摘 要： 设计了一种以AT89C52单片机为核心，通过湿度传感器和光照传感器检测天气情况，从而实现衣物智能收晒功能的智能晾衣架。简单介绍了系统的工作原理和软、硬件的设计。实验结果表明，该系统运行稳定，达到了预期目的。
关键词： 晾衣架；AT89C52单片机；传感器；智能
在如今这个快节奏的时代里，人们的日程安排越来越紧密。经常由于各种原因不在家，从而导致晾晒的衣物不能及时晒出与收回。尤其是在气候多变的季节里，这种现象尤为普遍。
基于上述情况，本文以AT89C52单片机为核心设计了一种可以在晴雨天自动收晒衣物的智能晾衣架。该晾衣架装有太阳能发电装置，在晾衣架完全伸出后打开，收回时关闭，吸收的太阳能供晾衣架电机和阳台电灯使用。
1 智能晾衣架的结构与工作原理
1.1 智能晾衣架结构
本文设计的智能晾衣架适宜安装在窗户的上沿部分，智能晾衣架的传动部分由菱形伸缩架组成。控制菱形伸缩架的电机通过正、反不同方向的运转将衣架伸出或收回。
湿度与光照传感器安装在衣架的两侧，用来检测环境变化；衣架顶端与前端安装太阳能电池板，可以充分吸收太阳能。智能晾衣架部分结构如图1所示[1]。
1.2 智能晾衣架工作原理
当天气晴朗时，阳光照射在光照传感器上，此时单片机检测到光照传感器传送的“晴天”信号，发出相应的指令控制电机正转，将衣架伸出从而晾晒衣服。
当室外下雨时，湿度传感器检测到环境湿度增大，不适合衣物晾晒，向单片机传送“下雨”信号，单片机收到信号后，发出相应的指令控制电机反转，将衣架收回。
手动伸开、收回按钮可以人为地控制晾衣架的伸缩。当晾衣架伸开到位后，太阳能发电装置打开，衣架收回完毕后关闭。其控制系统原理图如图2所示。
2 智能晾衣架控制电路硬件平台
控制单元的硬件是智能晾衣架的基础与关键部分，它对整个系统的有效性、稳定性和节能性都具有直接影响。本智能晾衣架控制单元选用了以下硬件设备：
(1)AT89C52单片机
AT89C52是一个低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8 KB可反复擦写的Flash、只读程序存储器和256 B随机存取数据存储器(RAM)。AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
(2)湿度传感器HR202
HR202是一款电阻式高分子湿度传感器，具有感湿范围宽、响应速度快、灵敏度高、性能稳定可靠、一致性好等特点。
(3)光照传感器
光照传感器选用光敏二极管传感器，光敏二极管对环境光强最敏感，一般用来检测周围环境的亮度和光强。
(4)太阳能发电模块
太阳能发电模块由太阳能电池板、太阳能发电机组成。太阳能电池板由多晶硅制成。
3 控制系统设计
3.1 硬件电路设计
控制系统硬件电路主要由AT89C52单片机、湿度传感器电路、光照传感器电路、限位电路、太阳能发电装置控制电路组成。其控制系统硬件图如图3所示。其中D3、D4分别是绿色和红色发光二极管，为电机正、反转的指示灯；J1、J2为直流12 V继电器，控制电机的正、反转；S1、S2分别为手动伸开、收回开关；S3、S4分别为伸缩限位开关；P1.4、P1.5为湿度与光照传感器信号输入端；P2.7为控制太阳能发电装置信号输出端[3-4]。
该控制系统工作流程如下：当按下S1键时，P1.0口为低电平，AT89C52单片机的P2.0口为高电平，发出指令使电机正转，菱形杆伸开。同时，P2.2口为高电平，发光二极管D3亮，显示电机正转；S3为伸开的限位开关，当S3闭合时，AT89C52单片机的P2.0口为低电平，发出停止指令使电机关闭，菱形杆停止伸开；P2.2口为低电平，发光二极管D3灭。此时，P2.7口为高电平，太阳能发电装置打开。当按下S2键时，工作流程与上述相反，电机反转、菱形杆收回，并在S4闭合时，电机关闭、太阳能发电装置关闭[5]。
3.1.1 湿度传感器电路设计
湿度传感器控制电路如图4所示，集成运放采用LM393，它构成了双压比较器集成电路。在环境湿度达不到设定阈值时，LM393输出端输出高电平，当外界环境湿度超过设定阈值时，LM393输出端输出低电平[6]。
3.2 软件设计
系统是否能够在满足硬件电路设计要求的条件下运行，必须依靠软件来实现。本智能晾衣架的控制系统软件主要由主程序和多个子程序组成。主程序流程图如图6所示。子程序包括湿度、光照采集子程序、按键查询子程序、电机正反转子程序等。
本文设计了一种基于AT89C52单片机的智能晾衣架，通过湿度、光照传感器检测环境变化，自动伸缩晾衣架。其结构简单，稳定性好，较好地满足了人们由于经常外出而不能及时收晒衣物的需求。其上安装的太阳能发电装置，不仅为智能晾衣架的电机转动提供动力来源，也能为家居提供照明，省电环保。
参考文献
[1] 张谦，孙晓，周浩，等.基于单片机的智能晾衣架设计[J].机械工程与自动化，2012(6)：153-156.
[2] 杨贵恒.太阳能光伏发电系统及其应用[M].北京：化学工业出版社，2011.
[3] 张兰红，邹华.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2012.
[4] 李正熙，陈亚爱.电动机实用控制电路[M].北京：化学工业出版社，2012.
[5] 高立新.Protel DXP 2004电子CAD教程[M].北京：科学出版社，2010.
[6] 童敏明，唐守锋，董海波.传感器原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社，2012.