随着经济的发展和生活水平的提高， 人们的衣服越来越多， 衣柜也成为人们日常生活的必需品， 而应市场需求， 衣柜也从最初的仅具备存储功能发展到如今具有自动烘干功能， 各式各样功能的衣柜也层出不穷.
以下为本篇论文正文：
摘 要：随着经济的发展和生活水平的提高， 人们的衣服越来越多， 这给人们整理和挑选衣服带来很多麻烦和烦恼。针对该问题， 设计了包含有智能管理和智能推荐功能的智能衣柜。该智能衣柜以STM32单片机为控制核心， 实现对智能衣柜的管理与人机交互。同时， 智能衣柜基于安卓智能系统， 可通过物联网结合手机APP与使用者实现方便而良好的交互。此外， 该智能衣柜具有衣物信息数据库， 会根据天气状况智能推荐合适衣物。该智能衣柜具有灵活、方便、智能等特点， 可有效提高人们的生活体验。
关键词：智能衣柜； 安卓系统； 智能推送； 物联网；
引言
随着经济的发展和生活水平的提高， 人们的衣服越来越多， 衣柜也成为人们日常生活的必需品， 而应市场需求， 衣柜也从最初的仅具备存储功能发展到如今具有自动烘干功能， 各式各样功能的衣柜也层出不穷[1].
由于衣物的增多， 人们面临衣物的分类整理以及管理等问题。例如人们将衣物放入衣柜后， 经过一段时间， 再想取出时， 上方新放入的衣物堆叠在其上方， 给人寻找并取出衣物带来了麻烦。此外， 人们也需根据天气来判定所需要穿戴的衣物， 从无规律的衣柜中选择和找出合适的衣服非常耗费时间， 这对目前高节奏的现代都市生活来说， 无疑是一种负担[2~3].
针对目前市场中衣柜所存在的不足， 设计了智能衣柜。该衣柜实现对衣物的自动整理， 归档。该衣柜基于安卓系统， 可根据当前及未来一段时间内的天气情况， 智能推荐相应的衣物， 并自动控制衣物到合适的位置， 以便于用户将其取出。
1、 系统整体设计
1.1、 系统架构设计
智能衣柜系统主要由电源， 人机交互HMI屏幕， 手机APP, wifi模块以及动力核心部分组成。其中核心控制板采用STM32单片机， 用于控制外设各个功能模块 （wifi模块， HMI人机交互屏， 动力驱动部分， 指示灯等） 进行工作， 可以进行高效的运算与处理， 给用户更好的体验。
1.2、 衣柜结构设计
衣柜的衣架采用圆环形结构， 用户方便放取衣物。衣架由步进电机控制旋转， 不同的步距角度对应不同的位置， 也就实现了特定的衣物可以在指定的位置推送， 衣柜结构图如图1.
2、 系统硬件设计
2.1、 核心控制器
采用STM32系列的Cortex-M3处理器STM32F103VET6, 该单片机可运算达到32位的数据长度， 运算处理速度快， 多串口通信， 可以实现与wifi模块和人机交互屏幕的数据通信[4].
2.2、 HMI人机交互界面
使用串口屏HMI实现人机交互， 人类与作品的互动。可以用HMI屏幕实现与智能衣柜的信息交互， 通过用户与HMI的交互实现智能推送。才外用户可以在界面中查看实时的时间， 天气状况和衣物的编码， 只需要选取对应的数字编码就可以控制智能衣柜将衣物推送出来。
图1 衣柜结构图
2.3、 动力核心部分
考虑用户方便拿取衣物， 故设计采用环形衣架， 内设置多个衣物摆挂处。需要通过电机控制衣架实现任意角度旋转， 虽然舵机方便使用， 但是旋转角度不能达到360°， 会影响推送的功能， 因此采用步进电机。步进电机接收电脉冲信号， 根据信号数量转过相应的步距角。在给定的脉冲下旋转固定的角度， 可以通过步进电机驱动器实现细分， 继而可以精确控制旋转的角度， 满足功能要求。
本次选用42步进电机， 额定电流1.5A, 二相四根引出线。由于步进电机的驱动需要大电流和电脉冲， SMT32单片机不能直接驱动控制， 选用TB6600步进电机驱动器， 实现单片机对驱动器的控制进而控制电机的运作。而且该驱动器实现步进电机步距角2, 4, 8, 16细分， 提高精度， 使得衣物推送的位置在衣柜正门位置。
2.4、 电源模块
在整个系统中主要用于对电机和各个传感器模块和驱动器供电。由于步进电机的驱动器是采用12V, 1.5A直流输入， 其他模块为5V直流， 因此选用12V开关电源和LM2596稳压模块。开关电源输入220V交流电输出12V直流， 安全方便达到步进电机驱动器的要求。稳压模块可以将12V直流电压稳定到低于它的各个电压， 且功率稳定， 可以稳定给各个传感器供电。
2.5、 wifi模块
Wi-Fi模块用于实现智能衣柜系统与手机APP的数据交互、系统远程控制功能。鉴于系统传输的数据量较小， 同时考虑到性价比， 本系统选用组网方式和网络拓扑灵活的ESP8266, 采用数据透明传输模式， 实现系统联网和数据通信。
2.6 光源模块
考虑到夜间使用衣柜， 会光线不足， 需在衣柜内部安装光源模块， 由于是实验室模型， 选用功率较小的多个发光二极管。
3、 系统软件设计
3.1、 系统主控制流程设计
当智能衣柜系统上电后， 系统各模块初始化完毕。人机界面启动， 等待用户操作；wifi模块开启局域网， 等待数据通信；STM32控制器工作， 当手机APP有用户操作时， 接收数据进行相应的算法处理， 控制系统实现相应的功能。
3.2、 手机APP设计
用户可通过手机客户端随时选取喜欢的衣物， 通过智能衣柜实现推送。当手机和衣柜终端处于一个局域网内， 手机可直接连接衣柜终端的无线模块， 实现两者之间的数据通信；当选取衣物对应的编码后， 手机端会发送数据到wifi模块， wi模块和单片机进行通信， 将数据传送给单片机， 通过对数据的处理控制智能衣柜系统实现用户需求。通过E4A编程工具对APP进行编写。
4、 系统测试
4.1、 人机界面的测试
HMI屏幕启动程序良好， 在测试中通过操作可以进行智能推送衣物和自主选取衣物。HMI屏幕有LED灯开关按钮， 在按下时可以观察到LED灯源亮。选择衣物后衣柜按照程序指定运行， 将衣物准确的推送。
4.2、 手机APP测试
连接上wifi网络后， 打开APP可以通过拍照录入衣服的照片， 之后可以在界面看到衣物的编码。在界面可以了解到当前地理位置的天气状况， 有自主选择和智能推送两个功能。可以分别操作， 在选取衣物确定后可以观察到衣柜运转且衣物正确推送出来
5、 结束语
随着人类的进步与科技的飞速发展， 智能家居以后将会是一种趋势， 能够给人类带来舒适的生活环境。基于安卓系统的智能推送衣柜属于智能家居的应用之一， 实现智能化衣物推送管理， 方便使用。用户可以在APP和衣柜的显示屏多方位操作， 可以在远程就将心仪的衣物选取由衣柜推送出来， 不需要自己浪费时间去衣柜里寻找， 给生活带来很大的便利。
参考文献：
[1]张逢雪， 王香婷， 王通生。基于STM32单片机的无线智能家居控制系统[J].自动化技术与应用， 2011 （08） :102~105.
[2]陈少勇， 王佳权， 王皓， 黄启俊， 常胜， 何进， 王豪。基于物联网的智能衣柜系统[J].信息技术， 2018 （01） :14~19.
[3]陈金华， 孙雪蕾， 尹悦悦。基于单片机的智能衣柜控制系统设计[J].时代农机， 2017, 44 （10） :103~104.
[4]王永虹， 徐炜， 郝立平， 编着。STM32系列ARMCortex-M3微控制器原理与实践[M].北京航空航天大学出版社， 2008.
