單片機智能衣架電路設(shè)計思路與應用

關(guān)鍵詞：單片機；智能衣架；電路設(shè)計

衣架作為生活中的日常用品，具有巨大的消費市場。在服裝店，衣架被大量使用。消費者在挑選或試穿服裝時，衣架的位置會發(fā)生變化，由此會產(chǎn)生出具有商業(yè)價值的數(shù)據(jù)信息。衣架位置變化的數(shù)據(jù)信息表達了消費者的個人偏好與服裝在消費市場的認可程度。借助智能衣架對消費者的消費數(shù)據(jù)加以采集和分析，可以掌握服裝在市場的潛力，對于改進服裝設(shè)計、營銷具有一定的輔助作用。衣架作為支撐服裝的直接工具，加以單片機后可以智能化采集到消費數(shù)據(jù)。當前市面上還沒有出現(xiàn)同類產(chǎn)品。智能衣架的應用代表了技術(shù)的先進性。應用于服裝店，實現(xiàn)了消費者與服裝的緊密結(jié)合。借助數(shù)據(jù)分析可以明確消費者的喜愛偏好，服裝營銷可以為消費者提供導向型服務。服裝設(shè)計與銷售可以全面了解到消費者的喜愛，調(diào)整設(shè)計與銷售策略。在當前智能技術(shù)被廣泛應用的背景下，對于市場的分析更傾向于用數(shù)據(jù)說明，傳統(tǒng)模式下銷售情況統(tǒng)計費事又費力。而智能衣架的應用，不僅可以節(jié)省統(tǒng)計時間，數(shù)據(jù)也可以保證精確。

電路的設(shè)計需要解決有效采集到消費者的數(shù)據(jù)。為此設(shè)計中需要將智能控制電路集成于衣架上，實現(xiàn)智能檢測與數(shù)據(jù)處理，核心控制單元選擇了STC89C52RC單片機。針對衣架狀態(tài)的確認采用了壓力傳感器模塊與角度傳感器模塊，電路中設(shè)計藍牙模塊實現(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：當消費者取拿衣架時，衣架上內(nèi)置的角度傳感器可以檢測到角度的變化，傳感器將信號傳入單片機加以計數(shù)，用以記錄此衣架服裝被消費者翻動的次數(shù)。生成的數(shù)據(jù)記錄表達為數(shù)據(jù)集A，數(shù)據(jù)體現(xiàn)出消費者對服裝外觀的主觀感受。服裝店統(tǒng)計一天內(nèi)各個衣架上服裝被翻動的次數(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者的喜愛。如果消費者取下衣架上的服裝，可說明消費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，單片機可以統(tǒng)計試穿次數(shù)，數(shù)據(jù)加以記錄，表達為數(shù)據(jù)集B。通常數(shù)據(jù)集B的數(shù)量會小于數(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者第一眼看重，但是沒有發(fā)生試穿行為；什么樣的服裝會刺激消費者的試穿行為，但是沒有成交；什么樣的服裝哪些受到了消費者的喜愛且加以試穿，還實現(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)計對于服裝的設(shè)計、營銷服飾發(fā)揮著重要的指導作用。單片機可以智能地將傳感器獲得的數(shù)據(jù)借助藍牙模塊傳輸?shù)接脩舻氖謾C，在終端APP可以實時查看數(shù)據(jù)，提高了店主分析消費行為的效率。

2.1選擇單片機

智能衣架的主控制芯片選擇了單片機STC89C52，以實現(xiàn)對各種模塊的控制。單片機STC89C52的特點是性價比高，易于設(shè)置，擦寫周期達到了1000，程序存儲器采用了三級加密，編程I/O端口可提供32個，還具有3個16位計數(shù)器，通信采用了全雙工UART串行，提供8個中斷源。單片機掉電模式保證了空閑低功耗，掉電后可以中斷喚醒。單片機的電路原理如圖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，內(nèi)置的壓力傳感裝置可以采集到信號的變化。HX711壓力傳感器的有效范圍是0-25kg，傳感精度可以達到0.03-0.08%FS。智能衣架放置于服裝店，服裝掛上后，壓力會發(fā)生變化，壓力傳感器可以測得壓力的變化，信號可以傳達到單片機，借助藍牙模塊將信息傳送到用戶的移動端。服裝取下后，單片機可以記錄被取下的次數(shù)。在服裝被翻動后，每一次動作都會生成采集數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)會傳到單片機，數(shù)據(jù)會被傳送到移動端。

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到衣架上的服裝被消費者翻動的數(shù)據(jù)。智能算法可以識別出翻動服裝的消費者是否為同一人。角度傳感器模塊可以檢測出衣架的角度變化。此模塊的檢測角度為0°—120°，此范圍可覆蓋95%以上的消費者行為。2.4選擇藍牙模塊衣架的設(shè)計附加了藍牙模塊，可以將系統(tǒng)獲取到的數(shù)據(jù)傳遞到終端。藍牙模塊4腳連接到5V電源，3腳連接到單片機TXD（11腳），4腳連接到單片機的RXD（10腳）。用戶手機安裝APP，手機藍牙與衣架藍牙連接，實現(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

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

智能衣架的軟件設(shè)計結(jié)合了STC89C52單片機的特點與衣架的使用功能。傳感器獲得數(shù)據(jù)后要借助單片機完成處理。軟件還要可以啟動串口，對單片機加工的后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩粢苿佣恕Ｔ谝录芪恢冒l(fā)生改變時，移動端可以接收到數(shù)據(jù)，終端接收到的數(shù)據(jù)可以同步實現(xiàn)更新。軟件的設(shè)計要考慮到服裝發(fā)生晃動后，可以分析角度傳感器對角度的檢測數(shù)據(jù)，移動端可以獲得信息。在服裝被取下，壓力為零；服裝被晃動，壓力傳感器能實時將數(shù)據(jù)傳遞到移動端。因此需要將服裝的狀態(tài)變化變?yōu)閿?shù)據(jù)，還要借助藍牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C的APP，顯示出衣架的數(shù)據(jù)。本次設(shè)計中將衣架的控制程序分為多個部分。系統(tǒng)上電后完成初始化數(shù)據(jù)加載，依次啟動單片機、壓力傳感器、角度傳感器。系統(tǒng)處于啟動狀態(tài)。系統(tǒng)可以隨時感知到壓力、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)計分析。軟件的程序設(shè)計結(jié)合了傳感器對衣架狀態(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，衣架會記錄數(shù)據(jù)。手機APP可以同步顯示數(shù)據(jù)的變化。手機的功能顯示部分可以實現(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)合了服裝店的實際，界面體現(xiàn)出友好的人機交互。晾衣架控制系統(tǒng)考慮了消費者選擇服裝時的狀態(tài)。模式可以設(shè)定為手動、自動、定時、預約等四種不同的模式。在手動模式開啟后，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控制。在自動模式啟動后，衣架的狀態(tài)完全由傳感器控制，傳感器可以自動完成數(shù)據(jù)的分析。在外界條件不能保證預設(shè)條件時，單片機的功能可以停止。借助手機終端再次設(shè)置，可以選擇手/自動模式。因此，本次軟件設(shè)計充分考慮到衣架在服裝店的功能性。軟件的設(shè)計結(jié)合了消費者在挑選服裝時的行為，借助傳感數(shù)據(jù)的分析，以獲得數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)。

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

智能衣架的設(shè)計應用于服裝店可以記錄消費者的行為。設(shè)計中結(jié)合功能的實現(xiàn)選擇了單片機、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)計了軟件，保證了衣架的智能化。此類衣架的應用有利于為服裝的設(shè)計與營銷創(chuàng)造有利條件。