基于51單片機、無線收發(fā)技術(shù)的智能晾衣設(shè)備

1、第十一屆“三小”大學生課外科技作品申報書作品名稱：基于51單片機與無線收發(fā)技術(shù)的智能晾衣設(shè)備院系全稱： 信息工程學院自動控制系 申報者姓名： 江健 類型：一般項目共青團南昌航空大學委員會制2016年4月A 申報者與指導者情況申報者情況姓名江健出生年月1997.04院系信息工程學院專業(yè)自動化學號15044219政治面貌共青團員通訊地址南昌航空大學19棟310室郵編330063電他作者情況姓 名性別年齡政治面貌院系、學號李少帥男18共青團員信息工程學院自動化系15044223李康男19共青團員信息工程學院自動化系15044221指導者情況姓名彭登峰學歷學位本科職稱副教授學

2、院信息工程電務其他指導者情況姓 名學歷學位職稱職務院系B申報項目情況項目全稱基于51單片機與無線收發(fā)技術(shù)的智能晾衣設(shè)備項目分類（ A ）A自然科學類（包含但不限于機械與控制、信息技術(shù)、數(shù)理、生命科學、能源化工等）（ ）B社會科學類（包含但不限于哲學、經(jīng)濟、社會、法律、教育、管理、藝術(shù)設(shè)計、體育等）（ ）C文藝創(chuàng)作類（包含但不限于小說、電影、DV、動漫、歌曲等）項目申報的目的和基本思路 申報目的：隨著社會的不斷發(fā)展和進步，智能化產(chǎn)品的不斷涌入，給我們的生活起居帶來越來越多的便利。但是晾衣工具還是處于比較原始的層次，已經(jīng)跟不上我們的生活節(jié)奏，對于生活在城市里的大多數(shù)人們來

3、說白天都是忙于工作，當天氣變化時不能及時收回晾曬的衣物，過度的淋雨和暴曬對衣物有較大的影響，會造成衣物褪色、變形等?；谶@種現(xiàn)狀，我們小組想開發(fā)一種基于51單片機和無線收發(fā)技術(shù)的智能晾衣設(shè)備，該設(shè)備可以實現(xiàn)智能晾曬和收取衣物，解決了人們對下雨天衣物收取、晾曬的憂慮。 基本思路：本項目采用STC89C52單片機為主控芯片，使用雨滴傳感器和光強傳感器（光敏電阻）實時監(jiān)測室外天氣狀況以及判斷是否天黑，并通過無線收發(fā)技術(shù)實現(xiàn)室外傳感器與室內(nèi)主控的無線通信，便于位于室內(nèi)的主控了解室外的狀況并做出相應的行動。每一件衣物的下方還設(shè)有溫、濕度傳感器，便于判斷衣物是否暴曬以及是否干燥，通過有線模式與主控通信。單

4、相異步電動機的使用令衣物的晾曬與收取變得簡單高效，主控和電動機之間設(shè)置有繼電器，在實現(xiàn)用小電流低電壓控制大電流高電壓的同時，又保證了系統(tǒng)的安全性。項目的科學性、先進性及獨特之處 科學性：本系統(tǒng)使用的STC8952是一款使用簡單但功能強大的低功耗芯片，擁有32位可編程的I/O口，兩個16位定時器，五個定時器以及可編程的串行通道。位于室內(nèi)的溫、濕度傳感器可以判斷衣服是否干燥，位于室外的光強傳感器可以監(jiān)測室外的陽光的強度，當進入到晚上時可以通知主控收取衣服。而多個位于室外的雨滴傳感器則能及時告知主控天氣的變化，及時將衣服收入室內(nèi)，防止衣服被雨淋濕。 先進性及獨特之處：位于室外的光強傳感器和雨滴傳感器

5、通過無線收發(fā)技術(shù)與位于室內(nèi)的主控取得聯(lián)系，既可以避免復雜的線路連接，又能避免由于室外的風吹日曬對線路的影響，使系統(tǒng)可靠、高效。在主控與電機之間設(shè)有繼電器，可以很好地保障設(shè)備的安全性能。項目研究的內(nèi)容與框架 內(nèi)容： 一、主控系統(tǒng)（51最小系統(tǒng)） STC89C52單片機最小系統(tǒng)，就是使單片機正常運行的最低配置 它有一系列模塊組成（1)復位系統(tǒng): 當引腳9出現(xiàn)2個機器周期以上高電平時，單片 機復位時程序從頭開始。（2） 時鐘系統(tǒng)：有振蕩器電路產(chǎn)生頻率等于晶振頻率，這時用的是外界晶振。也可以又外部單獨輸入，此時XTAL2腳接地，時鐘信號由XTAL1輸入.（3） 電源系統(tǒng)：VCC,和 GND引腳，供電電

6、壓4-5.5V. 二、傳感器系統(tǒng) 本系統(tǒng)使用了光強傳感器、溫度濕度傳感器、雨滴傳感器，可以全面監(jiān)測周圍環(huán)境的實時變化，確保能在天氣變化的第一時間通知主控系統(tǒng)。 三、無線收發(fā)模塊 無線收發(fā)模塊是實現(xiàn)室外傳感器系統(tǒng)與室內(nèi)主控系統(tǒng)無線通信的關(guān)鍵部件,本系統(tǒng)將使用NRF24L01。 NRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件,工作于2.4 GHz、2.5 GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強型ShockBurst技術(shù),其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。 框架： 本系統(tǒng)由室內(nèi)主控系統(tǒng)、室內(nèi)防暴曬系統(tǒng)、室內(nèi)動力裝置和室外天氣預警系統(tǒng)組成。 一、

7、系統(tǒng)框架圖 室內(nèi) 室外 微型處理器天氣預警系統(tǒng)電機防暴曬系統(tǒng)（溫度、濕度傳感器） 二、程序流程示意圖三、電源電路的設(shè)計： 該直流穩(wěn)壓源電路實現(xiàn)的是+5V的電壓輸出，原理圖如下所示： 圖3-1 直流穩(wěn)壓源電路圖 交流電經(jīng)過降壓，整流，濾波可以得到比較平滑的直流電，但由于交流電網(wǎng)輸入電壓的波動和電路負載的變化使直流電壓不穩(wěn)定，因此在本直流電源中增加穩(wěn)壓電路以確保設(shè)備的正常工作。 在連接電路中，需要在變壓器的副邊接入保險絲FU，以防電路短路損壞變壓器或其它器件，其額定電流要略大于Iomax，選FU的熔斷電流為1A。整個電源電路結(jié)構(gòu)形式為220V電壓經(jīng)過9V的變壓器輸入橋式整流電路中，使得我們的交流電

8、變成了不穩(wěn)定的直流電，后經(jīng)幾個極性電容濾波使不穩(wěn)定的直流電變成比較穩(wěn)定的直流電，在接入到三端穩(wěn)壓器LM7805輸入端，穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流、過熱保護電路。并且LM7805輸出固定的+5V直流電壓供后面的負載使用作品的實際 應用價值、現(xiàn)實意義或經(jīng)濟效益預測 實際運用價值：21世紀是一個信息化的社會，它與人們的生活的關(guān)系也日益緊密。信息化的社會不僅改變了人們的生活方式，也對傳統(tǒng)住宅提出了挑戰(zhàn)。人們對家居的要求早已不只是物理空間，更為追求的是一個安全，方便，舒適的居家環(huán)境。隨著智能家居的發(fā)展，各類符合人們實際需求的智能產(chǎn)品將取代以前只具有單一功能的家居產(chǎn)品。因此，作為家家戶戶都普遍會用到的晾衣設(shè)備，本

9、項目中的智能晾衣設(shè)備更人性化、智能化的設(shè)計將受到廣大居民的青睞，并將迅速搶占全國市場。 現(xiàn)實意義：該作品在是在國內(nèi)同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進一步改進，是對原有產(chǎn)品功能的豐富化、產(chǎn)品性能的智能化。在滿足廣大居民現(xiàn)代化需求的同時，亦將促進國內(nèi)同類產(chǎn)品的升級換代。在可預見的未來，越來越多在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進行智能化升級的智能家居產(chǎn)品會進入中國普通家庭的居所，在構(gòu)建越來越多智能家庭的同時，也會構(gòu)建智能城市、智能中國。作品在何時、何地、何種機構(gòu)舉行的會議報刊發(fā)表或比賽獲獎 無 C國內(nèi)外同類研究綜述 一、智能城市國內(nèi)外資訊 1990年美國加州舊金山一次國際會議，以“智慧城市、快速系統(tǒng)、全球網(wǎng)絡(luò)”為主題，探尋了城市

10、通過信息技術(shù)集合“智慧”以形成可持續(xù)的城市競爭力的成功經(jīng)驗。 歐盟在2007年的歐盟智慧城市報告中率先提出“智慧城市”的創(chuàng)新構(gòu)想；2008年IBM提出“智慧的地球”的理念。 2009年國務院總理溫家寶在北京科技界大會上作了題為讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展的報告，詮釋了“物聯(lián)網(wǎng)”、“智慧地球”等與智慧家庭、智慧城市密切相關(guān)的關(guān)鍵概念。 二、國內(nèi)外智能城市實例 由韓國政府投資建設(shè)的松島新城，位于韓國首都首爾以西35英里的仁川港附近黃海中1500英畝的人造陸地上，大約相當于整個曼哈頓市區(qū)的面積。預計打造這座城市將花費250億美元。按規(guī)劃，整個新城將擁有人們能想象得到的最先進的數(shù)字化設(shè)施，城市中的所有設(shè)施

11、都將實現(xiàn)智能化，被人們形象地稱為“放在網(wǎng)上的城市” 國內(nèi)中，北京、深圳、上海等大都市亦在進行城市智能化改造，但是并沒有改造較為成熟的范例。 三、關(guān)于智能晾衣設(shè)備的實例 在科技發(fā)達的日本，松下電器等一些公司有類似的產(chǎn)品。而在中國，雖然淘寶上有類似產(chǎn)品售賣，但都沒有形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。參考文獻：1蔡旭;裴志蕾;盧超;基于GSM溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計J;電子科技;2011年03期2張宏偉;王新環(huán);張偉;周飛;基于TC35i的遠程溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計J;國外電子元器件;2007年03期3南忠良;孫國新;基于ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計J;電子設(shè)計工程;2010年07期4劉麗莎;柴繼紅;基于GSM的遠程

12、智能溫控系統(tǒng)J;電子設(shè)計工程;2011年07期5張敬普;李永明;基于GSM短信通訊的家居智能監(jiān)控系統(tǒng)J;電子設(shè)計工程;2011年21期D項目研究基礎(chǔ)與保障對項目的興趣、知識積累或?qū)嵺`基礎(chǔ) 通過對日常生活的仔細觀察，基于對專業(yè)知識的認識和查閱相關(guān)資料，構(gòu)思出了該項目。在申報項目之前，成員已經(jīng)學習了C語言程序設(shè)計等相關(guān)專業(yè)課，并主動學習了51單片機、電路設(shè)計等相關(guān)教程，能夠運用Altium designer、Keil、CATIA等軟件。 在實踐方面，小組成員都參加了知行杯比賽，并積極參與了學院組織的智能小車比賽且均獲得名次。實施計劃與步驟第一步（2016年5月2016年8月）：項目組成員購買相關(guān)書籍以及上網(wǎng)查詢資料構(gòu)建知識框架。第二步（2016年8月2016年10月）：搭建相關(guān)硬件電路并編寫程序，在此期間實現(xiàn)各個模塊的功能。第三步（2016年10月2017年1月）：此期間，將對程序進行調(diào)改，實現(xiàn)整體系統(tǒng)的運行。第四步（2017年1月2017年3月）：積極拓展系統(tǒng)功能，并對設(shè)想加以實現(xiàn)，讓智能晾衣設(shè)備更具社會意義及價值。第五步（2017年3月2017年5月）：檢測系統(tǒng)的各項功能并準備結(jié)題。項目結(jié)題成果名稱與形式（可多選）R實物 專利 軟件 調(diào)查報告 論文 文藝影視作品 其他 經(jīng)費預算序號