基于物聯網技術的智能晾衣架

陳燦彬　顧曉春　孫文萱　張震天/上海電機學院機械學院

基于物聯網技術的智能晾衣架

陳燦彬顧曉春孫文萱張震天/上海電機學院機械學院

【摘 要】目前的智能晾衣架雖說功能不少，種類繁多，但卻沒有夠實現遠程控制的產品。為了實現遠程的操作功能，我們提出了一種基于物聯網技術的智能晾衣架的設計，采用先進的物聯網技術和自動化技術，配合先進的傳感器，通過無線模塊實現數據的傳輸，可以隨時監測并控制當前衣物的晾曬情況。

【關鍵詞】物聯網；智能家居；晾衣架

引言

如今互聯網時代發展迅速，人們對物聯網的使用需求不斷增多，在各個行業中物聯網應用廣泛，尤其是物聯網智能家居，隨著時代的潮流不斷向前發展，實現這種物聯網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就能隨時監控設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，當中午陽光強烈的時候衣物會自動翻轉，還有突遇暴雨的時候衣架會自動收回防雨罩內，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網技術的智能晾衣架。在來上海上學的這段時間里，我發現上海很多居民房沒有陽臺，衣物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，因此我便產生了設計這個基于物聯網技術的智能晾衣架的想法。智能晾衣架主要有以下三個主要系統組成。分別是自動伸縮系統，自動翻轉系統，控制系統。有了這樣的智能晾衣架上班一族就可以不用擔心家里晾曬的衣物被暴雨淋濕，并且節省晾衣時間。

1.智能晾衣架控制盒系統硬件設計

該智能晾衣架控制盒系統結構如圖1所示，控制系統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，經過分析后發出晾衣服架伸出、收回或者翻轉等功能的指令，使晾衣服架自動伸出、收回或者翻轉，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，通過按鈕開關或手機APP可以自由地控制晾衣架，其信號的優先級高于傳感器的信號，用于晾衣服架伸出、收回或者翻轉的控制。控制盒上有一個伸出按鈕、一個收回按鈕、一個開啟或關閉自動收回功能的按鈕（默認開啟）、一個用于開啟或關閉自動翻轉功能的按鈕、一個用于手動翻轉的按鈕。一組狀態指示燈。手機APP端也有這幾個按鈕和指示燈。

圖1 智能晾衣架控制盒系統結構圖

2.智能晾衣架控制盒系統功能設計

翻轉功能僅在晾衣架完全伸出時才能工作。當自動翻轉開啟，衣架完全伸出，并且系統檢測到陽光強度足夠時，每隔10分鐘，翻轉系統會自動地翻轉到另一極限位置，改變晾曬的角度，使衣物晾曬更均勻。而不論是否開啟自動翻轉功能，只要衣架完全伸出，按下翻轉按鈕，翻轉系統就會將衣掛翻轉到另一極限位置。此智能晾衣架主體程序示意圖大體如附圖1所示。除附圖1中所示部分之外，在衣架伸張狀態下即有衣服晾曬的情況下為使衣服徹底晾曬干，特加入自動翻轉系統，使衣服每隔十分鐘自動進行一次翻轉，以達到均勻徹底晾干衣服的目的。

3.智能晾衣架外觀和結構設計

本智能晾衣架左右兩側是兩個P型架，每個P型架上均有一組步進電機傳動系統和一個菱形伸縮架，自動翻轉架掛于兩伸縮架末端，上面和兩側有防雨罩，大部分結構采用不銹鋼矩形管，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、化學穩定性和耐候性、易染色、易加工、可選顏色和透明度、外觀優美，頂部采用弧形設計，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控制。

收回狀態下體積2165mm★1215mm★608mm，外觀可以參考圖2。

圖2 智能晾衣架外觀參考圖

4.自動伸縮系統設計

自動伸縮機構的主體為菱形架，使用步進電機和絲杠螺母副作為驅動，在菱形架上面的鉸接處裝有滾輪，配合導軌承受衣物的重量。外觀渲染參考圖的狀態為半伸出半收回狀態，在完全伸出的狀態下，可承重70kg以上（固定的墻體強度足夠的前提下）。圖3為結構參考圖。

圖3 智能晾衣架自動伸縮機構視角

圖4 智能晾衣架自動翻轉結構參考圖

5.自動翻轉系統設計

自動翻轉系統的電機和減速箱內有一組微動開關，用于檢測當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，翻轉系統的翻轉角度極限范圍為-40°到+40°，圖4為結構參考圖。

6.結論

基于物聯網技術的智能晾衣架的設計已經完成，最終再分析理論數據，進行受力分析和程序邏輯分析，結合實際使用的記錄接過，對相應的細節進行修改。讓上班的白領，上學的學生，外出的主婦不用再擔心家里衣物沒人收了。在外通過手機就能夠輕輕松松了解衣物晾曬狀況的同時還能對晾衣架進行控制，實現真正的智能化物聯家居生活。

參考文獻：

[1]陳微波,溫進廣.智能晾衣架[J].信息與智能手機（理論版）,2011(12).

[2]伊大成.帶有天氣感應的自動天窗控制器[J].電子制作,2006(6):41-44.

[3]壽紅偉,林利棟.自動伸縮式防雨晾衣架的研究[J].機械工程師,2010(7):27-29.

[4]陳吳家,楊軍,張燦坤等.光敏電阻響應時間的研究實驗[J].物理實驗,2009,27(3)：46-48.

[5]戴玉梅,戴玉潔.光傳感器實驗研究[J].沈陽大學(自然版),2012,24(5):24-5.