1 前言 1.1 课题背景 随着科技的飞速发展和人们生活水平的不断提高，智能家居产品逐渐走进人们的日常生活。在家庭衣物晾晒方面，传统的晾衣方式存在诸多不便，如受天气影响大、占用空间、操作不便等。 在现代城市生活中，人们的居住空间相对有限，对于阳台空间的利用要求更加高效。传统晾衣杆功能单一，无法满足人们多样化的需求。同时，快节奏的生活使人们期望能够更便捷地完成衣物晾晒这一日常家务。 此外，消费者对于健康和卫生的关注度日益增加，希望衣物在晾晒过程中能够得到更好的通风、消毒和杀菌处理，以减少细菌滋生和异味产生。 在技术方面，传感器技术、自动化控制技术和智能互联技术的不断进步，为智能晾衣杆的研发提供了有力支持。使得晾衣杆能够实现自动升降、智能风干、烘干、消毒杀菌等功能，为用户带来更加舒适、便捷和健康的生活体验。 2 国内外研究现状 2.1 国外研究现状： 更加注重晾衣架的智能化和科技化。例如利用人工智能技术设计智能晾衣机器人，可根据衣物数量和种类进行智能晾晒；基于物联网技术，通过手机端操作远程控制晾衣架的折叠和展开。在智能控制技术方面，主要采用传感器、微控制器、无线通信等技术实现自动化控制和智能化管理。在节能技术上，会利用太阳能、气动力学等技术降低能源消耗和环境污染。功能性设计上涉及晾衣、烘干、杀菌、除湿等多方面，常采用多功能设计和模块化设计来实现多种功能的集成。 2.2 国内研究现状 国内研究主要集中在设计和制造方面。同样致力于智能控制技术的探索，通过传感器、微控制器、无线通信等技术实时监测晾衣环境中的温度、湿度、风速等参数，并利用人工智能算法智能调节晾衣架的运行状态。自动化收回技术也是研究重点之一，借助电机、轨道系统等技术手段，使晾衣架具备自动收回的能力，用户可使用手机应用或遥控器设定时间，让晾衣架自动将衣物收回。此外，国内也强调智能晾衣架系统的远程监控功能，方便用户随时掌控晾衣过程 3 系统及硬件设计 3.1 系统总体设计 智能晾衣架应具备以下功能： 1. 白天能够自动将衣物晒出去，晚上自动收回来。 2. 下雨时，不论时间，能够立即收回衣物。 3. 具备手动控制功能，用户可以根据需要手动操作晾衣架。 4. 能够实时监测环境温度、湿度和光照强度等参数。 3.2 系统总体架构 智能晾衣架系统主要由传感器模块、控制模块、驱动模块和通信模块组成。传感器模块用于采集环境信息，控制模块对采集到的信息进行处理和分析，并发出控制指令，驱动模块根据控制指令驱动晾衣架的电机动作，通信模块用于实现系统与用户手机等终端设备的通信。 3.3 传感器模块 1. 光照传感器 选用 BH1750FVI 光照传感器，能够精确测量环境光照强度，测量范围为 1 - 65535 lx，分辨率为 1 lx。 2. 温湿度传感器 选用 DHT11 数字温湿度传感器，能够同时测量环境温度和湿度，温度测量范围为 0 - 50℃，湿度测量范围为 20% - 90%RH，测量精度分别为±2℃和±5%RH。 3. 雨滴传感器 选用 YL-83 雨滴传感器，能够检测是否有雨滴落下，输出数字信号。 3.4 控制模板 控制模块选用 STM32F103C8T6 微控制器，该控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足智能晾衣架的控制需求。 3.5 驱动模块 驱动模块选用直流电机和 L298N 电机驱动芯片。直流电机用于驱动晾衣架的伸缩，L298N 电机驱动芯片能够提供足够的电流和电压，保证电机的正常运行。 4 通信模块 4.1 主程序流程 系统上电后，首先进行初始化操作，包括传感器初始化、通信模块初始化、电机初始化等。然后，系统进入循环，不断采集环境信息，并根据预设的控制策略进行判断和处理，控制晾衣架的动作。 4.2 传感器数据采集程序 通过 I2C 总线读取光照传感器和温湿度传感器的数据，通过 GPIO 口读取雨滴传感器的数据，并对采集到的数据进行滤波和校准处理，提高数据的准确性和可靠性。 4.3 控制策略程序 根据采集到的环境信息和时间，制定控制策略。当光照强度大于设定值且时间在白天时，控制电机将晾衣架伸出；当时间在晚上时，控制电机将晾衣架收回；当检测到有雨滴落下时，立即控制电机将晾衣架收回。 4.4 通信程序 通过 ESP8266 Wi-Fi 模块与用户手

已完成理解「1 前言 1.1 课题背景 随着科技的飞速发展和人们生活水平的不断提高，智能家居产品逐渐走进人们的日常生活。在家庭衣物晾晒方面，传统的晾衣方式存在诸多不便，如受天气影响大、占用空间、操作不便等。 在现代城市生活中，人们的居住空间相对有限，对于阳台空间的利用要求更加高效。传统晾衣杆功能单一，无法满足人们多样化的需求。同时，快节奏的生活使人们期望能够更便捷地完成衣物晾晒这一日常家务。 此外，消费者对于健康和卫生的关注度日益增加，希望衣物在晾晒过程中能够得到更好的通风、消毒和杀菌处理，以减少细菌滋生和异味产生。 在技术方面，传感器技术、自动化控制技术和智能互联技术的不断进步，为智能晾衣杆的研发提供了有力支持。使得晾衣杆能够实现自动升降、智能风干、烘干、消毒杀菌等功能，为用户带来更加舒适、便捷和健康的生活体验。 2 国内外研究现状 2.1 国外研究现状： 更加注重晾衣架的智能化和科技化。例如利用人工智能技术设计智能晾衣机器人，可根据衣物数量和种类进行智能晾晒；基于物联网技术，通过手机端操作远程控制晾衣架的折叠和展开。在智能控制技术方面，主要采用传感器、微控制器、无线通信等技术实现自动化控制和智能化管理。在节能技术上，会利用太阳能、气动力学等技术降低能源消耗和环境污染。功能性设计上涉及晾衣、烘干、杀菌、除湿等多方面，常采用多功能设计和模块化设计来实现多种功能的集成。 2.2 国内研究现状 国内研究主要集中在设计和制造方面。同样致力于智能控制技术的探索，通过传感器、微控制器、无线通信等技术实时监测晾衣环境中的温度、湿度、风速等参数，并利用人工智能算法智能调节晾衣架的运行状态。自动化收回技术也是研究重点之一，借助电机、轨道系统等技术手段，使晾衣架具备自动收回的能力，用户可使用手机应用或遥控器设定时间，让晾衣架自动将衣物收回。此外，国内也强调智能晾衣架系统的远程监控功能，方便用户随时掌控晾衣过程 3 系统及硬件设计 3.1 系统总体设计 智能晾衣架应具备以下功能： 1. 白天能够自动将衣物晒出去，晚上自动收回来。 2. 下雨时，不论时间，能够立即收回衣物。 3. 具备手动控制功能，用户可以根据需要手动操作晾衣架。 4. 能够实时监测环境温度、湿度和光照强度等参数。 3.2 系统总体架构 智能晾衣架系统主要由传感器模块、控制模块、驱动模块和通信模块组成。传感器模块用于采集环境信息，控制模块对采集到的信息进行处理和分析，并发出控制指令，驱动模块根据控制指令驱动晾衣架的电机动作，通信模块用于实现系统与用户手机等终端设备的通信。 3.3 传感器模块 1. 光照传感器 选用 BH1750FVI 光照传感器，能够精确测量环境光照强度，测量范围为 1 - 65535 lx，分辨率为 1 lx。 2. 温湿度传感器 选用 DHT11 数字温湿度传感器，能够同时测量环境温度和湿度，温度测量范围为 0 - 50℃，湿度测量范围为 20% - 90%RH，测量精度分别为±2℃和±5%RH。 3. 雨滴传感器 选用 YL-83 雨滴传感器，能够检测是否有雨滴落下，输出数字信号。 3.4 控制模板 控制模块选用 STM32F103C8T6 微控制器，该控制器具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点，能够满足智能晾衣架的控制需求。 3.5 驱动模块 驱动模块选用直流电机和 L298N 电机驱动芯片。直流电机用于驱动晾衣架的伸缩，L298N 电机驱动芯片能够提供足够的电流和电压，保证电机的正常运行。 4 通信模块 4.1 主程序流程 系统上电后，首先进行初始化操作，包括传感器初始化、通信模块初始化、电机初始化等。然后，系统进入循环，不断采集环境信息，并根据预设的控制策略进行判断和处理，控制晾衣架的动作。 4.2 传感器数据采集程序 通过 I2C 总线读取光照传感器和温湿度传感器的数据，通过 GPIO 口读取雨滴传感器的数据，并对采集到的数据进行滤波和校准处理，提高数据的准确性和可靠性。 4.3 控制策略程序 根据采集到的环境信息和时间，制定控制策略。当光照强度大于设定值且时间在白天时，控制电机将晾衣架伸出；当时间在晚上时，控制电机将晾衣架收回；当检测到有雨滴落下时，立即控制电机将晾衣架收回。 4.4 通信程序 通过 ESP8266 Wi-Fi 模块与用户手」