李阳智+朱嘉塬+张浩然

摘 要：针对家居电器智能化、便捷化的使用趋势和市场需求，人们对保健养生的重视，设计多功能家居智能鞋柜，智能鞋柜是基于自动控制基础上，以51单片机（STC89C52）芯片为主控芯片，以温度传感器，湿度传感器，时钟芯片等传感器为辅，利用各种客观条件进行判断，以达到鞋柜的智能化控制，实现随着鞋柜内部环境的变化模拟无极调节。利用单片机接收温湿度信息，时钟芯片实现定时开关，液晶显示等，完成智能鞋柜硬件电路的整体设计。

关键词：51单片机；温度；湿度；时钟；智能

由西北民族大学电气工程学院"双E"项目资助（项目编号：20161822）

0 引言

立足经济科技高速发展的时代，高效率的工作、生活是大家共同追求的。自1956年人工智能的诞生起，几十年的发展让其有了很多的进步，并且与人类生活越来越紧密。从某个方面说，人工智能几乎无处不在，从控制数码相机的光圈和快门速度的智能感应器，到干衣机中的温度和湿度探测器，再到汽车中的自动泊车功能。更复杂的应用还在源源不断地走出实验室。

虽随着智能家具的提出，家居电器的智能化、便捷化成为国内外家具兴起的新方向。经调查发现，随着居住条件的改善，越来越多的家庭回家后，鞋子不再东扔西放了，大多数时间是整整齐齐地摆放在鞋柜内，在南方夏天高热潮湿的环境，非常适合细菌生长，人的身体就像一台神奇的机器，当这台机器的某一部分出现问题的时候，身体就会出现一些小状况来提醒我们的注意，然而忙碌的生活是否让你对这些健康警报视而不见呢？传统的鞋柜功能单一，无保健效果，仅为鞋具提供放置作用。现有电子鞋柜在传统鞋柜的基础之上添加了若干功能，但本设计的智能鞋柜通过测量鞋柜内环境的各种参数，不仅继承以上功能，还考虑南方夏天高热潮湿的环境，添加一些新的功能，可根据用户需要，手动/自动地完成鞋具的烘干、杀菌等功能，功能齐全，易操作且保健性强。

1智能鞋柜的功能结构

本系统主要由温湿度检查模块、组合按键、主控模块、动态显示模块、报警模块和功能输出模块组成，系统控制结构框图如图（1）所示。

使用者可以自行设置鞋柜工作的合适温湿度的范围和主要的功能，控制器由51单片机（AT89C51）单片机芯片为主控，温度传感器实时监测温度，时钟芯片用于定时，液晶用于显示工作状。报警模块由发光二极管和蜂鸣器组成，当鞋柜内的温湿度超限时发出警报。

2智能鞋柜主要硬件电路设计

2.1 主控模块

STC89C51RC属于STC89系列单片机功能强大且易扩展，兼容于市场上流行的八位MCS-51单片机，具有加密性强，抗干扰能力强和超低功耗等优点。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

2.2 温湿度检测模块

DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的溫湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有枀高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能 8 位单片机相连接。供电电压： 3.3～5.5V DC，测量范围： 湿度20-90%RH， 温度0～50℃。

2.3动态显示模块

1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用

3控制软件程序设计

由于本设计功能比较多，选择采用C语言编写，采用模块化编程，以便于修改与调试。软件设计流程图如图（2）所示

4结束语

本设计的智能鞋柜功能较齐全，抗干扰能力强，能够自行控制，容易操作，具有良好的保健效果。核心控制STC单片机价格便宜，系统功能可继续升级、开发。顺应时代科技的发展和市场的需求，不用连接电脑、没有网络要求、不需要升级软件。具有高度独立性，一次硬件安装程序下载，通电即可使用，适用人群广。自带掉电保护，防止信息丢失，适用环境广。

参考文献：

[1]谭浩强. C语言程序设计教程.清华大学出版社.2001

[2]郭天祥.51单片机C语言教程 [M]. 北京：电子工业出版社

[3]李朝青.单片机原理及接口技术 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社

[4]肖玲妮、袁增贵.Protel 99SE 印刷电路板设计教程.清华大学出版社.2004