基于單片機(jī)的智能雨傘烘干機(jī)的設(shè)計(jì)

肖助春 曾建梅

摘 要 隨著智能化設(shè)備日益發(fā)展，人們?cè)絹碓疥P(guān)注生活的便捷性。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)控制模塊為核心，利用紅外傳感檢測(cè)裝置、溫濕度傳感器、加熱模塊和顯示模塊等，設(shè)計(jì)了一款智能雨傘烘干機(jī)，解決了攜帶濕漉漉的雨傘進(jìn)入公共場(chǎng)所的難題，為人們的生活提供了便捷。

關(guān)鍵詞 單片機(jī) 雨傘烘干 折疊 雨傘編號(hào)

中圖分類號(hào)：TP368文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1智能雨傘烘干機(jī)技術(shù)路線

1.1硬件設(shè)計(jì)

智能雨傘烘干機(jī)主要由HT46單片機(jī)控制模塊、紅外線傳感器檢測(cè)裝置、溫濕度檢測(cè)傳感器、電阻絲、LCD顯示屏、傳送裝置和能源轉(zhuǎn)換裝置等幾個(gè)模塊組成。其硬件框圖如圖1所示。

1.1.1主控芯片

本設(shè)計(jì)采用HT46單片機(jī)作為主控芯片。HT46是盛群半導(dǎo)體公司所研發(fā)設(shè)計(jì)的A/D型8位單片機(jī)，用于直接處理模擬信號(hào)。該系列單片機(jī)包含一個(gè)集成的多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及一個(gè)或多個(gè)脈沖寬度調(diào)制輸出。有了集成的A/D和PWM功能的優(yōu)勢(shì)，再加上低功耗、高性能、靈活控制的輸入/輸出和低成本等特性，此系列單片機(jī)廣泛被應(yīng)用在傳感器信號(hào)處理、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、工業(yè)控制、消費(fèi)性產(chǎn)品和子系統(tǒng)控制器等場(chǎng)合。該系列所有的單片機(jī)都具有相同的特性，主要的不同在于VO引腳數(shù)目，RAM和ROM的容量，定時(shí)器數(shù)目和大小，A/D通道和PWM輸出等方面。

HT46單片機(jī)引腳圖如圖2所示。

1.1.2紅外檢測(cè)裝置

紅外線檢測(cè)裝置是兩只紅外線接收管和兩只發(fā)射管，其中兩只發(fā)射管和接收管安裝在烘干機(jī)的外側(cè)，剩下的兩只紅外線發(fā)射管和接收管安裝在烘干機(jī)的內(nèi)側(cè)，用來識(shí)別雨傘的進(jìn)出。當(dāng)雨傘或雨傘的一部分進(jìn)入烘干機(jī)時(shí)，首先會(huì)阻斷烘干機(jī)外的紅外線裝置，然后再阻斷烘干機(jī)內(nèi)的紅外線裝置，具體過程分析如下：在雨傘或雨傘的一部分進(jìn)入烘干機(jī)，兩只紅外線裝置正常工作;雨傘或雨傘的一部分在進(jìn)入烘干機(jī)時(shí)，先阻斷烘干機(jī)外的紅外線裝置，接著阻斷烘干機(jī)內(nèi)的紅外線裝置;HT46將數(shù)據(jù)加一。雨傘出烘干機(jī)紅外線裝置時(shí)正好與上述過程相反。

1.1.3烘干裝置

本設(shè)計(jì)的烘干裝置采用的是一種全自動(dòng)電熱絲烘干裝置，能夠依靠精密的電子元件，使得以前產(chǎn)品在烘干過程中難以控制的溫度得到控制和監(jiān)視，并依靠控制器和處理器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，它的優(yōu)點(diǎn)是能避免在本產(chǎn)品使用過程中因?yàn)闇囟鹊漠惓６鴮?dǎo)致產(chǎn)生不良產(chǎn)品情況的發(fā)生，同時(shí)設(shè)有隔熱層和熱反射層，大大減少了熱量流失，可以充分利用能源，提高了能源利用率和烘干效率，烘干效果更好，使用更加環(huán)保。

1.1.4折疊裝置

整個(gè)折疊裝置以星型電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)折疊雨傘功能。星型電動(dòng)機(jī)使用連桿作為支撐傘，固定傘的結(jié)構(gòu)，并使用插銷固定，以插銷為軸心，可以動(dòng)過旋轉(zhuǎn)連桿，再將連桿收緊，層層疊加，最后將連桿收縮實(shí)現(xiàn)傘的折疊。折疊完畢后，控制模板將發(fā)送折疊完畢的信息發(fā)送給編號(hào)器控制模板。

1.1.5編號(hào)裝置

編號(hào)器是本設(shè)計(jì)所以功能中一個(gè)比較難的一個(gè)功能，采用的是長沙星耀專利事務(wù)所易建兵的專利實(shí)用新型搭桿編號(hào)器。編號(hào)功能在烘干功能完成后實(shí)現(xiàn)，對(duì)雨傘編號(hào)完成后即可對(duì)雨傘進(jìn)行傳送，減少錯(cuò)放錯(cuò)拿的事件發(fā)生。

2軟件設(shè)計(jì)

當(dāng)使用者將雨傘放入智能雨傘烘干機(jī)中，利用物體對(duì)近紅外線光束的反射原理，由同步回路感應(yīng)反射回來的光，根據(jù)光束的強(qiáng)弱來判斷雨傘是否放入。單片機(jī)通過傳感器對(duì)雨傘濕度的檢測(cè)，啟動(dòng)繼電器對(duì)雨傘進(jìn)行烘干。當(dāng)達(dá)到烘干周期T1時(shí)，單片機(jī)發(fā)出指令，對(duì)雨傘進(jìn)行折疊操作;達(dá)到折疊周期T2時(shí)，控制模板發(fā)送信號(hào)至編號(hào)裝置，該操作完成的同時(shí)，控制模板啟動(dòng)傳送帶裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨傘的編號(hào)、傳送。另外，在整個(gè)系統(tǒng)中，還有一個(gè)顯示屏，用來顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)后期還會(huì)對(duì)能源轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行研究，將大流量人群的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨傘烘干機(jī)的新能源供電，一款智能化綠色產(chǎn)品應(yīng)用而生。

智能雨傘烘干機(jī)的軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

3總結(jié)

本設(shè)計(jì)是一款集烘干、折疊、自動(dòng)編號(hào)為一體的智能化雨傘烘干機(jī)，可放置于超市、公司和電影院等人流量高的地方，利用率相對(duì)較高。智能雨傘烘干機(jī)不僅能延長雨傘的使用壽命，還可以讓人們逛超市時(shí)可以放心購物，上班時(shí)可以放心工作，大大方便了人們對(duì)雨傘的管理，也減少了塑料袋的使用，緩解了“白色污染”這一問題。本設(shè)計(jì)未來的發(fā)展方向是智能雨傘烘干機(jī)的供電問題，按作者設(shè)想，若由巨大人流量的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換而來，那將節(jié)約大量能源，具有一定的創(chuàng)新性。目前，市場(chǎng)上未曾出現(xiàn)此類產(chǎn)品，因此，未來的發(fā)展前景十分可觀。

基金項(xiàng)目：2017年重慶市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“基于HT46單片機(jī)的智能雨傘烘干機(jī)”（項(xiàng)目編號(hào)：201712608005）。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘啟仁.HT46XX單片機(jī)原理與實(shí)踐[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] 應(yīng)明仁，王化成.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2015.

[3] 方玉鑫.基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2012.