李陽智+朱嘉塬+張浩然

摘 要：針對家居電器智能化、便捷化的使用趨勢和市場需求，人們對保健養(yǎng)生的重視，設(shè)計多功能家居智能鞋柜，智能鞋柜是基于自動控制基礎(chǔ)上，以51單片機（STC89C52）芯片為主控芯片，以溫度傳感器，濕度傳感器，時鐘芯片等傳感器為輔，利用各種客觀條件進行判斷，以達到鞋柜的智能化控制，實現(xiàn)隨著鞋柜內(nèi)部環(huán)境的變化模擬無極調(diào)節(jié)。利用單片機接收溫濕度信息，時鐘芯片實現(xiàn)定時開關(guān)，液晶顯示等，完成智能鞋柜硬件電路的整體設(shè)計。

關(guān)鍵詞：51單片機；溫度；濕度；時鐘；智能

由西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院"雙E"項目資助（項目編號：20161822）

0 引言

立足經(jīng)濟科技高速發(fā)展的時代，高效率的工作、生活是大家共同追求的。自1956年人工智能的誕生起，幾十年的發(fā)展讓其有了很多的進步，并且與人類生活越來越緊密。從某個方面說，人工智能幾乎無處不在，從控制數(shù)碼相機的光圈和快門速度的智能感應(yīng)器，到干衣機中的溫度和濕度探測器，再到汽車中的自動泊車功能。更復(fù)雜的應(yīng)用還在源源不斷地走出實驗室。

雖隨著智能家具的提出，家居電器的智能化、便捷化成為國內(nèi)外家具興起的新方向。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著居住條件的改善，越來越多的家庭回家后，鞋子不再東扔西放了，大多數(shù)時間是整整齊齊地擺放在鞋柜內(nèi)，在南方夏天高熱潮濕的環(huán)境，非常適合細菌生長，人的身體就像一臺神奇的機器，當這臺機器的某一部分出現(xiàn)問題的時候，身體就會出現(xiàn)一些小狀況來提醒我們的注意，然而忙碌的生活是否讓你對這些健康警報視而不見呢？傳統(tǒng)的鞋柜功能單一，無保健效果，僅為鞋具提供放置作用?，F(xiàn)有電子鞋柜在傳統(tǒng)鞋柜的基礎(chǔ)之上添加了若干功能，但本設(shè)計的智能鞋柜通過測量鞋柜內(nèi)環(huán)境的各種參數(shù)，不僅繼承以上功能，還考慮南方夏天高熱潮濕的環(huán)境，添加一些新的功能，可根據(jù)用戶需要，手動/自動地完成鞋具的烘干、殺菌等功能，功能齊全，易操作且保健性強。

1智能鞋柜的功能結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)主要由溫濕度檢查模塊、組合按鍵、主控模塊、動態(tài)顯示模塊、報警模塊和功能輸出模塊組成，系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如圖（1）所示。

使用者可以自行設(shè)置鞋柜工作的合適溫濕度的范圍和主要的功能，控制器由51單片機（AT89C51）單片機芯片為主控，溫度傳感器實時監(jiān)測溫度，時鐘芯片用于定時，液晶用于顯示工作狀。報警模塊由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成，當鞋柜內(nèi)的溫濕度超限時發(fā)出警報。

2智能鞋柜主要硬件電路設(shè)計

2.1 主控模塊

STC89C51RC屬于STC89系列單片機功能強大且易擴展，兼容于市場上流行的八位MCS-51單片機，具有加密性強，抗干擾能力強和超低功耗等優(yōu)點。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

2.2 溫濕度檢測模塊

DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有枀高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能 8 位單片機相連接。供電電壓： 3.3～5.5V DC，測量范圍： 濕度20-90%RH， 溫度0～50℃。

2.3動態(tài)顯示模塊

1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用

3控制軟件程序設(shè)計

由于本設(shè)計功能比較多，選擇采用C語言編寫，采用模塊化編程，以便于修改與調(diào)試。軟件設(shè)計流程圖如圖（2）所示

4結(jié)束語

本設(shè)計的智能鞋柜功能較齊全，抗干擾能力強，能夠自行控制，容易操作，具有良好的保健效果。核心控制STC單片機價格便宜，系統(tǒng)功能可繼續(xù)升級、開發(fā)。順應(yīng)時代科技的發(fā)展和市場的需求，不用連接電腦、沒有網(wǎng)絡(luò)要求、不需要升級軟件。具有高度獨立性，一次硬件安裝程序下載，通電即可使用，適用人群廣。自帶掉電保護，防止信息丟失，適用環(huán)境廣。

參考文獻：

[1]譚浩強. C語言程序設(shè)計教程.清華大學(xué)出版社.2001

[2]郭天祥.51單片機C語言教程 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社

[3]李朝青.單片機原理及接口技術(shù) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社

[4]肖玲妮、袁增貴.Protel 99SE 印刷電路板設(shè)計教程.清華大學(xué)出版社.2004