基于51单片机、无线收发技术的智能晾衣设备

1、第十一届“三小”大学生课外科技作品申报书作品名称：基于51单片机与无线收发技术的智能晾衣设备院系全称： 信息工程学院自动控制系 申报者姓名： 江健 类型：一般项目共青团南昌航空大学委员会制2016年4月A 申报者与指导者情况申报者情况姓名江健出生年月1997.04院系信息工程学院专业自动化学号15044219政治面貌共青团员通讯地址南昌航空大学19栋310室邮编330063电他作者情况姓 名性别年龄政治面貌院系、学号李少帅男18共青团员信息工程学院自动化系15044223李康男19共青团员信息工程学院自动化系15044221指导者情况姓名彭登峰学历学位本科职称副教授学

2、院信息工程电务其他指导者情况姓 名学历学位职称职务院系B申报项目情况项目全称基于51单片机与无线收发技术的智能晾衣设备项目分类（ A ）A自然科学类（包含但不限于机械与控制、信息技术、数理、生命科学、能源化工等）（ ）B社会科学类（包含但不限于哲学、经济、社会、法律、教育、管理、艺术设计、体育等）（ ）C文艺创作类（包含但不限于小说、电影、DV、动漫、歌曲等）项目申报的目的和基本思路 申报目的：随着社会的不断发展和进步，智能化产品的不断涌入，给我们的生活起居带来越来越多的便利。但是晾衣工具还是处于比较原始的层次，已经跟不上我们的生活节奏，对于生活在城市里的大多数人们来

3、说白天都是忙于工作，当天气变化时不能及时收回晾晒的衣物，过度的淋雨和暴晒对衣物有较大的影响，会造成衣物褪色、变形等。基于这种现状，我们小组想开发一种基于51单片机和无线收发技术的智能晾衣设备，该设备可以实现智能晾晒和收取衣物，解决了人们对下雨天衣物收取、晾晒的忧虑。 基本思路：本项目采用STC89C52单片机为主控芯片，使用雨滴传感器和光强传感器（光敏电阻）实时监测室外天气状况以及判断是否天黑，并通过无线收发技术实现室外传感器与室内主控的无线通信，便于位于室内的主控了解室外的状况并做出相应的行动。每一件衣物的下方还设有温、湿度传感器，便于判断衣物是否暴晒以及是否干燥，通过有线模式与主控通信。单

4、相异步电动机的使用令衣物的晾晒与收取变得简单高效，主控和电动机之间设置有继电器，在实现用小电流低电压控制大电流高电压的同时，又保证了系统的安全性。项目的科学性、先进性及独特之处 科学性：本系统使用的STC8952是一款使用简单但功能强大的低功耗芯片，拥有32位可编程的I/O口，两个16位定时器，五个定时器以及可编程的串行通道。位于室内的温、湿度传感器可以判断衣服是否干燥，位于室外的光强传感器可以监测室外的阳光的强度，当进入到晚上时可以通知主控收取衣服。而多个位于室外的雨滴传感器则能及时告知主控天气的变化，及时将衣服收入室内，防止衣服被雨淋湿。 先进性及独特之处：位于室外的光强传感器和雨滴传感器

5、通过无线收发技术与位于室内的主控取得联系，既可以避免复杂的线路连接，又能避免由于室外的风吹日晒对线路的影响，使系统可靠、高效。在主控与电机之间设有继电器，可以很好地保障设备的安全性能。项目研究的内容与框架 内容： 一、主控系统（51最小系统） STC89C52单片机最小系统，就是使单片机正常运行的最低配置 它有一系列模块组成（1)复位系统: 当引脚9出现2个机器周期以上高电平时，单片 机复位时程序从头开始。（2） 时钟系统：有振荡器电路产生频率等于晶振频率，这时用的是外界晶振。也可以又外部单独输入，此时XTAL2脚接地，时钟信号由XTAL1输入.（3） 电源系统：VCC,和 GND引脚，供电电

6、压4-5.5V. 二、传感器系统 本系统使用了光强传感器、温度湿度传感器、雨滴传感器，可以全面监测周围环境的实时变化，确保能在天气变化的第一时间通知主控系统。 三、无线收发模块 无线收发模块是实现室外传感器系统与室内主控系统无线通信的关键部件,本系统将使用NRF24L01。 NRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz、2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。 框架： 本系统由室内主控系统、室内防暴晒系统、室内动力装置和室外天气预警系统组成。 一、

7、系统框架图 室内 室外 微型处理器天气预警系统电机防暴晒系统（温度、湿度传感器） 二、程序流程示意图三、电源电路的设计： 该直流稳压源电路实现的是+5V的电压输出，原理图如下所示： 图3-1 直流稳压源电路图 交流电经过降压，整流，滤波可以得到比较平滑的直流电，但由于交流电网输入电压的波动和电路负载的变化使直流电压不稳定，因此在本直流电源中增加稳压电路以确保设备的正常工作。 在连接电路中，需要在变压器的副边接入保险丝FU，以防电路短路损坏变压器或其它器件，其额定电流要略大于Iomax，选FU的熔断电流为1A。整个电源电路结构形式为220V电压经过9V的变压器输入桥式整流电路中，使得我们的交流电

8、变成了不稳定的直流电，后经几个极性电容滤波使不稳定的直流电变成比较稳定的直流电，在接入到三端稳压器LM7805输入端，稳压器内部含有过流、过热保护电路。并且LM7805输出固定的+5V直流电压供后面的负载使用作品的实际 应用价值、现实意义或经济效益预测 实际运用价值：21世纪是一个信息化的社会，它与人们的生活的关系也日益紧密。信息化的社会不仅改变了人们的生活方式，也对传统住宅提出了挑战。人们对家居的要求早已不只是物理空间，更为追求的是一个安全，方便，舒适的居家环境。随着智能家居的发展，各类符合人们实际需求的智能产品将取代以前只具有单一功能的家居产品。因此，作为家家户户都普遍会用到的晾衣设备，本

9、项目中的智能晾衣设备更人性化、智能化的设计将受到广大居民的青睐，并将迅速抢占全国市场。 现实意义：该作品在是在国内同类产品的基础上进一步改进，是对原有产品功能的丰富化、产品性能的智能化。在满足广大居民现代化需求的同时，亦将促进国内同类产品的升级换代。在可预见的未来，越来越多在原有产品的基础上进行智能化升级的智能家居产品会进入中国普通家庭的居所，在构建越来越多智能家庭的同时，也会构建智能城市、智能中国。作品在何时、何地、何种机构举行的会议报刊发表或比赛获奖 无 C国内外同类研究综述 一、智能城市国内外资讯 1990年美国加州旧金山一次国际会议，以“智慧城市、快速系统、全球网络”为主题，探寻了城市

10、通过信息技术集合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验。 欧盟在2007年的欧盟智慧城市报告中率先提出“智慧城市”的创新构想；2008年IBM提出“智慧的地球”的理念。 2009年国务院总理温家宝在北京科技界大会上作了题为让科技引领中国可持续发展的报告，诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧家庭、智慧城市密切相关的关键概念。 二、国内外智能城市实例 由韩国政府投资建设的松岛新城，位于韩国首都首尔以西35英里的仁川港附近黄海中1500英亩的人造陆地上，大约相当于整个曼哈顿市区的面积。预计打造这座城市将花费250亿美元。按规划，整个新城将拥有人们能想象得到的最先进的数字化设施，城市中的所有设施

11、都将实现智能化，被人们形象地称为“放在网上的城市” 国内中，北京、深圳、上海等大都市亦在进行城市智能化改造，但是并没有改造较为成熟的范例。 三、关于智能晾衣设备的实例 在科技发达的日本，松下电器等一些公司有类似的产品。而在中国，虽然淘宝上有类似产品售卖，但都没有形成大规模工业化生产。参考文献：1蔡旭;裴志蕾;卢超;基于GSM温度检测系统的设计J;电子科技;2011年03期2张宏伟;王新环;张伟;周飞;基于TC35i的远程温度监测系统设计J;国外电子元器件;2007年03期3南忠良;孙国新;基于ZigBee技术的智能家居系统设计J;电子设计工程;2010年07期4刘丽莎;柴继红;基于GSM的远程

12、智能温控系统J;电子设计工程;2011年07期5张敬普;李永明;基于GSM短信通讯的家居智能监控系统J;电子设计工程;2011年21期D项目研究基础与保障对项目的兴趣、知识积累或实践基础 通过对日常生活的仔细观察，基于对专业知识的认识和查阅相关资料，构思出了该项目。在申报项目之前，成员已经学习了C语言程序设计等相关专业课，并主动学习了51单片机、电路设计等相关教程，能够运用Altium designer、Keil、CATIA等软件。 在实践方面，小组成员都参加了知行杯比赛，并积极参与了学院组织的智能小车比赛且均获得名次。实施计划与步骤第一步（2016年5月2016年8月）：项目组成员购买相关书籍以及上网查询资料构建知识框架。第二步（2016年8月2016年10月）：搭建相关硬件电路并编写程序，在此期间实现各个模块的功能。第三步（2016年10月2017年1月）：此期间，将对程序进行调改，实现整体系统的运行。第四步（2017年1月2017年3月）：积极拓展系统功能，并对设想加以实现，让智能晾衣设备更具社会意义及价值。第五步（2017年3月2017年5月）：检测系统的各项功能并准备结题。项目结题成果名称与形式（可多选）R实物 专利 软件 调查报告 论文 文艺影视作品 其他 经费预算序号