玄关衣柜是中国特有的传统家具，通常摆放在入户门口，既有存放少量衣物、鞋帽的实用功能，又兼具美观性与传统风水文化特征。本项目提出设计一款基于人机交互的智能消毒玄关衣柜，以HMI智能串口屏为系统控制中心，通过多模块协同运作，实现对衣物、鞋子的消毒、除湿及烘干。相比于目前市面上多置于门口的普通玄关衣柜，本项目在保证居民日常需求的同时，提供了一种更加便捷高效的消毒服务，为居民生活提供了便捷。居民可在进出玄关时对衣物和鞋子进行全方位消毒处理，从而降低病毒通过衣物被带入家庭的可能性，有效阻断病毒的传播途径，为居民的生命健康安全建立起一道坚实的防线。柜门上的语音播报和外出提醒等智能化服务又将用户的生活质量进一步提高。本项目实现了智能消毒玄关衣柜的多功能与智能化，经济合理、具有极高的创新性、实用价值和市场竞争力。 

1.技术创新

基于人机交互的智能消毒玄关衣柜在内外部进行了技术创新，该产品利用最新的技术，由HMI智能串口屏、32单片机、各种传感器检测装置、ESP8266物联网芯片以及电源系统组成。用户可通过智能串口屏或手机APP发送指令，由32单片机控制装置各部分的运动以实现所需功能。本产品的改进宗旨将以结构简单、成本低廉、功能强大为宗旨，对其进行进一步完善，使其功能更加完备。智能消毒玄关衣柜的整体效果图如图1所示。   

图1 项目整体效果图

2.功能创新

本产品将主要提供多种消毒方式供用户选择，用户可根据衣物的材料分类，选择性地进行紫外线消毒或者酒精消毒，以达到既可以养护衣物，又可以消杀病毒的效果。还提供了以健康监测为主的红外线检测，同时利用智能技术，安装传感器开门与人脸识别，有一定的防盗功能与来客消息。根据ESP8266获取信息，判断天气状况，例如：雨天打伞，晴天带墨镜等。同时对道路状况进行排查，识别拥挤状况与选择最适合的路线，提供出行提议节日假期，对节日进行语音祝福。

3.消毒与烘干模块有机结合

本产品核心的功能是消毒，面对反反复复的疫情，抗击疫情已成为常态化，本产品的设计初衷是为了保障居民生活的生命健康安全，同时实现了多功能、交互性、便捷性、美观性的特性。本团队对消毒方式进行了改良，在原本的单一的消毒模式的基础上研发出两种消毒模式并存的结构，再加之烘干模式，用户可根据需求选择不同模式，更好地完成消毒工作并且保护衣物。具体功能的运行如下：本产品采用模块化的形式，根据衣物材质可以选择紫外线消毒和酒精消毒两种模式对衣物进行定时消毒；在阴雨天气可选择烘干模式有，将潮湿的衣物通过采用PTC陶瓷发热材料，烘衣全程恒温加热，对流热风均匀渗透，迅速蒸干水分而不伤衣服。其中酒精消毒装置效果图如图2所示,酒精喷头沿滑轨上下移动，实现衣物的全方位消毒。

          

4.结构创新

本产品进行分区组合式的结构，根据不同用户可以选择不同组合进行购 买组装，以此来适应不同客户的需求。整体上进行了组合式的设计，为了增强其美观性，置物架部分与环境适应，通透性加大。在衣柜的内部，如图3所示，采用伸缩衣杆的形式，相对增加衣物的存放量同时更加方便拿取衣物，最大程度满足客人对衣物的便携性。伸缩式衣杆弹出时效果如图3-a所示，衣杆收回时效果如图3-b所示，衣杆利用内置滑轨来实现伸缩，这样的结构设计能够将衣柜空间最大化利用，更好地满足消费者需求。本产品将把鞋柜柜门增加如图4所示的折叠式设计，提供可折叠式柜门，让用户在打开柜门的同时拥有一个方便座椅，且折叠式设计将为用户节约玄关处更多空间。

  

   图4折叠式鞋柜柜门打开后示意图

5.技术路线

基于千变万化的住宅户型，人们对于衣柜的定制数量逐年增高，定制衣柜的消费市场持续火热。在新冠肺炎疫情爆发后，疫情已与居民生活呈现并存趋势，防疫常态化已成为现状，就此现在市场急需一种居家防疫家具来保障居民的健康安全，为居民创造良好舒适的居家环境。据市场调研来看，目前虽有部分消毒衣柜，但置于玄关处的消毒衣柜在市场上相对欠缺。本团队抓住此市场动态的趋向，研发了一种基于人机交互的智能消毒玄关衣柜来填补市场空缺。做出如下整体的设计方案：

本产品可根据客户住所的不同类型为其专属定制不同样式、功能的消毒玄关衣柜。对入户空间较大的户型，提供出入户开放式玄关消毒衣柜，起到分隔空间、美化室内环境的效果；对于入户空间较小的户型，也可以做出挂壁式消毒玄关衣柜，不占用地板面积的同时，给踢脚线留出空间，不影响装修难度和装修效果。并充分利用空间，将柜下改为鞋柜，并鞋柜通过巧妙结构设计，实现“脱鞋有座”的便捷。

该消毒玄关衣柜集紫外线消毒、酒精消毒和加热烘干功能为一体，能够对衣物上所带的细菌病毒，还可以对长时间潮湿的衣物进行加热烘干、消毒；因受新冠疫情不断反弹的影响，以及新冠病毒极强的人传人，人传物，物传人和物传物的广泛传播性，所以对生活中的衣物和生活物品的消毒对家庭成员的健康意义是至关重要的。

柜内衣架采用可伸缩结构，提高了衣物的取放和整理的便利性。在柜门上可通过ESP8266物联网芯片做成集成显示屏，在可选择柜内的工作模式的同时，为户主显示天气温度等日常信息。

在对上述方案不断优化完善之后，先进性仿真模拟数据分析，对较易断裂的衣杆根据国家安全标准进行应力分析，根据规划好的衣柜容量对其进行严格设计。图5-a为本团队对伸缩衣杆的衣杆部分，图5-b为对轨道外壳部分的应力分析图。最终确定尺寸模型后，将方案所能呈现的硬件结构进行搭建，主要分为：消毒模块与烘干模块的搭建、鞋柜模块的搭建、整体衣柜的搭建。

（a）衣杆应力分析图              （b） 滑轨外壳应力分析图

图5 伸缩衣杆强度分析图

硬件结构搭建完成后，将已编写完成的控制程序与硬件结构相连接，对紫外线与消毒及烘干模式的控制程序、伸缩衣杆传感控制程序、柜门多功能集成显示板控制程序进行调试改进。若发现问题再返回到相应部分继续优化循环。