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      一種智能電視掛架的設(shè)計與探討

      2019-04-07 03:43:46程智君游雨云
      科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2019年32期
      關(guān)鍵詞:智能家居

      程智君 游雨云

      摘 ? 要:本設(shè)計是基于市面上的多功能電視掛架,實現(xiàn)一個功能方面的拓展,使掛架變得更加靈活,除了目前已有視角轉(zhuǎn)動、前后伸縮、上下移動等功能,可以讓電視基于墻面和天花板之間來回運動,從坐著到躺著觀看,能更加全面的滿足大眾的需求。另外加入時下較熱門的WiFi物聯(lián)開關(guān)使它智能化,引入APP手機智能控制,發(fā)出控制信號,通過路由器無線WiFi連接,觸發(fā)單片機系統(tǒng),驅(qū)動電機移動,調(diào)節(jié)至最佳觀看位置,完成設(shè)計功能。主要應(yīng)用于臥室或者高級會所。

      關(guān)鍵詞:電視掛架 ?電機驅(qū)動 ?智能家居 ?APP控制

      中圖分類號:TN949.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2019)11(b)-0073-02

      電視掛架源于液晶平板電視的產(chǎn)生而來,最早主要是將電視固定在背景墻上,稱為壁掛式。一方面是為了節(jié)約空間,另一方面是固定電視機,避免搖晃而摔壞。由于它獨特的優(yōu)勢,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到每家每戶,包括辦公室、酒店、大型會所等大部分地方,擁有較大的市場客戶量。但是大眾的需要往往都是各有所需,固定不動,不能智能變化的似乎跟不上時代,進(jìn)而越來越多的廠家開始著力于研發(fā)多功能電視掛架。例如:伸縮型電視掛架、水平視角調(diào)整型、上下調(diào)整型等等,以滿足不同客戶的需要,從而搶占市場,站立腳跟。

      本設(shè)計理念是基于目前智能家居的主導(dǎo)意識,極力改善人們生活享受的情況下產(chǎn)生的。智能家居的日益更新,大部分產(chǎn)品都可以用手機來控制終端,臥室的電視是否也能采用這種形式來滿足大眾的需求呢?在結(jié)合智能家居與已有的多功能電視掛架的基礎(chǔ)上,若在墻面和天花板上安裝一個固定的導(dǎo)軌,利用直流電機驅(qū)動滑板,多功能掛架固定在滑板上,進(jìn)而控制電視在墻面與天花板之間移動,以獲得不同的觀看視角,坐著看電視可以,即使是累了想躺著看也行,可以滿足快節(jié)奏的大眾全身心的放松,調(diào)節(jié)生活壓力。

      1 ?硬件設(shè)計

      整個裝置由單片機控制系統(tǒng)、智能家居及手機終端合力實現(xiàn)功能。由開關(guān)電源供電,通過手機或手動操作選擇項,經(jīng)由WiFi物聯(lián)控制模塊觸發(fā)信號發(fā)送給STC15W4K32S4單片機系統(tǒng),再由單片機發(fā)出控制信號驅(qū)動繼電器模塊,最終驅(qū)動電機實現(xiàn)多功能電機掛架任意位置的停留,從而改變視角滿足觀看體驗感。

      機械結(jié)構(gòu)是結(jié)合當(dāng)下的多功能電視掛架和導(dǎo)軌完成,如圖1所示,包括:90°曲型帶電機驅(qū)動導(dǎo)軌、滑板、水平支撐桿、垂直支撐桿、旋轉(zhuǎn)固定塊,以及電視固定板等幾部分機械機構(gòu)。導(dǎo)軌需采用夠強硬的機構(gòu),并有一定的承載能力,在天花板頂部時,即需要掛得起電視機及掛架的重量。根據(jù)市場電機參數(shù),在滑板上安裝60W直流減速電機便可以輕松帶動150kg的重物,可以讓滑板通過電機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)掛架在導(dǎo)軌中移動。操作者除可以采用手動開關(guān)控制外,還可以采用手機APP控制終端的電機轉(zhuǎn)動,通過wifi物聯(lián)開關(guān)接受信號進(jìn)而由單片機發(fā)出控制信號控制驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機。

      2 ?手機APP控制模塊

      智能家居手機APP控制模塊,也稱WiFi遠(yuǎn)程控制繼電器模塊,是該裝置智能控制的核心部件,操作界面如圖2所示。采用三個通道開關(guān)控制,一路控制正轉(zhuǎn)啟動與停止,一路控制反轉(zhuǎn)啟動與停止,一路控制加速與停止,這樣就打通了多功能掛架與智能家居的連接。在安卓智能終端通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出控制指令,經(jīng)云數(shù)據(jù)分析解析,通過路由器WiFi,傳輸信號給WiFi遠(yuǎn)程控制繼電器模塊,進(jìn)而控制單片機發(fā)出指令,觸發(fā)繼電器控制家用電器,即智能電視掛架電機正反轉(zhuǎn)進(jìn)而控制電視機移動。

      3 ?軟件設(shè)計

      主控芯片采用超高速低功耗的新一代STC15W4K32S4單片機,指令代碼完全兼容傳統(tǒng)51單片機,采用C語言進(jìn)行編程,程序中使用了三組中斷,中斷接收開關(guān)信號,判斷并完成相應(yīng)指令,發(fā)出控制信號,驅(qū)動直流減速電機,使電視掛架在導(dǎo)軌里移動。

      4 ?結(jié)語

      本裝置設(shè)計開發(fā)的缺陷有:一是滑板移動需要較大力矩,減速電機轉(zhuǎn)速較慢,不能快速達(dá)到預(yù)計的位置,使體驗感下降,加大成本可加快速度,但穩(wěn)定性可能會下降;二是成本投入可能較大,除高級會所或經(jīng)濟(jì)富裕的家庭會采用,廣泛應(yīng)用的可能性不是很高。

      本裝置設(shè)計創(chuàng)新點就是完善多功能電視掛架的功能,使其智能化。在常見的上下、左右,伸縮等功能上,實現(xiàn)更舒適的觀看角度,以完成躺著觀看提高舒適性為主要目的,兼容常用的基本功能,增加了智能家居的功能,可以采用手機APP控制,實現(xiàn)移動改變觀看視角,增加了享受級別。對進(jìn)一步擴大智能家居的功能領(lǐng)域有一定的推動意義。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 趙遠(yuǎn)鵬.一種新型多功能電視掛架 中國 ?208871310U [P].2019.5.17.

      [2] 郭俊.基于安卓智能家居App控制系統(tǒng)及用戶行為研究 [D].南昌航空大學(xué),2018.

      [3] 孫巖.人工智能、物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居系統(tǒng)的思考[J].建筑電氣,2019(8):60-63.

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