多功能智能晾衣架的设计

2023年4月22日发(作者：简单的影视墙图片)

多功能智能晾衣架的设计

摘 要

近年来，随着收入的增加，人们渐渐由农村向城市变迁，导致城市的建筑越

来越高，也越来越密集，同时带来的建筑的安全隐患也越来越多，于此生活水平

的提高，日常生活当中的生活工具也在不断更新，也越来越智能高效，但很多地

方晾晒衣物，依然采用传统的方式，在使用当中，不仅繁琐，耗费精力，结构还

比较单一，

结合当下物联网思想设计出一款适用于普通家庭、价格亲民、功能更加强大、

具有更广阔市场前景的多功能智能晾衣架，

多功能智能晾衣架在现有智能晾衣架的技术上，增加更加智能化、多功能化

的设计，不仅仅可以监测户外的环境数据，通过无线网络和室内智能家居系统共

享数据，还能在阴雨天使用紫外线除菌的功用，更具备了在发生火灾时能够自救

的功能。

关键词多功能晾衣架 智能晾衣架

：

目 录

引 言 .................................................. 3

1、 多功能智能晾衣架的设计原理 ........................... 5

2、 控制系统硬件设计 .................................... 6

2.1 控制原理 ......................................... 6

2.2 控制电路 ......................................... 9

3、 控制系统软件设计 ................................... 11

3.1 主程序工作流程 .................................. 11

3.2 主控模块 ........................................ 11

3.3 传感模块 ........................................ 12

3.4 无线传输模块 .................................... 15

4、 结论 ............................................... 16

参考文献 ............................................... 18

附录 ................................................... 18

引 言

目前，人们使用的衣架大多还是传统的，不能随着外界环境的变化而自动收

缩。例如，如果家里是双职工，或者家里失业，那么在雨天或晚上，传统的晾衣

架不能使衣服在户外晾晒以防雨露。在炎热的夏天，上班族通常把衣服挂在户外

一整天。即使在家里，为了减少麻烦，家庭也很少在夏天中午把衣服带回房间，

然后在气温下降后把衣服拿回来。但是暴露在阳光下对衣服造成的损害也很大。

暴露在阳光下很容易使衣服变色并加速老化。目前，国内也有一些智能衣架的生

产厂家。但他们生产的智能晾衣架安装在阳台上。通过电路控制晾衣架在不同条

件下的垂直升降，实现智能晾晒功能。本文在阳台正面安装了多功能智能晾衣架，

以达到智能晾衣的目的。

随着智能化技术的逐步发展，智能晾衣杆已逐渐进入人们的生活，如使用控

制电缆来控制晾衣杆的升降，但现有的晾衣机方法仍存在一些缺陷：

（1）衣物晾干装置占地面积大，不适合现有的小户型。城市建筑过于密集，

建筑距离相对较小，导致阳台风速小，日照时间短，造成衣物干燥效果差，尤其

是在较低楼层的家庭中，衣物干燥几天不能干燥，即使干燥后，也伴有酸味。

（2）由于日照时间短，无法达到衣物的杀菌效果。

（3）晾衣杆长度固定，晾衣受到限制。

（4）晾晒环境仅限于室内阳台，无法对阳台进行通风，延长了衣物干燥周

期。

综上所述，现有的晾衣机已不能满足人们的需要。因此，本文提出了一种灵

活、旋转、多功能、智能化的环境感知型晾衣架，它不仅能实现自动晾衣的全过

程，而且能根据环境变化智能判断衣物，防止其受到恶劣天气的影响。

早阶段市场上出现的新型晾衣架，使用的方法是利用金属手摇器，可使晾衣

架整体提升、下降，是极为方便的，但功能单一。如果人们遇到火灾等须急速离

开高层建筑而又不能从楼道通过，就可以通过阳台的窗户利用火灾自救晾衣架逃

生，这就为居高层者提供了一条逃生的途径，而且还不必准备专门的逃生器械。

在对窗外晾衣架进行早期设计的基础上，安装雨滴传感器、湿度传感器、光

线传感器等传感器，对周围环境质量进行检测。通过对周围环境的数据分析，实

现了无人值守、高效晾晒的目标，解决了人们日常生活中因晾晒衣物而产生的能

耗和时间消耗问题。。

基于对室外天气状况的智能识别，可以自动收集和晾晒衣物。多功能智能晾

衣架的机械部分是在普通杆式晾衣架的两根支撑杆的两端安装滑轮，然后穿入钢

制全绳。钢丝绳与晾衣杆固定连接。钢丝绳的另一端与直流电机连接的旋转轴相

连，电机的正、负旋转可使衣架伸缩。其控制部分的电路CPL采用STM32单片

机。采用温度、雨水、光敏传感器，在下雨时自动收衣，下雨后自动晾衣；温度

高于设定值时，自动晾衣，低于设定值时，自动收衣；夜间自动收取，白天自动

晾晒。同时，它也为人们在城市火灾再次发生时提供了逃生的途径。

1、多功能智能晾衣架的设计原理

窗下安装多功能智能晾衣架，窗顶安装与多功能智能晾衣架配套的雨篷。多

功能智能晾衣架的主体结构由目前市场上所有的菱形手动伸缩晾衣架改装而成。

在菱形衣架的左、右两端各有一根长60 cm的金属实心杆，两根实心杆一根是可

折叠的，一根是可伸缩的，通过折叠的方式打开的实心杆，每一段的长度近似相

等，为总长度的1/4；另一根通过伸缩的方式伸展开，每一节可伸出的长度也为

总长度的1/4；两根杆各用一台电动机通过皮带带动丝杆转动。在实心杆上有一

个滑块，滑块与菱形架的顶点固定。当电动机正转时，滑块向前运动，使晾衣架

伸长；当电动机反转时，滑块后退，将晾衣架收回。左、右两边支架的前后端分

别安装有限位感应器，控制其运动行程，当滑块运动达极限位置时，限位开关动

作，使电动机停止运行。该传动机构有电时其运动过程由电动机自动推动完成，

没电时其运动过程由人工手动完成，此时的晾衣架作为一个普通衣架使用。

图1(a)为多功能智能晾衣架作为晾衣架使用时，将两实心杆伸展开以增大晾

衣空间。只有在发生火灾时，变换成图1（b）状态。

图1(b)为多功能智能晾衣架进行火灾自救或提升重物时，折叠杆两端的那两

节分别向中间的杆折过去，然后再把中间的部分折成60度;伸缩杆直接缩成原来

1/4长度后和折叠杆连成稳固的三角架结构（根据三角形具有稳定性原理）的座

椅，刚度大、尺寸小，和安全带相配合保证逃生者的生命安全。

图1 两种状态

多功能智能晾衣架集成多个传感器和数据传输模块系统，对室外环境进行监

控。它不仅可以实现工作状态下的衣物自动晾干，还可以对室外环境数据进行检

测。它还可以通过无线网络和室内智能家居系统共享数据，根据实际天气情况控

制衣架的晾晒状态。设备系统的设计框图如图2所示。

图2 总体设计框图

数据采集终端设备采用雨滴传感器、温湿度传感器、照明强度传感器、PM2.5

粉尘传感器、氧浓度传感器、风速传感器等与单片机相连。外部设备传感器实现

对环境数据的实时监控，并通过串行通信将数据传输到STM32单片机。单片机

处理和分析数据，判断环境。无论是否满足晾晒的要求，相应的控制电机都能自

动对晾衣架做出相对应动作。另一方面，STM32单片机通过ZigBee接入室内无

线局域网，实现智能家居系统的室内外数据信息共享。同时将传感器采集的数据

信息上传到云服务器，实现对室外环境数据信息的统计分析。

2、控制系统硬件设计

2.1 控制原理

为解决居住区居住空间小、晾晒衣物不便的问题，晾晒衣架根据周围环境，

采用升降伸缩的结构，随意伸缩晾晒空间，升降架和伸缩架的形状为菱形。结构

上，菱形扩张架还可以方便地悬挂衣物。另外，为了提高整个晾衣设备的晾衣量，

在菱形伸缩架上可设置挂衣孔。照明装置和紫外线照射装置安装在固定安装箱的

底部。在阴天和雨天，衣架可以反向布置在室内。衣服可以用紫外线消毒。同时，

照明设备可以更方便的让人使用。晾衣架占用的空间可以调整。可实现前后伸缩、

上下、旋转等功能，可根据天气情况调整晾衣架的位置方向，调整伸缩架的状态，

实现伸缩晾衣架的伸缩。其结构简单，调整方便，承载力大。

2.1.1 单片机的选择与原理

单片机又称单片微控制器，它不是完成单个逻辑功能的芯片，而是安装在芯

片上的计算机系统。它相当于一个非常微型的计算机设备。与计算机相比，单片

机缺乏I/O设备。总而言之，芯片变成了计算机。单片机体积小，重量轻，价格

便宜。为新设备的学习、实验使用和开发提供了便利条件。

单片机有三种类型

1.通用型

根据单片机的适用范围进行区分。例如，80C51通用微控制器不是为特定目

的而设计的；而专用微控制器是为一类产品甚至某一特定产品而设计和制造的。

例如，为了满足电子温度计的某些要求，芯片中集成了ADC接口，其它功能由

温度测量电路控制。

2.总线型

这是由一台单片机是否能提供并行总线来区分的。总线式单片机是指在访问

外部数据存储器或程序存储器时，能够提供完整的地址信号数据信号和控制信号

的硬件结构，如访问外部数据存储器（RAM），要求高速，并提供读/写信号地

址信号数据信号。总线型单片机只能使用一个指令和一个或两个手指。为了在周

期内完成这一操作，非总线单片机需要大量的指令和较长的时间来完成。

3.控制型

这是基于单片机可以粗略地应用到现场进行区分。一般来说，工业控制类型

具有较大的寻址范围和较强的计算能力。家用电器中使用的大多数微控制器都是

专用的，通常是小包装，价格低廉，外围设备和外围接口的高度集成。显然，这

些分类并不独特和严格。

相较于51式的单片机，STM32单片机具有以下优势

1、STM32的内核版本为ARM，比传统的51单片机性能高出很多。51也缺

少很多资源，比如USB控制器。它已经取消了机器的循环或其他，运行速度不

是51可比的。

2、STM32单片机程序是模块化的，接口相对容易，但功能多，工作速度快。

然而，51的功能很少，需要更多的外围元件，需要熟悉电子产品。

3、STM32可以从外部读取信号，相较于51系列，性能高出很多，不仅可

以读取，还可以解码，输出信号。

4、STM32的运行速度比51单片机快几十倍，外围接口功能比51强得多。

STM32是以ARM处理器为核心的32位闪存微控制器，为单片机用

户开辟了新的自由开发空间，提供了各种易于使用的软硬件辅助。

TM32单片机集高性能、实时、数字信号处理、低功耗、低电压于一体，同

时保持了高度集成、简单开发的特点。是业界最强大的产品系列、基于行业标准

的处理器、以及大量的软硬件开发工具，使STM32单片机成为各类中小型项目

和完整平台解决方案的理想选择。根据多功能智能晾衣架的特点，本设计选用

STM32单片机。STM32单片机是目前比较实用的32位单片机。它的编程和外

围电路非常简单、可靠和便宜。采用STM32单片机作为智能晾衣架的核心控制

器。其组成的控制系统原理框图如图3所示。

当STM32单片机接收到手动按钮的传输信号时，经过STM32处理后，向

电机的左右两侧发送指令，指示电机正在转动或反转，使晾衣架延伸或收缩。当

晾衣架运动到极限时，其限位开关锁定。STM32接收到限位开关锁定信号后，

向左、右两侧电动机分别发出停止命令，使电动机停止运行。

当雨滴传感器感应到“雨滴”时，经过雨滴传输通道的处理，送入STM32

单片机。STM32指令电机左右两侧反转电机，晾衣架开始收缩。当运动机构达

到收缩极限时，其限位开关被锁定，STM32接收到限位开关锁定信号后，向左、

右两侧电动机分别发出停止命令，电动机停止运行。

当光传感器感应到光的强度时，经光传输通道处理后发送给STM32微控制

器，STM32向电机的左右两侧发送指令；当光强度较高时，STM32发出前向旋

转指令，使衣物晾晒架伸展；当光线强度弱，STM发出反向指令，使晾衣架收

缩，取回衣物。

当温湿传感器感知到空气中的湿度后，经过温湿变送通道处理后，送入到

STM32单片机，STM32再向左、右两侧电动机发出驱动指令；当湿度小时，STM32

发出正转命令，使晾衣架伸张，晾晒衣物；当湿度大时，STM32发出反转命令，

使晾衣架收缩。

当电机向前或向后转动时，限位开关在运动机构移到极限位置时移动。STM32

接收到限位开关动作信号后，分别向电机左右侧发出停止指令，停止电机运行。

温湿传感器

图3 控制系统原理图

2.2 控制电路

根据控制系统的工作过程，采用STM32单片机作为控制系统的控制器。控

制系统原理图如图4所示。单片机的工作频率为12MHz；C1选择30p f，C2选

择30p f，C3选择22μf；R5-R9它们都是10KΩ电阻，R10-R13是220Ω电阻，

D1和D2是IN4001，两个晶体管T1和T2是9013型号，J1和J2是直流12V继

电器，容量是2A，D3和D4是红色和绿色发光二极管，SB1是智能衣架手动收

缩启动命令按钮，SB2是智能衣架手动伸长启动命令按钮，SQ1和SQ3是延长

线开关、SQ2和SQ4是伸长启动按钮。限位开关；pl.4光信号输入；p1.5为雨滴

信号输入；J1为控制电机后退继电器，J2为控制电机前进继电器；D3为电机后

退指示灯，D4为电机前进指示灯。

图4 STM32控制系统原理图

工作过程如下：接通SB2，P1.1此时为低电压，STM32给P2.1发出命令，

P2.1此时为高电压，接着继电器J1线圈连通，系统运行，发出衣架伸出的命令，

此时P2.2变为高电压，二极管D3亮，SQ2和SQ4为伸出的限位开关，若SQ2

和SQ4合上，STM32则发出停止的命令，，J1断开，衣架就会停止运动， 而

P2.2端口为低电平，发光二极管D3灭。当SB1合上时，P1.0为低电平，STM32

的P2.4端口发出指令P2.4端口变为高电平，继电器J2线圈连通，多功能智能衣

架收缩，而P2.6端口为高电平，发光二极管D4亮；SQ1和SQ3为智能衣架收

缩限位开关，当SQ1和SQ3关闭，STM32的P2.4端口发出停止指令（P2.4端

口为低电平），继电器J2断开。当线圈被切断时，智能晾衣架停止收缩。同时，

P2.6端口低，发光二极管D4熄灭。

上述的工作过程，对应的也是在其他端口连接的感应器，根据相应的状况，

单片机做出数据分析判断，通过传输元件发出命令，当接受到光信号时，相应的

开关进入相应的状态，断开还是合上，二极管是D3亮还是D4亮，设备运行是

伸长还是收缩，不难理解，当雨滴感应器接收到信号时，设备该进入什么状态，

接受温湿情况的信号时，又是什么状态，总之，设备的运行，是根据环境的变化

来进行的，控制系统也是根据感应器接收到的信号做出判断，来指挥电路的开关

合并。

3、控制系统软件设计

本设计的硬件主要由晾衣架的机械结构，主控模块，数据采集模块，数据传

输模块组成。

3.1 主程序工作流程

图5 多功能智能晾衣架主程序流程图

系统软件主要由主程序和若干子程序组成。子程序主要包括键盘查询子程

序、键盘抖动子程序和延迟子程序。

系统的主程序是用C语言编写的。在前端传感器数据采集的控制逻辑中，

通过模拟真实环境，实现了对环境的智能感知。程序流程图如图5所示。系统工

作时，根据正常干燥状态对传感器进行初始化，根据测量的环境数据设置步进电

机的传感器值和旋转角度。当每个传感器检测到环境条件适合晾干衣物时，电机

以指定的角度旋转以延长衣架。当出现不合适晾晒衣服的天气时，电动机以事先

设定好的路径收回，但采集到的信息整合在一起，最近一直是阴雨天气情况，则

自动开启紫外线杀菌，保证衣物不会因为长时间的阴雨环境发霉长菌。

3.2 主控模块

单片机采用STM32作为主控系统，作为本设计的主控设备，因为在本设计

当中，采集的信息不是单一的信息，需要采集温度、光强、雨滴等信息，还要对

这些信息进行分析，再通过传输元件发出命令，来指引设备工作，是真个设备的

核心设置，所以需要足够强大，而STM32单片机刚好能满足设备的需求，在运

算上，每分钟的频率可达72MHz，足够完成设备的正常运行，而且以STM32作

为主控模块，不仅是运算强大，还因为它相对来说耗能比较少，经济划算。配置

丰富、功能完善且价格低廉，故选其作为系统主控芯片。

3.3 传感模块

3.3.1 温湿度传感

湿度传感器的选择与重量和温度的测量相同。湿度传感器的选择应首先确定

测量范围。除气象和科研部门外，温湿度的测量和控制一般不需要全湿范围测量。

温湿度传感器件种类

当前，使用Zigbee硬件模块的策略如下：使用独立RF收发装置以及电路板

微控制芯片；在集成电路单元上接入射频收发装置以及电路板微控制芯片(系统

级芯片)。

器件选型如下。

1）SoC系统的选型 美国德州仪器公司研发出的CC2430能够有效地解决

相关问题，且降低了能耗，减少投入资金，CC2530就是基于该芯片研发的，是

最先进的SoC系统。

飞思卡尔公司研发的MC1321X集成电路，主要包含射频收发装置以及微

控制装置HCS08(8位)。

2) 射频收发装置和微控制单元 美国德州仪器公司研发出了MSP430集成

电路、RF集成电路CC2420套件，该套件消耗的能量较少，在数据处理方面也

十分强大。爱特梅尔研发出了ATmege128控制装置、AT86RF230套件。

美国微芯科技公司研发出了可编程中断控制器以及射频继承电路

MRF24J40套件，同时还公布了相关的程序，使得人们可以在此基础上进行无线

系统的研发。按照智能化暖房的检测需求，再考虑到各类集成电路的特征，本方

案主要采用美国德州仪器公司的系统级芯片(CC2530)。

多功能智能晾衣架选择的温湿传感器是—DHT 11，它是一款比较典型的温、

湿度传感器，相比于其他的传感器，它具有标准的数字信号输出功能。之所以能

保证产品可靠性高和稳定性好，是因为DHT 11采用了特殊的采集数字模块及技

术。它分别由一个NTC温度计和电阻式的湿度传感器组成，并且与一个高性能

微控制器相连接，这个微控制器是8位的。所以得益于此，DHT 11具有很多温、

湿度传感器没有的优点，产品的质量有保障，不易受到外界十扰，比一般传感器

快接受响应速度快，性价比高。每一个DHT 11传感器的生产，都在非常精确的

湿度校准实验室中进行校准。校准之后的数据信息会编辑成程序的形式存储在

OTP存储器中。这些校准数据信息在传感器内部的信号处理过程中被称为校准

系数。因为是单线串行接口的原因，系统集成变得更快、更方便。DHT 11体积

微小，功耗非常低。它可以传输20米以外的信号。，因此成为了很多具有苛刻

要求场合的最仕选择。它的外观是个小方块，单排四针，所以连接方面比较方便

直接，而且可以随着用户的需要提供相应的封装形式。

3.3.2 雨滴传感

雨滴传感器是一种敏感的传感装置，主要用于检测是否下雨及雨量的大小。

雨滴传感器有三个种类：

（1）根据雨滴冲击能量的变化进行检测；

（2）利用静电电容量变化进行检测；

（3）利用光亮变化进行检测

在本设计当中雨滴传感器的选择——光感式雨滴传感器，光感式雨滴传感器

的工作原理：雨滴传感器上一共有三个光强传感器和一个发光二极管。其中，为

测量近光的环境光强传感器；为测量前方光线（远光）的光强传感器；为测量雨

滴的光强传感器；为一个发光二极管，与配合工作测量车辆前挡风玻璃上的雨滴

密度。当玻璃上没有雨滴时，由发出的大部分光都折射出挡风玻璃，反射回来被

接收的光强很少；当玻璃上雨滴较多时，被挡风玻璃反射回来由接收的光强增加，

于是传感器输出发生变化。

干衣架多功能智能雨滴传感器电路原理图如图6所示。集成运算放大器A1

采用LM324构成电压比较器电路。当镀铜板制成的传感器上没有雨滴落下时，集

成运算放大器A1输出高电平，而集成运算放大器AI输出低电平，当雨滴落在镀

铜板制成的传感器上时。

图6 雨滴传感器电路示意图

3.3.3 光照强度传感

光学传感器通常是指能够将紫外光的光能敏化为红外光，并将光能转换为电

信号的装置。

光学传感器是一种使用广泛的传感器装置，主要由光敏元件组成。主要分为

四类：环境光传感器、红外光传感器、太阳光传感器和紫外线传感器。主要用于

改变车身和智能照明系统的电子应用。现代电气测量技术越来越成熟。它具有精

度高、易于实现计算机连接的自动实时处理等优点，在电、非电量测量中得到了

广泛的应用。然而，电测量方法容易受到干扰。在交流测量中，频率响应不够宽，

对耐电压和绝缘有一定的要求。今天，随着激光技术的飞速发展，上述问题可以

得到解决。

图7 光强度传感器电路示意图

在本设计中，光强传感器的选择——紫外光传感器，紫外光传感器采用滤波

器测量紫外光波段（315-400纳米）。通过移除过滤器，传感器可以同时感知可

见光。该传感器包括紫外线滤光片、瞄准装置和传感器手柄。

多功能智能晾衣架光照传感器电路原理图如图7所示。A2采用LM324进行

集成运放，电路由电压比较器构成。调节电位器R

p1

，在阴天的时候，集成运放

A2输出高电平；当太阳光照到光敏元件3DU11时，集成运放A2输出低电平。

3.4 无线传输模块

无线传输是指利用无线技术进行数据传输。无线传输相对于有限传输而言，

更加的方便快捷，受各种环境因素影响较小。随着无线技术的发展，无线传输技

术的应用越来越为社会各界所接受。无线图像传输作为一种新型的传输方式，在

现在的生活当中被大众所青睐。其安装简单、使用方便、性价比高，在越来越多

的工业当中被作为信息监控采集的首选，利用无线传输将现场实时情况进行传

输，是人们能在第一时间接收到想要的信息。

无线传感器节点通过路由器节点采集环境数据并发送给网络协调器。监控主

机的数据由协调器传输。最后，主机对接收到的数据进行一系列操作，并与预设

值进行比较，实现自动控制。目前，无线传感器有三种类型：振动传感器：对于

每个节点，最大采样率可设置为4KHz，振动传感器不直接将原机械量转换成电

能，而是将待测的原机械量作为振动传感器的输入，再由机械接收部接收，形成

另一个适合转换的机械量，最后由机械接收部将其转换成电能。最后机械和电气

转换部件。因此，传感器的性能由机械接收部分和机电转换部分的性能决定。采

集到的的数据可以通过无线传输实时传输到计算机里面，同样也可以自动储存在

传感器内置的数据储存器当中，保证得到的数据的准确性，室外的通讯距离最远

可到300米，但是节点的耗能非常小，仅仅只需要30毫安，而内置的充电电池

可连续工作18小时。如果是带有USB接口的节点，还可以通过USB接口快速

给电池充电，也能读取数据。变式传感器：是基于测量物体受力变形所产生的

应

应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件它是一种能将机械

。

构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。节点的每个通道都有一个独立的

高精度120-100Ω电桥电阻和放大调节电路。软件可以方便地切换，选择1/4电

桥、半桥和全桥测量模式。它与各种类型的桥梁传感器兼容，如变量、负载、扭

矩、距离、加速、压力、温度。节点支持2线和3线输入模式。桥路自动平衡，

也可以存储在内置的2米数据存储节点。有效的室外通信距离可达300米，可连

续测量10小时以上。扭矩传感器：接头结构紧凑，尺寸紧凑，封装在树脂外壳

内。节点的每个通道都有一个高精度120-100Ω电桥电阻和放大调节电路。桥梁

和道路自动平衡。该节点在空中传输速率可达250K bps，有效的实时数据传输

速率可达4K SPS，有效的室内通信距离可达100米，节点采用专用的电源管理

软硬件设计。在不间断实时传输的情况下，节点的功耗仅为25毫安。使用普通

9V电池，可连续测量数十小时以上。对于长期监测应用，每隔五分钟发送一次

数据，几年内不更换电池，大大提高了系统的可维护性。

无线传输根据系统功能要求，主控芯片接收各传感器发送的数据，在自身处

理之后还需将数据发送到室内智能家居系统和云服务器，实现数据的共享和统计

分析。目前，在智能家居领域开发应用中，ZigBee在2.4 GHz和Z波在900 MHz

是最广泛使用的。基于IEEE802.15.4协议的ZigBee协议标准具有低复杂度、低

功耗、自组织、低数据速率、短距离、高通信可靠性等特点。目前，无线传感器

网络的实际协议标准是ZigBee。因此，设计系统采用2.4GHz频段，实现无线数

据传输。选择ZigBee无线传输模块，不仅可以保证数据传输的准确、高效、可

靠，而且可以提高与室内智能家居系统的兼容性。该系统将各传感器采集的数据

传输到主控芯片后，一方面根据数据判断当前环境是否满足晾衣条件，并采取相

应的措施。另一方面，收集的数据被打包。此时，ZigBee传感器种植点和单片

机通过串行口将数据传输到相应位置的协调点。协调节点是室内智能家居系统的

其中之一的组成部分，可以与室内智能家居系统共享数据。

4、结论

针对目前生活中晾晒衣物存在的问题，设计并实现了一种基于物联网技术的

智能化环境感知晾衣架。利用多个传感器对室外环境数据进行采集、传输和共享，

不仅可以实现自动晾晒衣物，节省空间和时间，而且可以准确、及时地采集晾干

时的室外光强度和氧浓度。PM2.5值、温湿度、风速等，并且与室内智能家居系

统联网，实现数据共享，以最简单、最快捷的方式保证室内环境更有利于过时的

健康。目前，样品已经完成了基本的功能，可以完全自动化的晾晒衣服和发送数

据准确。如果市场被适当推动，当使用达到一定水平时，收集到的数据存储在云

中进行在线分析，可以对小区域环境进行评估和天气预报。

该设计经试验，效果达到了预期目的。该设计具有以下几个方面特点:①结合

机电一体化进行设计，使整个系统具有一定的科学性;②结合传感技术进行设计，

使系统具有一定的灵敏性和稳定性;③利用89051单片机作为核心控制器，使系

统具有一定的先进性和可靠性；④该系统具有制造成本低、智能化程度高等特点，

具有较强的实用性。

(1) 以设计为“人”的属性，以人为主体，从用户的情感角度出发，分析了

用户情感行为的机理，探讨了情感化在生活产品设计中的重要性，实现了生活产

品设计的人性化目的。。

(2) 我们需要寻找一种方法来进行生活产品情感化设计的研究，而从外在的

情感、交互的情感、内在的情感、空间的情感汲取智慧，就是其中的一个有效方

法。

(3) 综合普通心理学、认知心理学、设计心理学、艺术心理学以及环境心理

知识，在厨房产品的情感化设计中导入情感属性与情感结构概念，结合唐纳

德·A·诺曼感化设计理论，提出了厨房产品应该满足用户情感需求的几种情感:

外在情感、交互情感以及空间情感，尤其是从厨房产品协调用户与空间关系的特

殊造性地提出了厨房产品的空间情感，指出该情感是厨房产品作为区别一般特殊

之处，也是我们情感化设计中需要特别留意之处了;通过对厨房产品的情感属性

与情感结构分析，分别探讨了实现其每一种语言，从人的价值评定角度出发，对

如何利用这些设计语言最终实现情感化做了一些思考，为我国的厨房产品的设计

研究提供一些有价值的参考

参考文献

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附录