孫旭，金學(xué)嘉，喬辛辰，史道玲

（安徽新華學(xué)院電子工程學(xué)院，安徽合肥，230088）

0 引言

隨著人民生活水平的顯著提升，普通大眾均會根據(jù)個人喜好搭配衣物，隨之而來的是各種衣物在家中逐漸堆積，而不同材質(zhì)的衣物也逐漸暴露出儲存的問題。即便刨除儲存弊端，日常衣物若打理不當(dāng)也會縮短穿著壽命，更易滋生細(xì)菌危害人體健康。不同材質(zhì)的衣物保存條件區(qū)分較大，快節(jié)奏的生活也導(dǎo)致大多數(shù)人無力花費(fèi)時間和精力來打理衣物，甚至存在“壓箱底”的衣物發(fā)霉或被蟲蟻啃食，這無疑極大的縮短了衣物的壽命，也造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)[1-2]。

基于此，為了給人們提供一個隨時隨地檢測衣物存儲環(huán)境、并能實(shí)時調(diào)整和提醒人們更換保存措施的智能衣柜便誕生了。該智能衣物管理系統(tǒng)可以直接被放置在衣柜內(nèi)部，用于檢測溫度、濕度、通風(fēng)狀況、空氣質(zhì)量、有無蟲鼠等各項(xiàng)指數(shù)，相關(guān)指數(shù)的臨界值可通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)調(diào)控。若指數(shù)超過了某類衣物的保管建議指標(biāo)，系統(tǒng)會自動根據(jù)對應(yīng)情況執(zhí)行調(diào)節(jié)溫度、除濕加濕、通風(fēng)、報警等多種解決方案，并將實(shí)時的各項(xiàng)指標(biāo)傳送到用戶手機(jī)上。此外，用戶還可以根據(jù)APP反饋的指標(biāo)，任意調(diào)節(jié)溫度、除濕加濕、通風(fēng)等操作，真正輕松掌控衣物的存儲。裝置啟動后會自行運(yùn)行并維持環(huán)境，裝置內(nèi)置有不同材質(zhì)的衣物保養(yǎng)數(shù)據(jù)，用戶可以將衣物放在相應(yīng)的分區(qū)內(nèi)，之后直接執(zhí)行內(nèi)置的保養(yǎng)方案（如絲綢、皮革、純棉等）。

該智能衣物管理系統(tǒng)簡易輕便、安全環(huán)保、成本低廉，能夠適應(yīng)大多數(shù)衣物保管的苛刻要求，更能分門別類的人性化設(shè)置，極大的延長衣物的壽命，減少細(xì)菌滋生的可能。不僅保護(hù)了衣物本身的美觀，更有利于人體的健康安全， 還可以為用戶省下因?yàn)橐挛飺p傷而帶來的不必要的經(jīng)濟(jì)損失和情感上的失落，有 著巨大的應(yīng)用價值和市場前景，具有非常重要的社會意義。

1 系統(tǒng)功能設(shè)計

本設(shè)計的控制核心為STC89C51單片機(jī)，通過對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，最大限度將多個傳感器與處理模塊的體積縮小，使得該裝置適合大多數(shù)的衣柜，并通過監(jiān)控實(shí)時獲取衣柜內(nèi)部情況加以處理，使得衣柜管理智能化。

系統(tǒng)裝置采用多種傳感器對衣柜內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，設(shè)計方案最終選擇DHT11完成衣柜內(nèi)部的溫/濕度檢測；通過熱釋紅外傳感器來檢測衣柜內(nèi)是否有嚙齒類動物；使用數(shù)字型強(qiáng)光傳感器BH1750FVI進(jìn)行光照檢測，解決柜門打開時由于光線不足而需要的補(bǔ)光效果；采用漩渦風(fēng)扇和PTC發(fā)熱片組合成烘干機(jī)電路來防止衣物發(fā)霉或者對偏潮濕的衣物進(jìn)行主動的烘干。該裝置經(jīng)過數(shù)據(jù)采集后，通過算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到當(dāng)前衣柜環(huán)境概況，經(jīng)過分析后自動運(yùn)行處理方案，并將數(shù)據(jù)實(shí)時通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩羰謾C(jī)APP中，用戶也可自定義處理方案。智能衣柜裝置采集濕度后，當(dāng)濕度大于設(shè)定值時，衣柜自行運(yùn)行烘干電路，降低衣柜內(nèi)衣物潮濕發(fā)霉的可能，并將相關(guān)信息推送給用戶；裝置自帶除菌燈，設(shè)定時間后可定時開啟或者關(guān)閉，確保衣柜環(huán)境健康；檢測到衣柜內(nèi)有活的生物時，會主動進(jìn)行聲音提醒；用戶可設(shè)置睡眠/安靜時間關(guān)閉報警聲，只進(jìn)行消息推送，從而避免日常被打擾[3-5]。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 智能衣柜系統(tǒng)設(shè)計框圖

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計

智能衣柜裝置采用模塊化設(shè)計，日常使用時即使某模塊出現(xiàn)問題，只需要更換該模塊，而不影響其他功能部件的使用。系統(tǒng)模塊主要包括：除濕器、測溫濕傳感器、紅外感應(yīng)器、除菌燈、12864液晶顯示屏、空氣凈化器、可開關(guān)的裝有樟腦丸的盒子、電源、照明燈、光敏元件和空氣質(zhì)量檢測器，系統(tǒng)裝置外觀如圖2所示。

圖2 智能衣柜裝置外觀

裝置為突出針對不同種類衣柜的適應(yīng)性，盡可能縮小設(shè)備體積，設(shè)計外形為正方體，從而適宜在各種衣柜中安裝。同時設(shè)備采用可分離式電源，確保即可連接電源線，也可使用電源供電，滿足某些無法遷入電源線的衣柜。該裝置供電的兩種思路分別為：①易于安裝的獨(dú)立電源模式，優(yōu)點(diǎn)是不論什么樣的衣柜只需要將裝置放進(jìn)去即可使用，缺點(diǎn)是電池需要按期更換；②直接接線供電，免除了換電池的煩惱，但也因?yàn)橐鹿窠Y(jié)構(gòu)的不同，某些衣柜可能需要預(yù)留供電線出入的孔眼。這種設(shè)計同時也會在一定程度上受到家中插座的制約，兩種供電方案可提供給不同的需求的人群，供用戶自行選擇。

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

本裝置的軟、硬件設(shè)計相互統(tǒng)一、互相協(xié)調(diào)，最終達(dá)到智能化控制的成效。硬件裝置由一個穩(wěn)壓電源進(jìn)行電源供給，先由數(shù)據(jù)采集部分進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)采集，如溫濕度、時間等，再將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并輸出到液晶顯示器上，通過對當(dāng)前環(huán)境數(shù)據(jù)的判斷執(zhí)行相應(yīng)的衣物護(hù)理方案，對應(yīng)開關(guān)裝置中的各種設(shè)備。同時，由WIFI模塊接收遠(yuǎn)程命令實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開關(guān)，使得用戶能夠在手機(jī)上獲取衣柜信息并進(jìn)行需要的操作。裝置軟件系統(tǒng)采用flask-web的架構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，在收到一條數(shù)據(jù)請求后進(jìn)行操作判斷，結(jié)合實(shí)時采集的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理、反饋并執(zhí)行方案，具體的工作流程如圖3所示。

圖3 智能衣柜主流程設(shè)計

4 手機(jī)端APP界面設(shè)計

進(jìn)入APP后，點(diǎn)擊“我的設(shè)備”進(jìn)入設(shè)備連接界面，輸入設(shè)備的連接碼稍等片刻即可連接成功，顯示“已連接”字樣并出現(xiàn)設(shè)備名，用戶便能使用手機(jī)軟件進(jìn)行對設(shè)備所采集數(shù)據(jù)的查看以及對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

點(diǎn)擊“小貼士”進(jìn)入監(jiān)測頁面，如圖4所示，用戶可以實(shí)時獲取衣柜的環(huán)境數(shù)據(jù)和運(yùn)行方案，并通過功能按鈕對衣柜的設(shè)備進(jìn)行遙控；點(diǎn)擊“衣架”可以進(jìn)入衣物管理頁面，如圖5所示，用戶可以自行添加衣物并選擇相應(yīng)材質(zhì)，裝置會根據(jù)衣物的種類，通過算法得到最適合衣物保存的方案，并運(yùn)行。

圖4 設(shè)備監(jiān)測頁面

圖5 衣物管理頁面

5 結(jié)束語

智能衣柜的研究無疑是對人們生活質(zhì)量的進(jìn)一步改善，如何在快節(jié)奏的生活中不斷將人們從各種重復(fù)勞動中解放，從而有更多的時間投入到文明的進(jìn)步之上，必將是未來研究發(fā)展的方向，本次智能衣柜的設(shè)計或許只是一個小嘗試，但它所折射出的趨勢卻更值得我們研究學(xué)習(xí)。本次設(shè)計的這款集消毒、加濕、烘干、自動照明、衣物所處環(huán)境監(jiān)測、智能照明等功能于一體的智能化、人性化產(chǎn)品，在市場上將有很大的應(yīng)用價值，未來仍會對此設(shè)計進(jìn)行深入研究，解決不足之處，完善系統(tǒng)。