劉潮鑫 譚靄峰 莫宇祺

摘要：本文提出了基于南方復(fù)雜天氣的嵌入式智能鞋柜的設(shè)計(jì)方案。該鞋柜以STM32單片機(jī)作為下位機(jī)，ARM嵌入式主板作為上位機(jī)。核心控制器連接多種環(huán)境傳感器，將環(huán)境傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)處理下位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列智能算法，向下位機(jī)發(fā)送操作命令，控制鞋柜對(duì)鞋子進(jìn)行相應(yīng)處理，保證鞋子總是處于干燥狀態(tài)。另外，鞋柜還嵌入了WIFI模塊，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取當(dāng)?shù)靥鞖?，?jīng)過(guò)分析處理，向用戶發(fā)送合適的穿鞋推薦方案，避免用戶出門(mén)就濕了鞋的煩惱。

關(guān)鍵詞：南方復(fù)雜天氣;智能鞋柜;STM32;烘干殺菌

1 引言

南方天氣陰晴不定，復(fù)雜多變。有時(shí)連續(xù)幾天持續(xù)高溫，天氣一熱，蚊蟲(chóng)容易滋生，細(xì)菌大量繁殖，給人們帶來(lái)了極大的健康隱患;有時(shí)則連續(xù)幾天刮風(fēng)下雨，導(dǎo)致路面積水嚴(yán)重，每次出門(mén)鞋子都會(huì)浸濕，好幾雙鞋子都不夠換;最難受的是每年的4月寒潮時(shí)期，空氣濕度極高，各類(lèi)衣物鞋子難以抵御寒潮的侵蝕。為了減少不良天氣對(duì)鞋子帶來(lái)的影響，我們提出了一種多功能鞋柜的設(shè)計(jì)方案，本文主要講述的是如何設(shè)計(jì)一款多功能智能鞋柜，幫助南方的人們抵御復(fù)雜天氣對(duì)鞋子的影響。

2 智能鞋柜功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

該智能鞋柜采用抗潮耐熱的雪弗板和不銹鋼管搭建鞋柜構(gòu)架，可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)多層鞋架。鞋柜頂部裝有液晶觸摸屏作為控制面板。每層鞋架上方裝有定制的可移動(dòng)載具平臺(tái)，平臺(tái)放置在每層鞋架上方的滑軌上，平臺(tái)上裝有多種對(duì)鞋處理器（烘干器，紫外線殺菌燈，傳感器等），在需要時(shí)可移動(dòng)到鞋子上方。在處理器的控制下對(duì)鞋進(jìn)行有效的殺菌除臭、祛濕防霉、烘干等處理，鞋柜后方裝有渦流風(fēng)扇，用于排出鞋柜內(nèi)的空氣。

2.1 殺菌除臭模塊

紫外線具有極強(qiáng)的殺菌能力，尤其在波長(zhǎng)為 260nm的紫外線的殺菌效果十分顯著。利用臭氧的強(qiáng)氧化性可以達(dá)到很好的除臭效果。由于鞋內(nèi)空間狹小，選用能夠產(chǎn)生微量臭氧的小型紫外燈泡，在發(fā)出紫外線的同時(shí)產(chǎn)生微量的臭氧，殺菌除臭同時(shí)進(jìn)行。

2.2 、烘干及祛濕防霉模塊

適宜的霉菌生長(zhǎng)環(huán)境是導(dǎo)致鞋子發(fā)霉的一個(gè)主要因素，當(dāng)環(huán)境溫度為25℃～35℃，相對(duì)濕度高于60%（特別是在90%～100%的條件下）時(shí)最適宜霉菌生長(zhǎng)。通過(guò)在鞋柜中加裝可吹熱風(fēng)的烘干機(jī)和排氣裝備，將相對(duì)濕度控制在60%以下，能有效抑制霉菌生長(zhǎng)。通過(guò)處理器的智能檢測(cè)和控制算法，控制烘干強(qiáng)度和風(fēng)扇的工作，實(shí)現(xiàn)祛濕防霉功能。

2.3 智能鞋柜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)組成，下位機(jī)以最常見(jiàn)的STM 32f103最小系統(tǒng)作為核心控制器，負(fù)責(zé)控制各個(gè)功能傳感器的工作，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)由ARM嵌入式開(kāi)發(fā)板組成，開(kāi)發(fā)板裝有液晶觸摸顯示屏，通過(guò)用戶的操作和下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，向下位機(jī)發(fā)送控制命令，上位機(jī)還嵌入了WIFI模塊，可以自動(dòng)獲取當(dāng)?shù)靥鞖庑畔?，將天氣信息顯示在屏幕上，并通過(guò)一系列算法，提醒用戶穿鞋。

3 結(jié)論

智能鞋柜通過(guò)對(duì)環(huán)境溫濕度的檢測(cè)，自動(dòng)對(duì)鞋子進(jìn)行烘干處理，讓鞋子總是處于干燥狀態(tài);同時(shí)，它還能智能地對(duì)鞋子進(jìn)行殺菌處理，讓鞋子不再成為有害細(xì)菌的“聚集地”，保證了人們鞋子的舒適和干凈。

智能鞋柜的設(shè)計(jì)方案還能運(yùn)用到其他同類(lèi)家居產(chǎn)品中，如衣柜，櫥柜中，讓家居產(chǎn)品更加智能化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊茜.紫外線殺菌燈的技術(shù)及應(yīng)用[J].燈與照明，2005（02）.

[2] 彭頤.臭氧氧化技術(shù)除臭效果的研究[J].華西醫(yī)學(xué)，2009（04）

[3] 鐘立青，孫浩益，姚青青.集中空調(diào)系統(tǒng)溫度和濕度對(duì)微生物的影響[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2017（11）.

作者簡(jiǎn)介：劉潮鑫（1997—），男，廣東汕頭人，本科，學(xué)生，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā);譚靄峰（1999—），男，漢族，廣東東莞人，本科，學(xué)生，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā);莫宇祺（1999—），男，漢族，廣東佛山人，本科，學(xué)生，主要研究方向：嵌入式軟件開(kāi)發(fā)。

（作者單位：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院）