基于单片机的智能衣柜系统设计开题报告

 2023-11-17 10:03:14

1. 研究目的与意义

衣柜这种生活类家具在这个时代基本是随处可见,并且随着房地产产业的日益扩大,人们对于家具的需求也是在逐渐增大,随着时代的发展,人们已经不再局限于普通的生活方式,更崇尚智能。

解放双手用更简便的方式去提升自身的生活品质,智能家居在其中发挥了极其重要的作用,而智能衣柜正是智能家居中不可或缺的一部分。

智能衣柜与普通衣柜的区别从字面意思就可以看出——智能化,一年四季的衣物都需要衣柜来进行存放,所以衣物的管理就极其重要,每到夏季衣柜就会有发霉还有起异味的现象,这正是温湿度导致的;并且当人们需悬挂衣服时会有高度和角度的限制,这会引起极大的不便。而传统衣柜只能依靠人力去解决,因此有必要对智能衣柜进行研究,来解决上述的种种问题,实现人们生活的最大便利化。

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2. 课题关键问题和重难点

研究的总目标在于解决衣柜里的发霉和异味的问题以及衣架的升降旋转。在研究和设计中,本设计存在一些难点。

第一是检测温湿度这部分,当单片机读取了温湿度传感器的数值之后,需要对单片机进行处理之后才能在lcd显示屏上显示,而问题在于怎样对温湿度数据进行处理;初步解决思路是在数据传输这块一共传输5个字节,一二位是温度的整数数值和小数数值,三四位是湿度的整数数值和小数数值,最后一位是校验位,这五个字节就把温湿度数据进行了数字化处理。

第二是升降旋转衣架这个模块,怎样将衣架的升降旋转功能与前面的温湿度检测和消杀功能进行融合对本设计而言是一个难点;衣柜的消杀是按照温湿度来决定,按键又控制了消杀的时间,初步想法是在消杀的时间段里衣架处于一种下降旋转的模式,消杀结束,衣架由此上升回归原位。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

如何利用好现有衣物、管理已购衣物、降低年衣物消费支出,减少搭配时间等等,是许多人当前直面的问题[1],因此智能衣柜的使用在未来是有非常大的需求以及上升空间,这对于该课题的研究具有一定的现实意义。
随着时代发展、科技进步,智能化引领了崭新的生活方式,家居行业也逐渐引入智能控制技术,众厂家纷纷着手尝试,试图抢先占领智能化家居的市场。[2]而物联网技术在智能家电中的使用也必然会成为智能家电发展的又一里程碑。[3]2016年全国商品房销售面积达15.73亿m2,同比增长22.4%,住宅家庭智能家居每年潜在新增市场在6030亿以上。由此可见,我国智能衣柜的市场前景非常广阔。[4]国外的智能衣柜设计相对国内而言发展会相对较快,国外大多居住别墅,人员较多导致他们对于智能家具的需求会相对较大,并且国外的技术以及资金支持在智能这方面投入较大,由此发展也会较快。经过市场调研发现,目前智能衣柜并未大规模投入市场。其原因有两个:①目前研发的一些超智能、自动化衣柜,价格昂贵,性价比较低,受众面狭窄;②对于微智能的衣柜,市场需求不大,未能进行大规模生产。[5]这也是需要用未来的时间去进行研究和破壁。
研究和电子设计的总趋势是选择最佳的自动技术来连续供电并减少家庭、办公室和其他场所的电力消耗领域的损失,以及寻找没有人为干扰的最佳解决方案或减少人为干预,从而在时间、成本和精力上提供经济性。[6]而本次课题主要着眼于单片机 传感器来实现整个设计以及功能的实现。
(1)单片机
单片机技术从1971年诞生到现在已经经历的很长的发展历史,在这漫长的发展过程中单片机技术也在随着科技的发展不断进步。[7]我们需要将单片机运用到智能方面的实现,那在整个应用系统内,语言控制是其中最为重要的一部分,需要单片机正确识别出语音信号然后将其转换成数字信号,芯片对数字信号进行分析识别然后发出控制指令,启动家具智能反应。[8]而在本次的课题研究中,对于单片机的应用相对比较广泛,用其去控制其他器件实现功能就成了一个极其重要的突破点。
(2)传感器
传感技术主要包括三代,第一代属于结构性传感器。第二代传感器属于固体传感器。第三代传感器是智能传感器,对周边的信息有着一定的数据处理、自诊断、检测及自适应能力,是检测技术及计算机技术相结合的产物。智能化测量主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路、微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能。[9]
经过对国内外智能衣柜的普及和发展来看,国外研究起步较早,理论以及应用也更加完善,国内起步较晚,研究主要侧重于实现便利化,但不足之处是由于使用的器件、技术、人员、资源及资金都不够完善,于是就需要长此以往地进行研究才能够到达更高的成就,依据这些方面的欠缺,本文设计了基于单片机的智能衣柜系统。
参考文献:

[1]邱清琳,李宏然.家庭智能衣柜信息管理系统[j].信息技术与信息化,2019(7)90-92.

[2]蒯荟羽,徐伟,何蕴洁等.功能型智能衣柜的设计与结构分析[j].艺术科技,2019,32(6):20-21.

[3]郁一波,陈锐,赵紫权等.基于单片机的实现远程控制的智能除湿衣柜[j].工业控制计算机,2018,31(10):146,158.

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4. 研究方案

(一)设计方案

关于智能衣柜的设计分为四大模块,一是检测温湿度,二是按键控制时间,三是除湿消毒,四是衣架升降旋转。系统框图如图1-1所示。

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5. 工作计划

第一阶段:选题(2022年11月15日—2022年12月4日)。

与毕设指导老师进行沟通确定论文主题方向,进行论文题目筛选。

第二阶段:书写开题报告(2022年12月5日—2023年2月3日)。

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