在家庭阳台及学生宿舍等衣物集中晾晒场景中，由于衣物晾晒时间较为集中，经常出现晾干后未能及时收回，却因突发降雨导致需重新清洗的情况，不仅延长了衣物的收取周期，也增加了不必要的重复劳动。因此，研发一款能够根据天气条件与衣物重量自动执行晾晒与收回操作的智能晾衣架，既适用于学生宿舍等集体空间，也能满足普通家庭阳台的日常使用需求，具有明确的现实意义与广泛的应用价值。

     本设计中的晾衣架主要由雨篷、晾衣杆、折叠架、升降电机、伸缩电机、固定板和丝杆等部件构成。其中，雨篷仅承担遮挡雨水的功能，未集成智能化控制机制。对于雨篷的倾角设计、增加遮挡和疏水性则需要后续的测试再进行确认。

      系统包含两个机械结构：升降机构与伸缩机构。升降机构由升降电机、丝杆、连杆机架和固定板等组成，安装于窗户两侧墙体，通过电机驱动实现晾衣杆的上下移动。伸缩机构则包括伸缩电机、折叠架、晾衣杆与固定板，伸缩电机固定于基座，与折叠架相连，从而控制晾衣杆伸出或收回的距离。

       控制系统以STM32F103C8T6单片机为核心，辅以光敏传感器、湿度传感器、时钟模块、风速传感器与距离传感器等模块，通过程序逻辑综合处理各传感器数据，进而驱动电机将晾衣架调整至适宜位置。STM32F103C8T6单片机适配性广，且价格在近几年受供需关系等因素的影响较为低廉，故选择该种单片机。

       考虑到设备长期处于室外环境，本设计选用噪声较低、安全性更高、运行效率更优的直流电机，并搭配TB6612FNG驱动模块，此驱动模块在国内市场价格在1到45元不等，对比其余驱动模块较经济。该模块工作电压范围适中，无需额外散热片，系统整体更为安全可靠。

       光敏传感器选用BH1750，安装于晾衣杆一端，可根据实际光照强度调节晾衣杆位置。该器件具备高精度与良好线性度，支持低功耗模式，适配STM32F103C8T6的间歇唤醒机制，有助于降低系统整体功耗，且相较于其他型号同精度光敏传感器，BH1750的价格更低，比较低精度的光敏传感器价格稍高。湿度传感器采用DHT11，固定于雨篷上方，其单总线通信方式接线简单、抗干扰能力强，所测湿度范围完全满足室外使用需求，本传感器价格远低于商用湿度传感器，略高于同类入门传感器，比稍高精度的同类传感器价格相比更具性价比。

       同时，为应对大风天气，系统集成FWSC2风速传感器与VL53L0X距离传感器。FWSC2虽性能逊色于高端风速传感器，但其功能足以满足本系统的需求，也更平价；而VL53L0X的测量范围足够本系统使用，价格仅为高性能型号的一半甚至更低，精度也高于传统红外测距传感器。风速传感器安装于雨篷顶部，用于实时监测风力；VL53L0X则安装于靠近窗户一侧的晾衣杆内侧，正对窗框或墙体，以测量伸出距离。在大风条件下，系统可根据风速动态调节晾衣杆的伸出距离，降低因风力过强导致结构损坏的风险。

        此外，系统利用STM32内部RTC模块实现定时功能，确保在天黑后自动收回晾衣架，避免因夜间灯光干扰光敏传感器而产生误动作。同时，在室内设有手动开关，便于用户在需要时一键收回晾衣杆。

由于本系统应用于家庭和集体居住等场景，需要设计差异化操作方式，我们则希望能够通过增加远程操作等方式以达到目的。整个机构的强度、安全性、稳定性等要求也会经过多次测试，使其达到预期的性能和可靠性。

本设计的创新点在于实现了“光照良好则伸出，阴雨/大风/天黑则收回”的智能判断逻辑，有效解决了衣物遗忘收回、雨天重复清洗及大风天气设备损坏等实际问题。通过增设手动开关，兼顾自动化运行与应急人工控制，提升了系统的实用性与可靠性。

      作为长期运行于室外环境的机电设备，本系统需具备较高的环境适应性与稳定性。所以对电机、传感器等核心部件进行防水、防尘及抗腐蚀等处理，提升在潮湿、高温或低温等恶劣天气下的工作可靠性。同时，可在软件层面加入传感器数据滤波与故障自检机制，避免因单次误触发导致频繁动作，延长设备使用寿命。在实现过程中，本设计可锻炼多传感器数据融合的应用能力，并有助于培养从需求分析、方案设计到系统实现的全流程系统思维。

本小组成员都来自于机械设计制造及其自动化，对机械设计、建模等机械方面有一定的专业基础。其次我们可以学习单片机编程，能完成电机驱动、传感器数据采集与控制算法编写，具备基础电路设计能力。能整理设计报告、技术手册及比赛答辩ppt。