基于物聯(lián)網(wǎng)的智能晾衣架

徐華源+余慧文+陳經(jīng)緯+李東陽+高志鵬

【摘 要】根據(jù)電子商業(yè)化，智能化，自動化的發(fā)展理念，開發(fā)創(chuàng)造了一大批物聯(lián)網(wǎng)智能家居，雖然在市面上出現(xiàn)過一些智能晾衣架，但是卻因為只能在家中控制，不能滿足當(dāng)代人希望隨時隨地了解控制家中衣物情況，因此我們構(gòu)思了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能晾衣架，利用發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)和自動化技術(shù)，將手機和晾衣架通過APP連接，達到一個隨時了解衣物狀況和控制晾衣架伸縮，翻轉(zhuǎn)的目的。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；晾衣架

引言

如今互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展迅速，人們對物聯(lián)網(wǎng)的使用需求不斷增多，在各個行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛，尤其是物聯(lián)網(wǎng)智能家居，隨著時代的潮流不斷向前發(fā)展，實現(xiàn)這種物聯(lián)網(wǎng)智能家居最大特色就是能和APP相連，用戶只要利用終端系統(tǒng)就能隨時監(jiān)控設(shè)備的運行情況并進行遠程控制。在您早上上班之前將之前洗好的衣物放到晾衣架上，當(dāng)中午陽光強烈的時候衣物會自動翻轉(zhuǎn)，還有突遇暴雨的時候衣架會自動收回防雨罩內(nèi)，防止衣物被淋濕。而遠在公司上班的你不單單可以實時了解衣物的晾曬情況，還可以通過手機隨意操控這一切。這便是我們提出的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能晾衣架。如今的大多數(shù)衣服都是露天晾曬或者掛在窗外的普通晾衣桿上，如果在上班時間下雨，那么衣物就都白晾了，因此我便產(chǎn)生了設(shè)計這個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能晾衣架的想法。智能晾衣架有自動伸縮系統(tǒng)，自動翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)三個主要系統(tǒng)組成。這樣的智能晾衣架的好處是上班族可以隨時了解家中衣物情況，不用因為下雨而使衣物淋濕，控制衣服的照射時間能使衣物穿起來更加舒適。

1.智能晾衣架外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計

本智能晾衣架左右兩側(cè)是兩個P型架，每個P型架上均有一組步進電機傳動系統(tǒng)和一個菱形伸縮架，自動翻轉(zhuǎn)架掛于兩伸縮架末端，上面和兩側(cè)有防雨罩，大部分結(jié)構(gòu)采用不銹鋼矩形管，不銹鋼矩形管有著較高的抗彎、抗扭強度，同時，自重較輕，表面光澤度極好，有很高的反射率。如同鏡面的表面，非常美觀。防雨罩采用丙烯酸塑料，具有較好的透明性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性、易染色、易加工、可選顏色和透明度、外觀優(yōu)美，頂部采用弧形設(shè)計，不易積水，并起到美觀作用。

考慮到方便用戶手動控制，將控制系統(tǒng)獨立出來，做成一個控制盒，以便晾衣架裝在沒有陽臺的窗外時可以在室內(nèi)控制。收回狀態(tài)下體積2165mm*1215mm*608mm，外觀如圖1所示。

2.自動伸縮系統(tǒng)

自動伸縮機構(gòu)的主體為菱形架，使用步進電機和絲杠螺母副作為驅(qū)動，在菱形架上面的鉸接處裝有滾輪，配合導(dǎo)軌承受衣物的重量。外觀渲染參考圖的狀態(tài)為半伸出半收回狀態(tài)，在完全伸出的狀態(tài)下，可承重70kg以上（固定的墻體強度足夠的前提下），圖2為伸縮機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。

3.自動翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)

智能晾衣架自動翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電機和減速箱內(nèi)有一組微動開關(guān)，用于檢測當(dāng)前衣掛的角度是否已到極限角度，為了防止相鄰衣物相互干涉，翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)角度極限范圍為-40°到+40°，如圖3所示。

4.控制盒系統(tǒng)硬件設(shè)計

該智能晾衣架控制系統(tǒng)利用單片機作為智能晾衣架的核心控制芯片，其主要特點是：具有編程簡單、外圍電路簡單、可靠性高，而價格便宜等優(yōu)點。利用雨滴傳感器和光照傳感器來識別晴雨天氣。先進的WIFI串口模塊，實現(xiàn)手機和單片機之間的通訊。在一般模式下單片機接收來自傳感器的信號，經(jīng)過分析后發(fā)出晾衣服架伸出、收回或者翻轉(zhuǎn)等功能的指令，使晾衣服架自動伸出、收回或者翻轉(zhuǎn)，有效地避免在下雨時，衣服無人收起而被雨淋濕了，或在陽光強烈時，衣服沒有被陽光充分地晾曬。手動控制模式下，通過按鈕開關(guān)或手機APP可以自由地控制晾衣架，其信號的優(yōu)先級高于傳感器的信號，用于晾衣服架伸出、收回或者翻轉(zhuǎn)的控制?？刂坪猩嫌幸粋€伸出按鈕、一個收回按鈕、一個開啟或關(guān)閉自動收回功能的按鈕（默認開啟）、一個用于開啟或關(guān)閉自動翻轉(zhuǎn)功能的按鈕、一個用于手動翻轉(zhuǎn)的按鈕。一組狀態(tài)指示燈。手機APP端也有這幾個按鈕和指示燈?？刂坪邢到y(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

5.結(jié)論

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能晾衣架的設(shè)計藍圖如上文所言，最終通過實驗，數(shù)學(xué)軟件分析各項理論數(shù)據(jù)，并通過受力分析，結(jié)合實際的各項記錄，對晾衣架相應(yīng)反應(yīng)不好處進行修改。智能晾衣架可以為人們帶來更為愜意、輕松的生活。如今人們的生活工作節(jié)奏越來越快，智能晾衣架契合了城市居民追求快捷化、時尚化、個性化、人性化、智能化的消費需求與潮流，使人們的生活質(zhì)量有了很大的提高。

參考文獻：

[1]張謙等.基于單片機的智能晾衣架設(shè)計[J].機械工程與自化.2012（06）.

[2]李祖林，張忠賢.基于數(shù)字信號處理器和單片機的回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機控制研究[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報.2008（06）.

[3]陸猛等.智能環(huán)境感知晾衣架的設(shè)計與實現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).2017（08）.

[4]郭獻章等.智能防雨晾衣架[J].物理實驗.2014（04）.

[5]鮑根，王子安.一種新型太陽能旋轉(zhuǎn)晾衣架[J].科技視界.2017（02）.endprint