单片机智能衣架电路设计思路与应用

关键词：单片机；智能衣架；电路设计

衣架作为生活中的日常用品，具有巨大的消费市场。在服装店，衣架被大量使用。消费者在挑选或试穿服装时，衣架的位置会发生变化，由此会产生出具有商业价值的数据信息。衣架位置变化的数据信息表达了消费者的个人偏好与服装在消费市场的认可程度。借助智能衣架对消费者的消费数据加以采集和分析，可以掌握服装在市场的潜力，对于改进服装设计、营销具有一定的辅助作用。衣架作为支撑服装的直接工具，加以单片机后可以智能化采集到消费数据。当前市面上还没有出现同类产品。智能衣架的应用代表了技术的先进性。应用于服装店，实现了消费者与服装的紧密结合。借助数据分析可以明确消费者的喜爱偏好，服装营销可以为消费者提供导向型服务。服装设计与销售可以全面了解到消费者的喜爱，调整设计与销售策略。在当前智能技术被广泛应用的背景下，对于市场的分析更倾向于用数据说明，传统模式下销售情况统计费事又费力。而智能衣架的应用，不仅可以节省统计时间，数据也可以保证精确。

电路的设计需要解决有效采集到消费者的数据。为此设计中需要将智能控制电路集成于衣架上，实现智能检测与数据处理，核心控制单元选择了STC89C52RC单片机。针对衣架状态的确认采用了压力传感器模块与角度传感器模块，电路中设计蓝牙模块实现与外界的数据通讯，并设有电源模块。智能衣架电路原理图如图1所示。电路的工作原理为：当消费者取拿衣架时，衣架上内置的角度传感器可以检测到角度的变化，传感器将信号传入单片机加以计数，用以记录此衣架服装被消费者翻动的次数。生成的数据记录表达为数据集A，数据体现出消费者对服装外观的主观感受。服装店统计一天内各个衣架上服装被翻动的次数，并加以排序，就能分析出此服装店中什么样的服装受到消费者的喜爱。如果消费者取下衣架上的服装，可说明消费者存在一次试穿行为。衣架上内置的压力传感器可以采集试穿信息，单片机可以统计试穿次数，数据加以记录，表达为数据集B。通常数据集B的数量会小于数据集A。服装店结合数据集A与数据集B，再结合服装店实际成交生成的数据集C，可以分析什么的服装可以让消费者第一眼看重，但是没有发生试穿行为；什么样的服装会刺激消费者的试穿行为，但是没有成交；什么样的服装哪些受到了消费者的喜爱且加以试穿，还实现了成交。结合数据分析，表明了服装店内不同服装的需求数据，数据的统计对于服装的设计、营销服饰发挥着重要的指导作用。单片机可以智能地将传感器获得的数据借助蓝牙模块传输到用户的手机，在终端APP可以实时查看数据，提高了店主分析消费行为的效率。

2.1选择单片机

智能衣架的主控制芯片选择了单片机STC89C52，以实现对各种模块的控制。单片机STC89C52的特点是性价比高，易于设置，擦写周期达到了1000，程序存储器采用了三级加密，编程I/O端口可提供32个，还具有3个16位计数器，通信采用了全双工UART串行，提供8个中断源。单片机掉电模式保证了空闲低功耗，掉电后可以中断唤醒。单片机的电路原理如图2所示。

2.2选择压力传感器模块

智能衣架压力传感器模块选择了HX711。从衣架取下服装时，内置的压力传感装置可以采集到信号的变化。HX711压力传感器的有效范围是0-25kg，传感精度可以达到0.03-0.08%FS。智能衣架放置于服装店，服装挂上后，压力会发生变化，压力传感器可以测得压力的变化，信号可以传达到单片机，借助蓝牙模块将信息传送到用户的移动端。服装取下后，单片机可以记录被取下的次数。在服装被翻动后，每一次动作都会生成采集数据，采集到的数据会传到单片机，数据会被传送到移动端。

2.3选择角度传感器模块

智能衣架角度传感器模块选择了MPU6500。借助角度传感器模块可以检测到衣架上的服装被消费者翻动的数据。智能算法可以识别出翻动服装的消费者是否为同一人。角度传感器模块可以检测出衣架的角度变化。此模块的检测角度为0°—120°，此范围可覆盖95%以上的消费者行为。2.4选择蓝牙模块衣架的设计附加了蓝牙模块，可以将系统获取到的数据传递到终端。蓝牙模块4脚连接到5V电源，3脚连接到单片机TXD（11脚），4脚连接到单片机的RXD（10脚）。用户手机安装APP，手机蓝牙与衣架蓝牙连接，实现数据传输。

2.5选择电源模块

智能衣架的电源选择了可充电锂电池，作为供电电源，容量3000mA，外形尺寸10mm×24mm×48mm，体积小，可以持续待7天。

2.6终端显示

针对智能衣架的信息显示基于安卓系统了开发手机APP。手机蓝牙开启后，与衣架的蓝牙模块可以实现数据交换。用户借助手机可以看到服装被取下、被翻动的次数，还可以生成数据包下载在电脑上显示。

智能衣架的软件设计结合了STC89C52单片机的特点与衣架的使用功能。传感器获得数据后要借助单片机完成处理。软件还要可以启动串口，对单片机加工的后的数据传输到用户移动端。在衣架位置发生改变时，移动端可以接收到数据，终端接收到的数据可以同步实现更新。软件的设计要考虑到服装发生晃动后，可以分析角度传感器对角度的检测数据，移动端可以获得信息。在服装被取下，压力为零；服装被晃动，压力传感器能实时将数据传递到移动端。因此需要将服装的状态变化变为数据，还要借助蓝牙将数据传输到手机的APP，显示出衣架的数据。本次设计中将衣架的控制程序分为多个部分。系统上电后完成初始化数据加载，依次启动单片机、压力传感器、角度传感器。系统处于启动状态。系统可以随时感知到压力、角度的变化。系统的功能包括传感器的数据采集，衣架的数据显示，衣架状态变化的数据统计分析。软件的程序设计结合了传感器对衣架状态的感知，是否满足衣架位置条件的变化。将采集到的数据与用户设定的数据加以比较，分析判断数据的变化是否高于数据设定的限值，如果超出设定的数值，衣架会记录数据。手机APP可以同步显示数据的变化。手机的功能显示部分可以实现衣架的数据变化。此外，用户可以设置系统参数，可以将数据的显示模式加以选择。显示部分充分结合了服装店的实际，界面体现出友好的人机交互。晾衣架控制系统考虑了消费者选择服装时的状态。模式可以设定为手动、自动、定时、预约等四种不同的模式。在手动模式开启后，用户可以选择压力传感器、角度传感器。压力传感器或角度传感器可以不介入衣架的状诚控制。在自动模式启动后，衣架的状态完全由传感器控制，传感器可以自动完成数据的分析。在外界条件不能保证预设条件时，单片机的功能可以停止。借助手机终端再次设置，可以选择手/自动模式。因此，本次软件设计充分考虑到衣架在服装店的功能性。软件的设计结合了消费者在挑选服装时的行为，借助传感数据的分析，以获得数据，分析数据。

衣架采用本设计的电路，在消费者挑选服装时，衣架内容的角度传感器会获取的信息，衣架状态的变化，可以理解为是消费者对服装存在吸引力的数据；消费者取下服装后，衣架内的压力传感器会感知到压力的变化。此时的压力值输出值接近于零。单片机记录了消费者试穿服装的数据。传感器可以将衣架的数据变化传达到单片机，数据被记录。经过单片机对数据处理后借助蓝牙模块可以发送到服装店主的手机端，店主通过手机APP可以随时查看服装的状态变化，结合对数据的分析，店主可以清晰感知到服装对消费者的受欢迎程度，可以更加确切直观地了解到消费者的需求。对服装设计者，可以起到指导的作用。对于服装销售者，可以借助数据分析明白消费者的喜好，营销更有针对性。因此智能衣架的电路设计具有很强的实用性。

智能衣架的设计应用于服装店可以记录消费者的行为。设计中结合功能的实现选择了单片机、压力传感器、角度传感器、电源以及显示终端。此外，结合衣架的功能设计了软件，保证了衣架的智能化。此类衣架的应用有利于为服装的设计与营销创造有利条件。