談單片機(jī)技術(shù)智能衣架電路設(shè)計(jì)

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摘要：由于技術(shù)的發(fā)展,智能家居得以實(shí)現(xiàn)。衣架作為生活中的常用物品，隨著公眾對(duì)生活品質(zhì)有了更高的要求，智能衣架有著潛在的市場(chǎng)需求。本智能衣架的核心控制器選擇了STC89C52單片機(jī)，數(shù)據(jù)采集借助角度傳感器、壓力傳感器，對(duì)外通訊設(shè)計(jì)有藍(lán)牙模塊，借助移動(dòng)端APP可以查看到衣架的相關(guān)數(shù)據(jù)。本智能衣架電路設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制作，具有應(yīng)用推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能衣架；電路設(shè)計(jì)

衣架作為生活中的日常用品，具有巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。在服裝店，衣架被大量使用。消費(fèi)者在挑選或試穿服裝時(shí)，衣架的位置會(huì)發(fā)生變化，由此會(huì)產(chǎn)生出具有商業(yè)價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。衣架位置變化的數(shù)據(jù)信息表達(dá)了消費(fèi)者的個(gè)人偏好與服裝在消費(fèi)市場(chǎng)的認(rèn)可程度。借助智能衣架對(duì)消費(fèi)者的消費(fèi)數(shù)據(jù)加以采集和分析，可以掌握服裝在市場(chǎng)的潛力，對(duì)于改進(jìn)服裝設(shè)計(jì)、營(yíng)銷具有一定的輔助作用。衣架作為支撐服裝的直接工具，加以單片機(jī)后可以智能化采集到消費(fèi)數(shù)據(jù)。當(dāng)前市面上還沒(méi)有出現(xiàn)同類產(chǎn)品。智能衣架的應(yīng)用代表了技術(shù)的先進(jìn)性。應(yīng)用于服裝店，實(shí)現(xiàn)了消費(fèi)者與服裝的緊密結(jié)合。借助數(shù)據(jù)分析可以明確消費(fèi)者的喜愛偏好，服裝營(yíng)銷可以為消費(fèi)者提供導(dǎo)向型服務(wù)。服裝設(shè)計(jì)與銷售可以全面了解到消費(fèi)者的喜愛，調(diào)整設(shè)計(jì)與銷售策略。在當(dāng)前智能技術(shù)被廣泛應(yīng)用的背景下，對(duì)于市場(chǎng)的分析更傾向于用數(shù)據(jù)說(shuō)明，傳統(tǒng)模式下銷售情況統(tǒng)計(jì)費(fèi)事又費(fèi)力。而智能衣架的應(yīng)用，不僅可以節(jié)省統(tǒng)計(jì)時(shí)間，數(shù)據(jù)也可以保證精確。

1電路的設(shè)計(jì)思路

電路的設(shè)計(jì)需要解決有效采集到消費(fèi)者的數(shù)據(jù)。為此設(shè)計(jì)中需要將智能控制電路集成于衣架上，實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理，核心控制單元選擇了STC89C52RC單片機(jī)。針對(duì)衣架狀態(tài)的確認(rèn)采用了壓力傳感器模塊與角度傳感器模塊，電路中設(shè)計(jì)藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)與外界的數(shù)據(jù)通訊，并設(shè)有電源模塊。智能衣架電路原理圖如圖1所示。電路的工作原理為：當(dāng)消費(fèi)者取拿衣架時(shí)，衣架上內(nèi)置的角度傳感器可以檢測(cè)到角度的變化，傳感器將信號(hào)傳入單片機(jī)加以計(jì)數(shù)，用以記錄此衣架服裝被消費(fèi)者翻動(dòng)的次數(shù)。生成的數(shù)據(jù)記錄表達(dá)為數(shù)據(jù)集A，數(shù)據(jù)體現(xiàn)出消費(fèi)者對(duì)服裝外觀的主觀感受。服裝店統(tǒng)計(jì)一天內(nèi)各個(gè)衣架上服裝被翻動(dòng)的次數(shù)，并加以排序，就能分析出此服裝店中什么樣的服裝受到消費(fèi)者的喜愛。如果消費(fèi)者取下衣架上的服裝，可說(shuō)明消費(fèi)者存在一次試穿行為。衣架上內(nèi)置的壓力傳感器可以采集試穿信息，單片機(jī)可以統(tǒng)計(jì)試穿次數(shù)，數(shù)據(jù)加以記錄，表達(dá)為數(shù)據(jù)集B。通常數(shù)據(jù)集B的數(shù)量會(huì)小于數(shù)據(jù)集A。服裝店結(jié)合數(shù)據(jù)集A與數(shù)據(jù)集B，再結(jié)合服裝店實(shí)際成交生成的數(shù)據(jù)集C，可以分析什么的服裝可以讓消費(fèi)者第一眼看重，但是沒(méi)有發(fā)生試穿行為；什么樣的服裝會(huì)刺激消費(fèi)者的試穿行為，但是沒(méi)有成交；什么樣的服裝哪些受到了消費(fèi)者的喜愛且加以試穿，還實(shí)現(xiàn)了成交。結(jié)合數(shù)據(jù)分析，表明了服裝店內(nèi)不同服裝的需求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)于服裝的設(shè)計(jì)、營(yíng)銷服飾發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。單片機(jī)可以智能地將傳感器獲得的數(shù)據(jù)借助藍(lán)牙模塊傳輸?shù)接脩舻氖謾C(jī)，在終端APP可以實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)，提高了店主分析消費(fèi)行為的效率。

2電路的具體設(shè)計(jì)

2.1選擇單片機(jī)

智能衣架的主控制芯片選擇了單片機(jī)STC89C52，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種模塊的控制。單片機(jī)STC89C52的特點(diǎn)是性價(jià)比高，易于設(shè)置，擦寫周期達(dá)到了1000，程序存儲(chǔ)器采用了三級(jí)加密，編程I/O端口可提供32個(gè)，還具有3個(gè)16位計(jì)數(shù)器，通信采用了全雙工UART串行，提供8個(gè)中斷源。單片機(jī)掉電模式保證了空閑低功耗，掉電后可以中斷喚醒。單片機(jī)的電路原理如圖2所示。

2.2選擇壓力傳感器模塊

智能衣架壓力傳感器模塊選擇了HX711。從衣架取下服裝時(shí)，內(nèi)置的壓力傳感裝置可以采集到信號(hào)的變化。HX711壓力傳感器的有效范圍是0-25kg，傳感精度可以達(dá)到0.03-0.08%FS。智能衣架放置于服裝店，服裝掛上后，壓力會(huì)發(fā)生變化，壓力傳感器可以測(cè)得壓力的變化，信號(hào)可以傳達(dá)到單片機(jī)，借助藍(lán)牙模塊將信息傳送到用戶的移動(dòng)端。服裝取下后，單片機(jī)可以記錄被取下的次數(shù)。在服裝被翻動(dòng)后，每一次動(dòng)作都會(huì)生成采集數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)會(huì)傳到單片機(jī)，數(shù)據(jù)會(huì)被傳送到移動(dòng)端。

2.3選擇角度傳感器模塊

智能衣架角度傳感器模塊選擇了MPU6500。借助角度傳感器模塊可以檢測(cè)到衣架上的服裝被消費(fèi)者翻動(dòng)的數(shù)據(jù)。智能算法可以識(shí)別出翻動(dòng)服裝的消費(fèi)者是否為同一人。角度傳感器模塊可以檢測(cè)出衣架的角度變化。此模塊的檢測(cè)角度為0°—120°，此范圍可覆蓋95%以上的消費(fèi)者行為。2.4選擇藍(lán)牙模塊衣架的設(shè)計(jì)附加了藍(lán)牙模塊，可以將系統(tǒng)獲取到的數(shù)據(jù)傳遞到終端。藍(lán)牙模塊4腳連接到5V電源，3腳連接到單片機(jī)TXD（11腳），4腳連接到單片機(jī)的RXD（10腳）。用戶手機(jī)安裝APP，手機(jī)藍(lán)牙與衣架藍(lán)牙連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2.5選擇電源模塊

智能衣架的電源選擇了可充電鋰電池，作為供電電源，容量3000mA，外形尺寸10mm×24mm×48mm，體積小，可以持續(xù)待7天。

2.6終端顯示

針對(duì)智能衣架的信息顯示基于安卓系統(tǒng)了開發(fā)手機(jī)APP。手機(jī)藍(lán)牙開啟后，與衣架的藍(lán)牙模塊可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。用戶借助手機(jī)可以看到服裝被取下、被翻動(dòng)的次數(shù)，還可以生成數(shù)據(jù)包下載在電腦上顯示。

3軟件的設(shè)計(jì)思路

智能衣架的軟件設(shè)計(jì)結(jié)合了STC89C52單片機(jī)的特點(diǎn)與衣架的使用功能。傳感器獲得數(shù)據(jù)后要借助單片機(jī)完成處理。軟件還要可以啟動(dòng)串口，對(duì)單片機(jī)加工的后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩粢苿?dòng)端。在衣架位置發(fā)生改變時(shí)，移動(dòng)端可以接收到數(shù)據(jù)，終端接收到的數(shù)據(jù)可以同步實(shí)現(xiàn)更新。軟件的設(shè)計(jì)要考慮到服裝發(fā)生晃動(dòng)后，可以分析角度傳感器對(duì)角度的檢測(cè)數(shù)據(jù)，移動(dòng)端可以獲得信息。在服裝被取下，壓力為零；服裝被晃動(dòng)，壓力傳感器能實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞到移動(dòng)端。因此需要將服裝的狀態(tài)變化變?yōu)閿?shù)據(jù)，還要借助藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)的APP，顯示出衣架的數(shù)據(jù)。本次設(shè)計(jì)中將衣架的控制程序分為多個(gè)部分。系統(tǒng)上電后完成初始化數(shù)據(jù)加載，依次啟動(dòng)單片機(jī)、壓力傳感器、角度傳感器。系統(tǒng)處于啟動(dòng)狀態(tài)。系統(tǒng)可以隨時(shí)感知到壓力、角度的變化。系統(tǒng)的功能包括傳感器的數(shù)據(jù)采集，衣架的數(shù)據(jù)顯示，衣架狀態(tài)變化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。軟件的程序設(shè)計(jì)結(jié)合了傳感器對(duì)衣架狀態(tài)的感知，是否滿足衣架位置條件的變化。將采集到的數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的數(shù)據(jù)加以比較，分析判斷數(shù)據(jù)的變化是否高于數(shù)據(jù)設(shè)定的限值，如果超出設(shè)定的數(shù)值，衣架會(huì)記錄數(shù)據(jù)。手機(jī)APP可以同步顯示數(shù)據(jù)的變化。手機(jī)的功能顯示部分可以實(shí)現(xiàn)衣架的數(shù)據(jù)變化。此外，用戶可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，可以將數(shù)據(jù)的顯示模式加以選擇。顯示部分充分結(jié)合了服裝店的實(shí)際，界面體現(xiàn)出友好的人機(jī)交互。晾衣架控制系統(tǒng)考慮了消費(fèi)者選擇服裝時(shí)的狀態(tài)。模式可以設(shè)定為手動(dòng)、自動(dòng)、定時(shí)、預(yù)約等四種不同的模式。在手動(dòng)模式開啟后，用戶可以選擇壓力傳感器、角度傳感器。壓力傳感器或角度傳感器可以不介入衣架的狀誠(chéng)控制。在自動(dòng)模式啟動(dòng)后，衣架的狀態(tài)完全由傳感器控制，傳感器可以自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的分析。在外界條件不能保證預(yù)設(shè)條件時(shí)，單片機(jī)的功能可以停止。借助手機(jī)終端再次設(shè)置，可以選擇手/自動(dòng)模式。因此，本次軟件設(shè)計(jì)充分考慮到衣架在服裝店的功能性。軟件的設(shè)計(jì)結(jié)合了消費(fèi)者在挑選服裝時(shí)的行為，借助傳感數(shù)據(jù)的分析，以獲得數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)。

4總結(jié)

衣架采用本設(shè)計(jì)的電路，在消費(fèi)者挑選服裝時(shí)，衣架內(nèi)容的角度傳感器會(huì)獲取的信息，衣架狀態(tài)的變化，可以理解為是消費(fèi)者對(duì)服裝存在吸引力的數(shù)據(jù)；消費(fèi)者取下服裝后，衣架內(nèi)的壓力傳感器會(huì)感知到壓力的變化。此時(shí)的壓力值輸出值接近于零。單片機(jī)記錄了消費(fèi)者試穿服裝的數(shù)據(jù)。傳感器可以將衣架的數(shù)據(jù)變化傳達(dá)到單片機(jī)，數(shù)據(jù)被記錄。經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)處理后借助藍(lán)牙模塊可以發(fā)送到服裝店主的手機(jī)端，店主通過(guò)手機(jī)APP可以隨時(shí)查看服裝的狀態(tài)變化，結(jié)合對(duì)數(shù)據(jù)的分析，店主可以清晰感知到服裝對(duì)消費(fèi)者的受歡迎程度，可以更加確切直觀地了解到消費(fèi)者的需求。對(duì)服裝設(shè)計(jì)者，可以起到指導(dǎo)的作用。對(duì)于服裝銷售者，可以借助數(shù)據(jù)分析明白消費(fèi)者的喜好，營(yíng)銷更有針對(duì)性。因此智能衣架的電路設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

5結(jié)束語(yǔ)

智能衣架的設(shè)計(jì)應(yīng)用于服裝店可以記錄消費(fèi)者的行為。設(shè)計(jì)中結(jié)合功能的實(shí)現(xiàn)選擇了單片機(jī)、壓力傳感器、角度傳感器、電源以及顯示終端。此外，結(jié)合衣架的功能設(shè)計(jì)了軟件，保證了衣架的智能化。此類衣架的應(yīng)用有利于為服裝的設(shè)計(jì)與營(yíng)銷創(chuàng)造有利條件。

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作者：鄭科學(xué) 單位：佛山市高明區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校