计要求
在对居家智能晾衣架进行设计准备时，必须满足以下的几点内容：
1.简单:智能晾衣架作为居家使用装置，其设计应该是简单、方便、适用的，在忙忙碌碌一天的工作后不必把太多的精力时间放在这些个琐碎事情上面。而此种设计正是为了解决生活中的小事情，使得生活更加舒适、便捷、自然。如果设计的很复杂很不适用，那么受众人群就很狭隘。
2.经济:这个项目有很多潜在市场，可以在家庭中应用。设计发明必须考虑成本，考虑大众的消费能力与消费水平。我们设计晾衣架的初衷就是控制成本，成本不可太高。让大众都能消费得起。为了实现这个目标我们不仅仅需要科学技术的进步与发展，而且需要更多的奇思妙想。
3.实用:设计发明一种物品工具，我们必须的考虑其更多的实际功能与实用性，不能做出来的一些物品工具完全没有实际功能。
4.安全与可靠性:因为智能居家晾衣架是家庭物品，因此必须得考虑其安全可靠性能，如若家里有老人、小孩时，在选择晾衣架电子元件器材，电路设计装置、材料好坏时，必须得慎重考虑。
三、系统主要硬件设计
（一）STM32单片机核心电路设计
在本次智能晾衣架的设计中，我们采用的是目前比较常用的STM32系列的单片机。
STM32系列是一个微控制器，运行在32位的基础上，支持基于ARM 7的实时模拟和跟踪。选择这个芯片控制点，因为该系统的设计目的不是为了追求更少的成本或更少的能源成本，而是为了提供更丰富的接口和功能，以便更容易设计出扩大外围网络所需的实验项目。
STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图与实物图如下图2图3所示。
图2 STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图
图3 STM32F103C8T6单片机核心板图片
（二）温湿度传感电路
温湿度的检测对于我们此次设计的智能晾衣架来说是很重要的，我们使用的是数字湿度传感器DHT11，这个装置是用来测量环境的温度和湿度变化，以确保此种晾衣架装置的有效性和合理性。此外，它的容量非常小，耗能很低，信号传输所需要的时间也是比较短的。
1.DHT11的工作特点：
?湿度和温度精准测量
Key words: intelligent clothes rack; drying rack; stm32; DHT11 目录
一、引言 1
二、系统总体设计 1
（一）系统总体设计框架图 1
（二）系统组成概述 2
（三）系统设计要求 2
三、系统主要硬件设计 3
（一）STM32单片机核心电路设计 3
（二）温湿度传感电路 4
（三）光敏检测模块 6
（四）直流电机驱动电路 8
四、系统软件设计 9
（一）程序流程图 9
（二） 程序设计 9
（三）温湿度检测流程图 10
五、实物的安装与调试 11
（一）系统整体的调试 11
（二）硬件实物的焊接与功能测试 12
六、总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 元件列表 20
附录三 程序 21
一、引言
智能晾衣架的发展背景
科学和技术是推动人类生活进步的有效途径，随着人们对智能家居研究的开始，以及随着人工智能的出现和应用，很多科技工作者开始从事智能家居领域如：家用电器、家用照明、智能窗帘控制和监控、偷窃、警告设备，从而导致完全人工智能的转变。然而，对于晾衣架等一些日常的家具以及生活用品的这一方面的研究涉及不深，也没有相应的论文成果展示。因此，智能晾衣架也有很大的发展空间，其市场价值非常重要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
，这种智能家居的理念和生活方式也将促使越来越多的人去关注重视。
研究目的和意义
在现实生活中，普通的晾衣架并不是让人们的生活更轻松，还是有许多问题是无法解决的。
虽然国际上有很多大型制造商对某些智能领域的有所研究,但他研究晾衣架和平均使用衣架的时间少之甚少。 当今人们使用的晾衣架非常的简便，并没有其他的功能，当人们外出工作时，随着天气的变化，突然的下雨，人们根本来不及回来收拾自己的衣物。因此想出要设计一款智能晾衣架，来解决人们因为天气原因而不能够及时回来收拾衣服的问题。其工作方式是选用相应的模块，一旦湿度或者光线强度达到相应的数值，晾衣架就会自动进行衣服的收晾。
除了人性化且智能家居外，还有其他的好处，比如其衣架小一些，它的操作方式特别简单，它的外观也很漂亮。
二、系统总体设计
（一）系统总体设计框架图
此系统主要依靠的是温湿度监测模块和光敏检测模块来收集和发送相应的数据给单片机，从而实现晾衣架的收缩和伸出，达到晾干衣服的作用。 如图一为系统总体设计的框架图。
图1 系统总体设计控制框架图
（二）系统组成概述
此系统主要由控制核心模块、湿度感知模块、光强度感知模块、发动机驱动装置、直流驱动装置以及按键模块等几大部分组成。
控制系统是控制系统的核心以及对数据进行处理;湿度感知模块是用传感器对周围环境湿度进行测量处理;光强度感知测定模块是收集环境光信号并记录;发动机驱动装置是提高发动机的运行功率，从而提高或降低晾干衣服所需负荷，同时也用于建立系统运行规则和手动自动操作。
（三）系统设计要求
在对居家智能晾衣架进行设计准备时，必须满足以下的几点内容：
1.简单:智能晾衣架作为居家使用装置，其设计应该是简单、方便、适用的，在忙忙碌碌一天的工作后不必把太多的精力时间放在这些个琐碎事情上面。而此种设计正是为了解决生活中的小事情，使得生活更加舒适、便捷、自然。如果设计的很复杂很不适用，那么受众人群就很狭隘。
2.经济:这个项目有很多潜在市场，可以在家庭中应用。设计发明必须考虑成本，考虑大众的消费能力与消费水平。我们设计晾衣架的初衷就是控制成本，成本不可太高。让大众都能消费得起。为了实现这个目标我们不仅仅需要科学技术的进步与发展，而且需要更多的奇思妙想。
3.实用:设计发明一种物品工具，我们必须的考虑其更多的实际功能与实用性，不能做出来的一些物品工具完全没有实际功能。
4.安全与可靠性:因为智能居家晾衣架是家庭物品，因此必须得考虑其安全可靠性能，如若家里有老人、小孩时，在选择晾衣架电子元件器材，电路设计装置、材料好坏时，必须得慎重考虑。
三、系统主要硬件设计
（一）STM32单片机核心电路设计
在本次智能晾衣架的设计中，我们采用的是目前比较常用的STM32系列的单片机。
STM32系列是一个微控制器，运行在32位的基础上，支持基于ARM 7的实时模拟和跟踪。选择这个芯片控制点，因为该系统的设计目的不是为了追求更少的成本或更少的能源成本，而是为了提供更丰富的接口和功能，以便更容易设计出扩大外围网络所需的实验项目。
STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图与实物图如下图2图3所示。
图2 STM32F103C8T6单片机核心板接口电路图
图3 STM32F103C8T6单片机核心板图片
（二）温湿度传感电路
温湿度的检测对于我们此次设计的智能晾衣架来说是很重要的，我们使用的是数字湿度传感器DHT11，这个装置是用来测量环境的温度和湿度变化，以确保此种晾衣架装置的有效性和合理性。此外，它的容量非常小，耗能很低，信号传输所需要的时间也是比较短的。
1.DHT11的工作特点：
?湿度和温度精准测量
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