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基本信息
- 項目名稱：
- 嵌入式智能晾衣架
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)以嵌入式處理芯片為系統(tǒng)核心，有自動和手動兩種工作模式。自動模式時，通過三種自制的傳感器對晾衣環(huán)境進行實時監(jiān)控，以控制衣架的伸縮，從而實現(xiàn)最佳的晾衣效果。手動模式中，用戶可任意調(diào)節(jié)衣架位置，通過定時功能可自行設(shè)定收、晾時間。同時，晾衣架安裝了稱重傳感器用于檢測衣物的重量變化趨勢，可以確定衣物是否晾干，從而提示用戶收衣。機械結(jié)構(gòu)方面，采用獨特的“Z”形設(shè)計，使本裝置可以適用于有防盜網(wǎng)的情況。
- 詳細(xì)介紹：
- 本智能型晾衣桿開機默認(rèn)為手動工作模式。在手動工作模式下，用戶可任意調(diào)節(jié)衣架位置，通過定時功能可自行設(shè)定收、晾時間?！癆”鍵為收衣鍵，“B”鍵為晾衣鍵，“C”鍵為暫停鍵/確定鍵，“D”鍵為手動、自動模式切換鍵，使晾衣，收衣更靈活。 當(dāng)系統(tǒng)處于自動工作模式時，單片機通過對溫度、光照強度、天氣情況進行綜合分析。 如果同時滿足溫度、光照強度、風(fēng)速等預(yù)設(shè)條件時，晾衣架自動晾衣。若任一條件不滿足時晾衣架自動收衣。系統(tǒng)工作在手動控制模式下，主要通過無線遙控器來實現(xiàn)收、晾衣物。 在手動、自動工作模式下，當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，單片機把電機所走步數(shù)存入存取器（AT24C02A）中,AT24C02A芯片具有即使掉電數(shù)據(jù)也不會丟失的特點。這樣就實現(xiàn)了對晾衣桿位置的精準(zhǔn)存取，即使突然停電，系統(tǒng)數(shù)據(jù)也不會丟失。確保了晾衣桿安全穩(wěn)定的運行。同時，晾衣架安裝了稱重傳感器用于檢測衣物的重量變化趨勢，可以確定衣物是否晾干，從而提示用戶收衣。機械結(jié)構(gòu)方面，采用獨特的“Z”形設(shè)計，使本裝置可以適用于有防盜網(wǎng)的情況。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)的主要設(shè)計思路來源于日常生活當(dāng)中。現(xiàn)在，人們所使用的晾衣架多為不能隨外界環(huán)境變化而自動伸縮的傳統(tǒng)類型。這種類型大多數(shù)都只在機械結(jié)構(gòu)上面有差別，沒有融入電子技術(shù)，不具備智能化功能，給人們的生活帶來了很大的不便，同時也會造成一定的經(jīng)濟損失。而我們設(shè)計的嵌入式智能晾衣架能通過對戶外晾衣環(huán)境的全方位監(jiān)控、判斷，進行智能化調(diào)節(jié)，可以給用戶的生活帶來極大的便利。 本系統(tǒng)創(chuàng)新之處在于以嵌入式處理芯片為系統(tǒng)核心，及時通過三種自制的傳感器，對戶外的晾衣環(huán)境進行實時的監(jiān)控。在天氣狀態(tài)不佳的情況下，通過對機械臂的精準(zhǔn)控制，來達到自動收衣的效果。此外，晾衣架安裝了稱重傳感器用于檢測衣物的重量變化趨勢，可以確定衣物是否晾干，從而提示用戶收衣。這些都是目前市場上晾衣產(chǎn)品所沒有的功能。同時，對比有烘干功能的洗衣設(shè)備而言，有其節(jié)能、低成本的優(yōu)勢。 本系統(tǒng)的主要技術(shù)關(guān)鍵是通過各類自主設(shè)計的廉價傳感器對外界的天氣狀況進行實時采集，得出的數(shù)據(jù)再送入嵌入式微處理器進行運算，以控制電機工作，實現(xiàn)對晾衣架的控制；用稱重傳感器來檢測衣物的重量變化趨勢，采用模糊控制算法，準(zhǔn)確預(yù)報衣服晾干情況。 本系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)是各傳感器反應(yīng)時間少于1s，收晾衣時間少于5s，衣服晾干預(yù)告準(zhǔn)確度100%。
科學(xué)性、先進性
- 目前大多數(shù)的家庭還是使用傳統(tǒng)固定式晾衣架，而市面上通過微處理器控制的智能化晾衣架也比較少，同類型的產(chǎn)品比起本系統(tǒng)而言，在價格上要昂貴。本系統(tǒng)相比于市面上的產(chǎn)品有顯著技術(shù)特點和進步，功能強大，功耗更低。首先，工作時間可由用戶自行設(shè)定，系統(tǒng)只在用戶設(shè)定的工作時間工作，其他時間晾衣桿自動收回，使用方便、節(jié)能。其次，系統(tǒng)通過自制的稱重傳感器能檢測所晾衣物的干濕度，此傳感器由應(yīng)變片制成，成本低，靈敏度高。主要通過檢測晾曬物重量變化趨勢來判斷干濕程度，當(dāng)重量的變化率極小時，說明晾曬物已干，晾衣桿自動收回。當(dāng)重量的變化率大時，說明晾曬物濕度大，晾衣桿自動放出。系統(tǒng)采用自制風(fēng)速、雨水檢測傳感器，并且通過網(wǎng)點式檢測，對不同角度的風(fēng)速、雨水進行全方位監(jiān)控。自制傳感器不僅反應(yīng)靈敏度高，而且成本低，體積小。本系統(tǒng)還采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將采集的信息傳給微處理器，并通過LCD顯示，進行人機界面交互，能夠直接讀出當(dāng)前天氣狀況。此外還配備無線遙控裝置，可以通過無線遙控實現(xiàn)收、晾衣物和控制模式切換。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 第九屆“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)具備自動、手動兩種控制模式供用戶選擇。自動控制模式下傳感器將采集到的天氣狀況傳給微處理器，經(jīng)微處理器綜合分析后，如果同時滿足溫度、光照強度、風(fēng)速等預(yù)設(shè)條件時，晾衣架自動晾衣。若任一條件不滿足時晾衣架自動收衣。 檢測方面，本系統(tǒng)雨水、風(fēng)速傳感器均為自制而成，不僅靈敏度高、體積小，而且降低了設(shè)計成本，有利于市場推廣。此外，晾衣架還采用稱重傳感器來檢測衣物干濕度，當(dāng)衣服晾干后，晾衣架能及時自動收衣。 在節(jié)能方面，本晾衣架能使所晾衣物充分接受陽光照射，相比目前市面上帶烘干功能的洗衣機而言非常節(jié)能。 在家用電器日益智能化的今天，傳統(tǒng)晾衣架卻始終沒有融入電子技術(shù)，這給工作時間固定的上班一族帶來了很大的不便。由此可見智能晾衣架的市場前景十分廣闊。此外，本產(chǎn)品成本很低，傳感器模塊均為自制而成，總成本約為10元，電機單價約為150元，總計成本約為400元。 本產(chǎn)品性價比高、功能強、適應(yīng)范圍廣、市場競爭力強，因此有很好的市場發(fā)展?jié)摿?，?jīng)濟效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)外對晾衣架的研究水平正處于一個發(fā)展階段，并且已由傳統(tǒng)的簡單、耐用型逐步向多樣化、裝飾化、自動化等方向發(fā)展。 多樣化：隨著人們生活水平的提高，簡單、實用已經(jīng)不是人們的最愛，而一些外形新穎美觀的產(chǎn)品正在市場上興起，如人體模型衣架、可愛小動物型衣架、植物型衣架等等，不僅使衣架更加新穎而且更受消費者青睞。 裝飾化：裝飾化晾衣架注重裝飾效果，體現(xiàn)鮮明的藝術(shù)特色，使晾衣架成為一件具有實用性的藝術(shù)品。由于這些晾衣架不但具有現(xiàn)代工藝性，而且式樣多變，工藝精湛，造型也別具匠心。質(zhì)料上不再是單一塑料制品，還采用不銹鋼、銅、玻璃等材料制成，風(fēng)格各異。消費者可按陽臺風(fēng)格來選購不同款式、質(zhì)料的晾衣架，使晾衣架與室內(nèi)布置形成一個完善的藝術(shù)整體。 自動化：自動晾衣架通過手柄搖動使晾衣桿能夠自動升降，對晾曬衣物非常方便，在市場上頗受消費者的喜愛。 然而，像本系統(tǒng)這種向智能化方向發(fā)展的晾衣架卻是少見的。所以通過本系統(tǒng),我們針對晾衣架提出了一種新的發(fā)展方向——智能化。
