一种基于单片机的智能雨伞的制作方法

本实用新型专利涉及电力电子控制技术以及安全设计领域，具体为一种基于单片机的智能雨伞。

背景技术：

随着人类科技的不断进步，人们的生活水平不断的提高，人们的安全意识也越来越高，消费者购买产品的关注点，逐渐从产品的实用性慢慢转移到了产品的安全性上，产品的安全性由此在产品上占据了举足轻重的地位。不管是在炎炎的夏日，还是在寒冷的冬天，雨伞作为遮阳避雨的工具成为人们日常出行必须携带的生活用品，一把更具安全型的雨伞值得人们的关注与期待。在使用雨伞的过程中，人们经常因为各种原因使伞挡住了视线，从而可能出现各种危险，甚至造成人身伤害。为了使撑伞的过程中，不容易遮挡视线，就需要对这一缺陷进行改进。

人们在日常撑伞过程中都是以手将之举起，由于各种原因随着手臂的移动，雨伞随之移动。一般的雨伞打开后，伞柄不会自动伸缩，就有可能导致雨伞遮挡使用者的视线，从而可能出现各种危险。通过放置在伞顶部的红外测距传感器测得与头顶的距离，并通过STC12C5A60S2型单片机控制伞柄电机使伞柄进行伸缩，使伞顶与头顶始终保持一定的距离，从而使得视线不被伞面遮住，达到安全的目的。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种基于单片机的智能雨伞，已解决现有产品安全性和智能性上的难题。

为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：一种基于单片机的智能雨伞，其特征在于包括：数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、传动模块，数据采集模块包括：红外测距传感器；红外测距传感器将采集到的距离信号发送至数据处理模块，由数据处理模块的A/D转换模块转换成数字信号输送至单片机内部进行处理；数据传输模块包括：STC12C5A60S2型单片机、A/D转换模块；传动模块包括：伞柄电机、L298型电机驱动模块。本产品正常工作时，由单片机根据距离信号来发送控制信号，控制信号经过电机驱动，控制伞柄电机的运转。伞柄电机位于伞柄底部，可以控制伞柄伸缩，当伞柄电机正转时，伞柄伸长；当伞柄电机反转时，伞柄缩短，从而使得用户的视野不被遮蔽，达到安全的目的。

所述的一种基于单片机的智能雨伞，其特征在于：数据采集模块包括红外测距传感器；其中采用GP2Y0A21YK0F型号的红外测距传感器。

所述的一种基于单片机的智能雨伞，其特征在于：数据处理模块包括：STC12C5A60S2型单片机、A/D转换模块；单片机型号为STC12C5A60S2，内部集成了MAX810专用复位电路,拥有2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),是针对电机控制，强干扰场合适用性较强的单片机；A/D转换模块是将模拟信号转换成数字信号，发送至单片机内部进行处理。

所述的一种基于单片机的智能雨伞，其特征在于：传动模块包括：伞柄电机、L298型电机驱动模块。伞柄电机为12V直流电机，驱动力为150N；L298型电机驱动模块是一种二相和四相电路的专用驱动器，内部包含4通道逻辑驱动电路，可驱动46V、2A以下的电机。

本实用新型采用红外测距传感器采集距离信号，通过A/D转换模块转换成数字信号输送到STC12C5A60S2型单片机内部进行处理分析，获得数据，通过计算得出传感器与头顶的距离，若伞柄移动，例如伞体向下移动时，则传感器与头顶的距离减小，此时由单片机发送信号控制位于伞柄内部的直流电动机正转，使得伞柄伸长，将伞体向上驱动，从而增大伞顶与头顶的距离；伞体向上移动时，则传感器与头顶的距离增大，此时由单片机发送信号至电机驱动，驱动位于伞柄内部的直流电动机反转，使得伞柄缩短，将伞体向下驱动，这样的话，就能够使得两者之间的距离始终处于一个固定的状态，用户的视线也就能够一直不被伞面所遮挡。

本实用新型的优点是：本实用新型的电路简单可靠、数据传输可靠、智能化操作、安全价值高、便于维护等许多优点。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

具体实施方式

结构框图如图1所示：一种基于单片机的智能雨伞，数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块、传动模块，其特征在于：数据采集模块中的红外测距传感器(1)将测得的距离信号通过A/D转换模块(2)转换成数字信号，输送至单片机(5)中，由单片机进行处理分析，获得距离的具体数值，然后发送控制信号，并通过L298型电机驱动(3)控制伞柄电机(4)的运转，当伞体向下移动时，则传感器(1)与头顶的距离减小，此时由单片机(5)发送信号控制位于伞柄内部的直流电动机(4)正转，使得伞柄伸长，将伞体向上驱动，从而增大伞顶与头顶的距离；伞体向上移动时，则传感器(1)与头顶的距离增大，此时由单片机(5)发送信号至电机驱动(3)，驱动位于伞柄内部的直流电动机(4)反转，使得伞柄缩短，将伞体向下驱动，这样的话，就能够使得两者之间的距离始终处于一个固定的状态，用户的视线也就能够一直不被伞面所遮挡。

原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是通过红外测距传感器获得距离信号，并输送至单片机内部进行处理分析，获得具体的具体值，并判断是否为安全距离(此距离是指在不遮蔽视野的情况下，红外测距传感器与头顶的距离)，并发送相应的控制信号。第二部分是由电机驱动以及伞柄电机构成的传动模块，电机驱动接受来自单片机内部的控制信号，控制电机进行正反转，两个部分形成一个闭环回路系统，从而使得传感器与用户的头顶一直保持一个安全距离，保证了用户的视野不被遮蔽，保障了用户的安全性。

附相关程序代码

主程序代码

A/D转换程序代码

电机控制程序代码