程智君 游雨云
摘 要：本设计是基于市面上的多功能电视挂架，实现一个功能方面的拓展，使挂架变得更加灵活，除了目前已有视角转动、前后伸缩、上下移动等功能，可以让电视基于墙面和天花板之间来回运动，从坐着到躺着观看，能更加全面的满足大众的需求。另外加入时下较热门的WiFi物联开关使它智能化，引入APP手机智能控制，发出控制信号，通过路由器无线WiFi连接，触发单片机系统，驱动电机移动，调节至最佳观看位置，完成设计功能。主要应用于卧室或者高级会所。
关键词：电视挂架 电机驱动 智能家居 APP控制
中图分类号：TN949.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0073-02
电视挂架源于液晶平板电视的产生而来，最早主要是将电视固定在背景墙上，称为壁挂式。一方面是为了节约空间，另一方面是固定电视机，避免摇晃而摔坏。由于它独特的优势，目前已经广泛应用到每家每户，包括办公室、酒店、大型会所等大部分地方，拥有较大的市场客户量。但是大众的需要往往都是各有所需，固定不动，不能智能变化的似乎跟不上时代，进而越来越多的厂家开始着力于研发多功能电视挂架。例如：伸缩型电视挂架、水平视角调整型、上下调整型等等，以满足不同客户的需要，从而抢占市场，站立脚跟。
本设计理念是基于目前智能家居的主导意识，极力改善人们生活享受的情况下产生的。智能家居的日益更新，大部分产品都可以用手机来控制终端，卧室的电视是否也能采用这种形式来满足大众的需求呢？在结合智能家居与已有的多功能电视挂架的基础上，若在墙面和天花板上安装一个固定的导轨，利用直流电机驱动滑板，多功能挂架固定在滑板上，进而控制电视在墙面与天花板之间移动，以获得不同的观看视角，坐着看电视可以，即使是累了想躺着看也行，可以满足快节奏的大众全身心的放松，调节生活压力。
1 硬件设计
整个装置由单片机控制系统、智能家居及手机终端合力实现功能。由开关电源供电，通过手机或手动操作选择项，经由WiFi物联控制模块触发信号发送给STC15W4K32S4单片机系统，再由单片机发出控制信号驱动继电器模块，最终驱动电机实现多功能电机挂架任意位置的停留，从而改变视角满足观看体验感。
机械结构是结合当下的多功能电视挂架和导轨完成，如图1所示，包括：90°曲型带电机驱动导轨、滑板、水平支撑杆、垂直支撑杆、旋转固定块，以及电视固定板等几部分机械机构。导轨需采用够强硬的机构，并有一定的承载能力，在天花板顶部时，即需要挂得起电视机及挂架的重量。根据市场电机参数，在滑板上安装60W直流减速电机便可以轻松带动150kg的重物，可以让滑板通过电机正反转来实现掛架在导轨中移动。操作者除可以采用手动开关控制外，还可以采用手机APP控制终端的电机转动，通过wifi物联开关接受信号进而由单片机发出控制信号控制驱动电路驱动直流电机。
2 手机APP控制模块
智能家居手机APP控制模块，也称WiFi远程控制继电器模块，是该装置智能控制的核心部件，操作界面如图2所示。采用三个通道开关控制，一路控制正转启动与停止，一路控制反转启动与停止，一路控制加速与停止，这样就打通了多功能挂架与智能家居的连接。在安卓智能终端通过互联网发出控制指令，经云数据分析解析，通过路由器WiFi，传输信号给WiFi远程控制继电器模块，进而控制单片机发出指令，触发继电器控制家用电器，即智能电视挂架电机正反转进而控制电视机移动。
3 软件设计
主控芯片采用超高速低功耗的新一代STC15W4K32S4单片机，指令代码完全兼容传统51单片机，采用C语言进行编程，程序中使用了三组中断，中断接收开关信号，判断并完成相应指令，发出控制信号，驱动直流减速电机，使电视挂架在导轨里移动。
4 结语
本装置设计开发的缺陷有：一是滑板移动需要较大力矩，减速电机转速较慢，不能快速达到预计的位置，使体验感下降，加大成本可加快速度，但稳定性可能会下降;二是成本投入可能较大，除高级会所或经济富裕的家庭会采用，广泛应用的可能性不是很高。
本装置设计创新点就是完善多功能电视挂架的功能，使其智能化。在常见的上下、左右，伸缩等功能上，实现更舒适的观看角度，以完成躺着观看提高舒适性为主要目的，兼容常用的基本功能，增加了智能家居的功能，可以采用手机APP控制，实现移动改变观看视角，增加了享受级别。对进一步扩大智能家居的功能领域有一定的推动意义。
参考文献
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[2] 郭俊.基于安卓智能家居App控制系统及用户行为研究 [D].南昌航空大学，2018.
[3] 孙岩.人工智能、物联网背景下智能家居系统的思考[J].建筑电气，2019（8）：60-63.
