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消毒鞋柜是從傳統(tǒng)木制鞋柜升級(jí)而來(lái)。目前，市場(chǎng)上該產(chǎn)品名稱多種多樣，有叫電子鞋柜，有叫電子消毒鞋柜，有叫智能電子鞋柜，有叫多功能智能鞋柜等等，沒(méi)有一個(gè)規(guī)范的名稱，但主要功能基本上差不多，具有除臭、殺菌、消毒、烘干、保暖、智能控制等功能。所以簡(jiǎn)稱為消毒鞋柜，并把市場(chǎng)所有消毒鞋柜歸納為木制鞋柜和金屬鞋柜2種。

一、智能消毒鞋柜發(fā)展背景

許多家庭習(xí)慣于自制鞋柜，它的先天不足在于空問(wèn)封閉、不透風(fēng)，易于細(xì)菌寄生，同時(shí)木制品中殘留著等有害物質(zhì)，有損人體健康。傳統(tǒng)木制鞋柜存在著很大的衛(wèi)生問(wèn)題，最終必定被人們所淘汰。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們不在滿足于傳統(tǒng)鞋柜單一的儲(chǔ)存功能，向更加多元化智能化方向發(fā)展，具有除臭、殺菌、消毒、祛潮、保暖、擦鞋、智能控制等多功能消毒鞋柜必將成為人傳統(tǒng)木制鞋柜必將被市場(chǎng)所淘汰。但目前該產(chǎn)品被市場(chǎng)所接受還須一個(gè)過(guò)程，產(chǎn)品本身還有一個(gè)逐步完善提高的過(guò)程。

二、智能消毒鞋柜主要技術(shù)原理

2.1臭氧除臭原理

自然界引起臭味與味的主要成分是氨、硫化氫、甲硫醇、二甲硫化物、二甲二硫化物等，臭氧可以與它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將其氧化分解為無(wú)毒、無(wú)臭的物質(zhì)，從而達(dá)到除臭、去異味的效果。臭氧的除臭原理是氧化分解的原理，它并不是利用臭氧本身*的氣味來(lái)掩蓋惡臭，而是與異味的結(jié)合，將臭味加以分解，并且釋放出氧氣(0)。因此，臭氧除了能去除異味之外，還能使空氣中的氧分子(0：)純度提高。

2.2臭氧殺菌原理

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部葡萄糖所需的酶，使細(xì)菌滅活死亡。并能直接與細(xì)菌、病毒作用，破壞它們的細(xì)胞器和DN A、RN A，使細(xì)菌的新陳代謝受到破壞，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。還能透過(guò)細(xì)胞膜組織，侵入細(xì)胞內(nèi)，作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)菌發(fā)生通透}生畸變而溶解死亡。臭氧滅菌為溶菌級(jí)方法，殺菌*，無(wú)殘留，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素，還對(duì)霉菌具有*的殺滅作用。臭氧由于穩(wěn)定性差，很快會(huì)自行分解為氧氣或單個(gè)氧原子，而單個(gè)氧原子能自行結(jié)合成氧分子，不存在任何有毒殘留物，所以，臭氧是一種無(wú)污染的消毒劑。臭氧為氣體，能迅速?gòu)浡秸麄€(gè)滅菌空間，滅菌*，殺菌效果最*、。

2.3低溫烘干原理

運(yùn)用PTC波紋發(fā)熱器與鼓風(fēng)機(jī)及風(fēng)道的集合，在機(jī)器內(nèi)部構(gòu)成熱循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)，再加上溫度控制器對(duì)溫度的調(diào)配，使機(jī)器內(nèi)部溫度可以相對(duì)均衡，并控制一定溫度之下，通過(guò)恒溫循環(huán)風(fēng)對(duì)鞋子祛濕烘干，讓鞋子保持干爽，鞋子就不會(huì)發(fā)霉。

2.4整體發(fā)泡技術(shù)

消毒鞋柜內(nèi)外箱體整體采用環(huán)戊烷發(fā)泡技術(shù)，在內(nèi)外部之間形成保溫層，而且門上配有磁性密封條，關(guān)門*密封，使隔熱、保溫效果更佳。該項(xiàng)技術(shù)適宜于大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)。該產(chǎn)品剛開始加工，基本上全是手工操作，箱體分多片沖壓折彎，然后組合焊接，發(fā)泡是用手工將顆粒狀物灌裝進(jìn)箱體內(nèi)膽和外殼之間。到2012年時(shí)，有些廠家對(duì)消毒鞋柜又進(jìn)行工藝改革，箱體采用雙層專用冷扎板，一次沖壓成型，使箱體結(jié)構(gòu)緊湊無(wú)明顯接口，再采用汽車工業(yè)烤漆技術(shù)，高溫噴涂使箱體外觀色澤均勻，無(wú)色差，且容易清潔。柜門采用不銹鋼玻璃或高檔亞克力材料，一次注塑成型，采用工業(yè)壓膜工藝，不添加任何油漆。

目前，除以上方式外，還有使用負(fù)離子發(fā)生器、LED、紫外線燈(其實(shí)就是紫外線消毒)、除臭方面又增加上除臭器、加香器和香襄方法。負(fù)離子是起空氣凈化作用，能夠清除空氣中異味。LED、紫外線燈殺菌不*，光線照不到的地方就無(wú)法殺菌，且對(duì)人體有傷害，而除臭器、加香器和香蓑這些除臭方法，只能是治表不治本，不能解決臭味的根本問(wèn)題。

從上可以看出，臭氧應(yīng)是效，也是目前除臭、殺菌、消毒方法，也是目前市場(chǎng)上普遍使用的一種方法，其技術(shù)也是成熟的，但應(yīng)用于鞋柜上是的，如何把握，并使其達(dá)到效果，是各生產(chǎn)企業(yè)要研究攻克的課題。

三、智能消毒鞋柜的設(shè)計(jì)思路

智能家具是將智能控制技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)家具中，使家具具有自動(dòng)化、人性化、方便性等特點(diǎn)，并能夠滿足用戶更多的功能性需求。在家具的未來(lái)發(fā)展中，智能家具代表一個(gè)新的發(fā)展方向，同時(shí)也將會(huì)形成家具行業(yè)的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。雖然智能家具目前尚處于概念設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)開發(fā)階段，但已表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。

智能家具中最重要是信號(hào)采集和控制處理部分，就是將傳感器輸出的模擬信號(hào)采集轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理之后，把結(jié)果顯示出來(lái)。目前市場(chǎng)上的FPGA芯片性能己經(jīng)很強(qiáng)大，具有很強(qiáng)的邏輯控制和數(shù)字信號(hào)處理能力。目前市面上的智能家具大多是利用單片機(jī)或嵌入式電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，相比于主流產(chǎn)品，利用FPGA進(jìn)行智能家具的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有集成度高、體積小、引腳數(shù)目多、修改方便，而且設(shè)計(jì)周期短、開發(fā)費(fèi)用低、風(fēng)險(xiǎn)小、功耗低、可靠性高和設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。而且當(dāng)有系統(tǒng)出現(xiàn)時(shí)，方便系統(tǒng)升級(jí)和進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，同時(shí)FPGA擅長(zhǎng)處理并行信號(hào)，信號(hào)采集和處理的實(shí)時(shí)性強(qiáng)。因此設(shè)計(jì)基于FPGA進(jìn)行控制的智能家具是很具有發(fā)展前途的和市場(chǎng)遠(yuǎn)見的。下面主要就智能鞋柜控制系統(tǒng)和大家進(jìn)行探討。

四、智能鞋柜控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA是整個(gè)系統(tǒng)的控制與處理核心，控制系統(tǒng)的相關(guān)功能模塊完成對(duì)信號(hào)的采集和處理任務(wù)。綜合鞋柜的各項(xiàng)功用，所設(shè)計(jì)的智能鞋柜必須具有殺菌消毒、祛潮防霉等基本功能，而且在具有這些功能的同時(shí)不能損傷鞋柜內(nèi)的鞋子。設(shè)計(jì)的智能鞋柜控制系統(tǒng)框圖如圖1所示，主要包括主控制中心、濕度信號(hào)采集和處理、門開信號(hào)采集和處理、消毒、除臭、時(shí)鐘以及外圍電路和各種傳感器組成。

4.1鞋柜除濕

在鞋柜中放置的鞋子大多為皮革制品，在溫度25℃~35℃，相對(duì)濕度75%~95%時(shí)的溫濕環(huán)境中極其容易受到霉菌的侵害發(fā)生霉變。尤其是我國(guó)南方地區(qū)，每年有很大一部分天氣的濕度和溫度都處于這個(gè)范圍之內(nèi)，由于進(jìn)行溫度控制所需功率太高，因此只需要保證鞋柜內(nèi)的濕度不高于75%就達(dá)到了防潮的目的了。在濕度傳感器進(jìn)行濕度檢測(cè)后，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行濕度信號(hào)處理，每當(dāng)濕度超過(guò)75%時(shí)，濕度信號(hào)wet從0置1，經(jīng)過(guò)主控制中心進(jìn)行信號(hào)處理，將除濕信號(hào)dry由0置1，開啟外圍除濕電路進(jìn)行鞋柜除濕。當(dāng)相對(duì)濕度低于75%時(shí)，濕度信號(hào)就由1置0，關(guān)閉鞋柜除濕。

4.2門開報(bào)警、照明

鞋柜一般都放置在進(jìn)門就能看見和使用的位置，很多人在打開鞋柜換鞋后都有忘記關(guān)閉鞋柜門的壞習(xí)慣，不僅影響美觀，而且會(huì)有難聞的氣味。通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)門是否打開，當(dāng)門打開時(shí)，就將門開信號(hào)door置1，送給主控制中心處理后，開啟門開報(bào)警和照明，報(bào)警時(shí)間持續(xù)30秒，提醒關(guān)閉鞋柜門，當(dāng)門開信號(hào)置0時(shí)，即關(guān)閉柜門時(shí)關(guān)閉照明。

4.3消毒、除臭

不能將鞋子長(zhǎng)期置于溫度比較高的環(huán)境中，為使鞋子免受損害，因此采用一種低能量的電磁輻射——紫外線進(jìn)行鞋柜消毒、除臭。當(dāng)人為按下消毒按鍵時(shí)，信號(hào)s置1，經(jīng)過(guò)住控制中心開啟紫外，持續(xù)時(shí)間30分鐘之后，關(guān)閉紫外，并將s和c置0。

4.4時(shí)鐘分頻

將輸入20MHz的high_clk進(jìn)行分頻處理，得到頻率為1Hz的clk_1Hz的時(shí)鐘，此時(shí)鐘周期為1s，通過(guò)計(jì)時(shí)器counter30之后得到30s的計(jì)時(shí)脈沖，為報(bào)警計(jì)時(shí)時(shí)鐘。同時(shí)將counter30得到的時(shí)鐘輸給計(jì)時(shí)器counter10進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到5min的計(jì)時(shí)脈沖，為門開計(jì)時(shí)時(shí)鐘。并在同時(shí)將此counter10輸出的5min計(jì)時(shí)脈沖輸給counter6進(jìn)行計(jì)數(shù)后得到的為30min的計(jì)時(shí)脈沖，為開啟紫外時(shí)間和除濕時(shí)間計(jì)時(shí)，如圖2所示。

4.5主控制部分

將智能鞋柜的工作狀態(tài)分為消毒、除濕、照明報(bào)警以及待機(jī)四個(gè)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)state1、state2、state3和state0，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖3所示。當(dāng)消毒信號(hào)s輸入一個(gè)由0置1的脈沖時(shí)，鞋柜控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)就由待機(jī)轉(zhuǎn)至消毒狀態(tài)，并計(jì)時(shí)30分鐘后，將s置0回到待機(jī)狀態(tài)。濕度信號(hào)wet為1時(shí)，鞋柜的工作狀態(tài)由待機(jī)轉(zhuǎn)為除濕狀態(tài)state2，wet變?yōu)?時(shí)，鞋柜工作狀態(tài)由除濕回到待機(jī)state0狀態(tài)。當(dāng)門開信號(hào)door由0置1，進(jìn)入狀態(tài)state3打開照明，并在計(jì)時(shí)5分鐘后鞋柜的工作狀態(tài)由待機(jī)轉(zhuǎn)為門開報(bào)警，door變?yōu)?時(shí)，鞋柜工作狀態(tài)由門開報(bào)警回到待機(jī)state0狀態(tài)。在處于消毒state1和除濕state2狀態(tài)時(shí)，當(dāng)door信號(hào)由0置1時(shí)，將原有狀態(tài)掛起，*入狀態(tài)state3，該狀態(tài)完畢后再回到原來(lái)狀態(tài)繼續(xù)。通過(guò)這三個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到對(duì)鞋柜工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換控制。

五、智能鞋柜技術(shù)的應(yīng)用

一項(xiàng)新技術(shù)必須得到市場(chǎng)的認(rèn)可，如果不為市場(chǎng)所容，必將被社會(huì)所淘汰，消毒鞋柜也是這樣。那么，怎樣使消毒鞋柜被市場(chǎng)所接受，特別是被普通老百姓所接受。其實(shí)，概括起來(lái)就是8個(gè)字：實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、安全、方便。

（1）實(shí)用：實(shí)用就是所購(gòu)產(chǎn)品對(duì)購(gòu)買者有用。因?yàn)橄拘衿渥陨硖匦?，不可能使消費(fèi)者產(chǎn)生購(gòu)買沖動(dòng)，像購(gòu)買高檔手表、蘋果手機(jī)等，能顯示其有身份，也沒(méi)有像冰箱、空調(diào)一樣成為人們的必須品，家家戶戶都要購(gòu)買。根據(jù)實(shí)用這—原則，那么，如何讓消費(fèi)者感到實(shí)用呢?目前，市場(chǎng)上消毒鞋柜功能是無(wú)花八門，什么都有，讓消費(fèi)者不知所以然，其實(shí)，歸納起來(lái)無(wú)外乎除臭、殺菌、消毒、烘干4個(gè)主要功能。如果沒(méi)有烘干功能，怎么可能祛潮、除濕、防霉、保暖，如果沒(méi)有殺菌、消毒，還談什么腳氣、保護(hù)鞋子，至于空氣凈化功能，筆者認(rèn)為作為鞋柜的話，應(yīng)不需要。鞋柜的功用就是為了儲(chǔ)存，我們?yōu)榱耸剐痈玫亩么?，增加了除臭、殺菌、消毒、烘干功能，使鞋子的?chǔ)存質(zhì)量有了很大的提高，鞋子上臭味沒(méi)有了、各種細(xì)菌沒(méi)有了，潮濕的鞋子導(dǎo)干燥了。這樣就能滿足消費(fèi)者的需求了。

（2）經(jīng)濟(jì)：經(jīng)濟(jì)也就是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，通俗說(shuō)就是便宜，但也不全是便宜，是基于實(shí)用基礎(chǔ)上，價(jià)格要便宜。如果購(gòu)買一個(gè)沒(méi)有用的產(chǎn)品，再便宜也體現(xiàn)不出價(jià)值。作為生產(chǎn)廠家，在生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候，在保證實(shí)用的基礎(chǔ)上，盡量要減少成本。

（3）安全：安全作為電器產(chǎn)品是國(guó)家強(qiáng)制性要求，如果產(chǎn)品不安全造成人身傷害，那誰(shuí)還敢購(gòu)買你的產(chǎn)品，誰(shuí)還敢用你的產(chǎn)品。

（4）方便：產(chǎn)品使用要追求簡(jiǎn)單、方便，不要搞得多復(fù)雜，是傻瓜型的，任何人一看都會(huì)操作。又或者幫助消費(fèi)者設(shè)計(jì)好，購(gòu)買回家就可以用。作為一個(gè)生產(chǎn)消毒鞋柜廠家，應(yīng)緊緊圍繞其八字方針和4大功能，在這些方面做足文章。同時(shí)，該技術(shù)也可推廣應(yīng)用于衣柜、文件柜。

總結(jié)

在通電的情況下，鞋柜工作在待機(jī)狀況下，根據(jù)不同的傳感器信號(hào)進(jìn)行信號(hào)控制處理，使鞋柜工作在除濕、防霉、門開報(bào)警等工作狀態(tài)，通過(guò)時(shí)鐘分頻進(jìn)行工作狀態(tài)時(shí)間長(zhǎng)短的控制，從而達(dá)到了控制的目的，使設(shè)計(jì)的智能鞋柜控制系統(tǒng)基本滿足鞋柜的各項(xiàng)需求。

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