摘 要：隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高， 人們的衣服越來(lái)越多， 這給人們整理和挑選衣服帶來(lái)很多麻煩和煩惱。針對該問(wèn)題， 設計了包含有智能管理和智能推薦功能的智能衣柜。該智能衣柜以STM32單片機為控制核心， 實(shí)現對智能衣柜的管理與人機交互。同時(shí)， 智能衣柜基于安卓智能系統， 可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)結合手機APP與使用者實(shí)現方便而良好的交互。此外， 該智能衣柜具有衣物信息數據庫， 會(huì )根據天氣狀況智能推薦合適衣物。該智能衣柜具有靈活、方便、智能等特點(diǎn)， 可有效提高人們的生活體驗。
　　
　　關(guān)鍵詞：智能衣柜； 安卓系統； 智能推送； 物聯(lián)網(wǎng)；
　　

　　引言
　　
　　隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高， 人們的衣服越來(lái)越多， 衣柜也成為人們日常生活的必需品， 而應市場(chǎng)需求， 衣柜也從最初的僅具備存儲功能發(fā)展到如今具有自動(dòng)烘干功能， 各式各樣功能的衣柜也層出不窮[1].
　　
　　由于衣物的增多， 人們面臨衣物的分類(lèi)整理以及管理等問(wèn)題。例如人們將衣物放入衣柜后， 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間， 再想取出時(shí)， 上方新放入的衣物堆疊在其上方， 給人尋找并取出衣物帶來(lái)了麻煩。此外， 人們也需根據天氣來(lái)判定所需要穿戴的衣物， 從無(wú)規律的衣柜中選擇和找出合適的衣服非常耗費時(shí)間， 這對目前高節奏的現代都市生活來(lái)說(shuō)， 無(wú)疑是一種負擔[2~3].
　　
　　針對目前市場(chǎng)中衣柜所存在的不足， 設計了智能衣柜。該衣柜實(shí)現對衣物的自動(dòng)整理， 歸檔。該衣柜基于安卓系統， 可根據當前及未來(lái)一段時(shí)間內的天氣情況， 智能推薦相應的衣物， 并自動(dòng)控制衣物到合適的位置， 以便于用戶(hù)將其取出。
　　
　　1、 系統整體設計
　　
　　1.1、 系統架構設計
　　
　　智能衣柜系統主要由電源， 人機交互HMI屏幕， 手機APP, wifi模塊以及動(dòng)力核心部分組成。其中核心控制板采用STM32單片機， 用于控制外設各個(gè)功能模塊 （wifi模塊， HMI人機交互屏， 動(dòng)力驅動(dòng)部分， 指示燈等） 進(jìn)行工作， 可以進(jìn)行高效的運算與處理， 給用戶(hù)更好的體驗。
　　
　　1.2、 衣柜結構設計
　　
　　衣柜的衣架采用圓環(huán)形結構， 用戶(hù)方便放取衣物。衣架由步進(jìn)電機控制旋轉， 不同的步距角度對應不同的位置， 也就實(shí)現了特定的衣物可以在指定的位置推送， 衣柜結構圖如圖1.
　　
　　2、 系統硬件設計
　　
　　2.1、 核心控制器
　　
　　采用STM32系列的Cortex-M3處理器STM32F103VET6, 該單片機可運算達到32位的數據長(cháng)度， 運算處理速度快， 多串口通信， 可以實(shí)現與wifi模塊和人機交互屏幕的數據通信[4].
　　
　　2.2、 HMI人機交互界面
　　
　　使用串口屏HMI實(shí)現人機交互， 人類(lèi)與作品的互動(dòng)。可以用HMI屏幕實(shí)現與智能衣柜的信息交互， 通過(guò)用戶(hù)與HMI的交互實(shí)現智能推送。才外用戶(hù)可以在界面中查看實(shí)時(shí)的時(shí)間， 天氣狀況和衣物的編碼， 只需要選取對應的數字編碼就可以控制智能衣柜將衣物推送出來(lái)。
　　 　　 　　
　　2.3、 動(dòng)力核心部分
　　
　　考慮用戶(hù)方便拿取衣物， 故設計采用環(huán)形衣架， 內設置多個(gè)衣物擺掛處。需要通過(guò)電機控制衣架實(shí)現任意角度旋轉， 雖然舵機方便使用， 但是旋轉角度不能達到360°， 會(huì )影響推送的功能， 因此采用步進(jìn)電機。步進(jìn)電機接收電脈沖信號， 根據信號數量轉過(guò)相應的步距角。在給定的脈沖下旋轉固定的角度， 可以通過(guò)步進(jìn)電機驅動(dòng)器實(shí)現細分， 繼而可以精確控制旋轉的角度， 滿(mǎn)足功能要求。
　　
　　本次選用42步進(jìn)電機， 額定電流1.5A, 二相四根引出線(xiàn)。由于步進(jìn)電機的驅動(dòng)需要大電流和電脈沖， SMT32單片機不能直接驅動(dòng)控制， 選用TB6600步進(jìn)電機驅動(dòng)器， 實(shí)現單片機對驅動(dòng)器的控制進(jìn)而控制電機的運作。而且該驅動(dòng)器實(shí)現步進(jìn)電機步距角2, 4, 8, 16細分， 提高精度， 使得衣物推送的位置在衣柜正門(mén)位置。
　　
　　2.4、 電源模塊
　　
　　在整個(gè)系統中主要用于對電機和各個(gè)傳感器模塊和驅動(dòng)器供電。由于步進(jìn)電機的驅動(dòng)器是采用12V, 1.5A直流輸入， 其他模塊為5V直流， 因此選用12V開(kāi)關(guān)電源和LM2596穩壓模塊。開(kāi)關(guān)電源輸入220V交流電輸出12V直流， 安全方便達到步進(jìn)電機驅動(dòng)器的要求。穩壓模塊可以將12V直流電壓穩定到低于它的各個(gè)電壓， 且功率穩定， 可以穩定給各個(gè)傳感器供電。
　　
　　2.5、 wifi模塊
　　
　　Wi-Fi模塊用于實(shí)現智能衣柜系統與手機APP的數據交互、系統遠程控制功能。鑒于系統傳輸的數據量較小， 同時(shí)考慮到性?xún)r(jià)比， 本系統選用組網(wǎng)方式和網(wǎng)絡(luò )拓撲靈活的ESP8266, 采用數據透明傳輸模式， 實(shí)現系統聯(lián)網(wǎng)和數據通信。
　　
　　2.6 光源模塊
　　
　　考慮到夜間使用衣柜， 會(huì )光線(xiàn)不足， 需在衣柜內部安裝光源模塊， 由于是實(shí)驗室模型， 選用功率較小的多個(gè)發(fā)光二極管。
　　
　　3、 系統軟件設計
　　
　　3.1、 系統主控制流程設計
　　
　　當智能衣柜系統上電后， 系統各模塊初始化完畢。人機界面啟動(dòng)， 等待用戶(hù)操作；wifi模塊開(kāi)啟局域網(wǎng)， 等待數據通信；STM32控制器工作， 當手機APP有用戶(hù)操作時(shí)， 接收數據進(jìn)行相應的算法處理， 控制系統實(shí)現相應的功能。
　　
　　3.2、 手機APP設計
　　
　　用戶(hù)可通過(guò)手機客戶(hù)端隨時(shí)選取喜歡的衣物， 通過(guò)智能衣柜實(shí)現推送。當手機和衣柜終端處于一個(gè)局域網(wǎng)內， 手機可直接連接衣柜終端的無(wú)線(xiàn)模塊， 實(shí)現兩者之間的數據通信；當選取衣物對應的編碼后， 手機端會(huì )發(fā)送數據到wifi模塊， wi模塊和單片機進(jìn)行通信， 將數據傳送給單片機， 通過(guò)對數據的處理控制智能衣柜系統實(shí)現用戶(hù)需求。通過(guò)E4A編程工具對APP進(jìn)行編寫(xiě)。
　　
　　4、 系統測試
　　
　　4.1、 人機界面的測試
　　
　　HMI屏幕啟動(dòng)程序良好， 在測試中通過(guò)操作可以進(jìn)行智能推送衣物和自主選取衣物。HMI屏幕有LED燈開(kāi)關(guān)按鈕， 在按下時(shí)可以觀(guān)察到LED燈源亮。選擇衣物后衣柜按照程序指定運行， 將衣物準確的推送。
　　
　　4.2、 手機APP測試
　　
　　連接上wifi網(wǎng)絡(luò )后， 打開(kāi)APP可以通過(guò)拍照錄入衣服的照片， 之后可以在界面看到衣物的編碼。在界面可以了解到當前地理位置的天氣狀況， 有自主選擇和智能推送兩個(gè)功能。可以分別操作， 在選取衣物確定后可以觀(guān)察到衣柜運轉且衣物正確推送出來(lái)
　　
　　5、 結束語(yǔ)
　　
　　隨著(zhù)人類(lèi)的進(jìn)步與科技的飛速發(fā)展， 智能家居以后將會(huì )是一種趨勢， 能夠給人類(lèi)帶來(lái)舒適的生活環(huán)境。基于安卓系統的智能推送衣柜屬于智能家居的應用之一， 實(shí)現智能化衣物推送管理， 方便使用。用戶(hù)可以在A(yíng)PP和衣柜的顯示屏多方位操作， 可以在遠程就將心儀的衣物選取由衣柜推送出來(lái)， 不需要自己浪費時(shí)間去衣柜里尋找， 給生活帶來(lái)很大的便利。
　　
　　參考文獻：
　　
　　[1]張逢雪， 王香婷， 王通生。基于STM32單片機的無(wú)線(xiàn)智能家居控制系統[J].自動(dòng)化技術(shù)與應用， 2011 （08） :102~105.
　　[2]陳少勇， 王佳權， 王皓， 黃啟俊， 常勝， 何進(jìn)， 王豪。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能衣柜系統[J].信息技術(shù)， 2018 （01） :14~19.
　　[3]陳金華， 孫雪蕾， 尹悅悅。基于單片機的智能衣柜控制系統設計[J].時(shí)代農機， 2017, 44 （10） :103~104.
　　[4]王永虹， 徐煒， 郝立平， 編著(zhù)。STM32系列ARMCortex-M3微控制器原理與實(shí)踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2008.