王可依 王海昭 張瑾 楊禹 趙峰 趙靜

摘 要：基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)了一款個(gè)性化服裝尺寸紅外測(cè)量?jī)x。以紅外傳感模塊實(shí)現(xiàn)紅外測(cè)距、紅外感應(yīng)的功能，以壓力感應(yīng)模塊完成測(cè)長(zhǎng)功能，通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明，該測(cè)量?jī)x功能齊全，為研制服裝尺寸測(cè)量?jī)x提供參考意義。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);紅外測(cè)量;服裝尺寸測(cè)量;紅外傳感器

一、概述

由于目前并沒(méi)有簡(jiǎn)易的關(guān)于人體測(cè)量的儀器，人們網(wǎng)購(gòu)衣服時(shí)無(wú)法進(jìn)行細(xì)化修改，容易買到不適合的衣服，所以購(gòu)買衣服的問(wèn)題沒(méi)有得到解決。本文就討論個(gè)性化服裝尺寸紅外測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)思路與原理，著重于智能化實(shí)現(xiàn)測(cè)量，由各模塊來(lái)采集信息，通過(guò)串口傳至單片機(jī)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)測(cè)距測(cè)長(zhǎng)功能。使顧客在短時(shí)間內(nèi)可測(cè)出身體各部尺寸，且賣家可根據(jù)尺寸做出符合身材的衣服。

二、整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以單片機(jī)為核心控制器件，由不同的模塊構(gòu)成，包括紅外測(cè)距、紅外感應(yīng)及壓力感應(yīng)模塊。通過(guò)各部位傳感器來(lái)采集人體數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)，執(zhí)行相應(yīng)命令實(shí)現(xiàn)功能。

（一）紅外測(cè)距模塊

實(shí)驗(yàn)所使用的測(cè)距模塊是HC-SR04距離測(cè)量傳感器，模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。

原理：采用IO口TRIG觸發(fā)測(cè)距，給最少10us的高電平;模塊自動(dòng)發(fā)送方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回。有返回則通過(guò)IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，持續(xù)的時(shí)間為超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測(cè)試距離=（高電平時(shí)間*聲速（340M/S））/2。回響信號(hào)的脈沖寬度與所測(cè)的距離成正比，由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。

（二）紅外感應(yīng)模塊

原理：該模塊采用紅外感應(yīng)模塊芯片LM393控制紅外光發(fā)送與接收。其硬件電路由2塊4路紅外尋跡循跡模塊組合而成，調(diào)節(jié)檢測(cè)距離約30cm，每路3根線（電源線、地線、紅外輸出線）分別對(duì)應(yīng)接3個(gè)IO口[1]。

將紅外發(fā)射管與接收二極管作為感應(yīng)器件來(lái)測(cè)量肩寬數(shù)據(jù)。通過(guò)發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)，而接收管能否接收到反射信號(hào)來(lái)判斷是否遇到遮擋。檢測(cè)到有障礙[2]的對(duì)管個(gè)數(shù)乘以對(duì)管間間隔則為肩寬長(zhǎng)度。

（三）壓力感應(yīng)模塊

1.選擇模塊

由于無(wú)法用紅外傳感器等測(cè)量直線距離的模塊來(lái)測(cè)量曲線長(zhǎng)度，所以采用了壓阻壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。其通過(guò)外界壓力變化來(lái)改變傳感器中電阻，將改變后的信息傳入單片機(jī)，經(jīng)判斷得出臂圍、胸圍、腰圍及臀圍等曲線距離。

2.工作原理

壓阻壓力傳感器主要基于壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指?jìng)鞲衅鲀?nèi)材料在感受到壓力的情況下，傳感器內(nèi)部所產(chǎn)生的電阻變化。該傳感器借助引線接入與惠斯登電橋中，芯體有無(wú)受外加壓力，則電橋處于平衡或非平衡狀態(tài)（定義為0或1位），其電阻隨之改變。在電橋上加上電壓電源，電橋?qū)鞒鰤毫?duì)應(yīng)大小的電壓信號(hào)。如此可以將電阻變化由電橋轉(zhuǎn)化成壓力信號(hào)傳出。

本儀器支架上繩帶上的孔均勻排列表示一定的尺寸，每個(gè)孔里安裝一個(gè)傳感器，若被扣上將會(huì)感受到一定的壓力，阻值改變，從而該孔對(duì)應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。

三、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行程序流程圖

（一）紅外測(cè)距模塊

（二）紅外感應(yīng)模塊

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

這里以某人為模特，測(cè)量了一組數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)取整），可見(jiàn)大致可以測(cè)出最終結(jié)果。但若要更精確的結(jié)果，則需增加模塊中感應(yīng)器材數(shù)量。

五、結(jié)語(yǔ)

本文將紅外測(cè)距、紅外感應(yīng)及壓力感應(yīng)模塊與51單片機(jī)相結(jié)合，從而來(lái)測(cè)量人體數(shù)據(jù)使買到更合適的衣服。此研究主要針對(duì)如今電商交易問(wèn)題，具有實(shí)際意義。該項(xiàng)目成品可提高經(jīng)濟(jì)效益、提高工作效率，值得在市場(chǎng)中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉晨，崔斌.基于單片機(jī)的智能循跡小車設(shè)計(jì)[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2019（3）：99-108.

[2]高韓，陳慧程.紅外傳感原理與應(yīng)用簡(jiǎn)析[J].智能傳感，2019（8）：80-82.

基金項(xiàng)目：南京工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目資助（TB201904002）;國(guó)家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號(hào)：61701220）;南京工程學(xué)院高等教育研究課題（2018YB20）

作者簡(jiǎn)介：王可依（2000—），女，漢族，江蘇淮安人，南京工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院學(xué)生。