一种家用智能毛巾烘干系统设计

邱振涛 温焱量 何灼峰 黄毅(通讯作者)

摘 要：本文设计的智能毛巾烘干系统利用热风循环加热的方式实现快速干燥、紫外线消毒和自动加湿等功能，也可以在触控屏幕上查看温湿度、工作计划、工作进度等数据，并接入物联网实现数据可视化和远程监控，为毛巾提供了一种干净卫生的存放环境和智能化的管理。本文从方案入手阐述这套智能毛巾烘干系统的各个功能设计。

关键词：毛巾;烘干;方案设计

1. 研究背景

面向家庭的智能毛巾烘干系统致力于解决梅雨天气毛巾晾晒长久不干、细菌病毒滋生以及毛巾消毒、清洁等不便，提供一种智能化的毛巾烘干处理方案，改善其存放环境。市面上的毛巾烘干消毒机普遍为商用设备，由于价格昂贵、体型巨大、能耗较高、衛生质量难保障等问题，很难在家庭场景下广泛普及使用。因此针对于家庭用户的智能毛巾烘干系统的研究对保障日用毛巾的卫生安全和填补市场空白有着重要意义[1]。

2. 研究目标

本文研究的家用型智能毛巾烘干系统，主要实现毛巾烘干、紫外线消毒、加湿、数据可视化等功能技术的方案设计。

3. 技术方案设计

3.1 主控模块方案设计

主控使用Raspberry Pi 4B 模块，利用其官方基于Linux的Raspbian系统运行主程序，其自带的WIFI模块支持接入物联网平台同步本地数据，采用PyQt5编写了系统交互界面，输出视频信号在分辨率为1420*600的LCD屏幕上显示界面和触控，让系统具备了兼容性强、开发维护方便的优点，也方便了用户选择功能、工作参数和控制工作的启停。

3.2 热风烘干方案

烘干功能采用一种改良的热风循环加热的方案，利用格仓外部增压风机和发热电阻丝产生高温气体在毛巾格仓内外循环流动均匀加热毛巾[2]。温湿度传感器使用SHT30，测量范围-40～125℃，精度可达湿度±2%RH、温度±0.2℃，精准测量频率4Hz，实际测温延迟为5～10秒，符合系统控温反馈需要。该烘干方案能均匀加热毛巾、减少热量损耗，并将高温热源进行隔离，尽量避免烫伤危害，提高使用的安全性。

3.3 紫外线消毒方案

紫外线消毒系统是由UVC3535深紫外LED灯芯组成，单芯额定电压12V、额定功率5～8mW、波长265～270nm、投射角度120°，受主控系统通过继电器控制亮灭。灯珠安装在格仓顶部45°斜面开孔处，能大面积照射毛巾表面进行杀菌消毒，同时利用流动的水蒸汽能更好地进行杀菌消毒，在容量约为5L的格仓内一般消毒时间为45～60分钟，用户能根据需要自行选择消毒时间的长短。

3.4 加湿方案设计

自动加湿功能采用额定电压12V、流量约为50ml/min的微型蠕动抽水泵进行作业，每个毛巾格仓均独立配置，格仓之间的加湿量稳定而互不影响，用户选择湿润度后系统延迟不同的加湿时间。

3.5 自动检测方案

本设计采用最大测量距离30cm的红外对射模块来检测毛巾的有无和舱门开合状态，当主控模块检测到红外被遮挡、电平信号发生变化，迅速切断加热模块和LED紫外线灯的供电，主动暂停工作来避免高温气流和紫外线对人体的严重危害。

3.6 物联网平台方案

数据同步功能利用阿里云物联网平台开发，使用MQTT协议接入服务器，并在IoT Studio设计数据可视化界面[3]，使用仪表、按钮、文本框等控件进行可视化设计，并将后台数据绑定展示。

4 结论

对日用毛巾的烘干作业需要使用安全高效的方式，本设计基本可以实现毛巾烘干的相关功能，也接入了物联网进行开发，但还有

较大的研究空间，后期或使用移动端可视化开发，实现多终端远程登陆监控，进行更深层次的研究探索。

参考文献

[1]杜虹，周杰.基于Arduino自动烘干毛巾架的控制系统设计[J].现代制造技术与装备，2018（10）：3-5.

[2]阳年生. 热风循环灭菌干燥机灭菌效果的一致性探讨[J]. 机电信息， 2010（32）：4.

[3]程德昊、何元清、蔡春昊. 基于阿里云物联网平台的数据可视化[J]. 电脑知识与技术：学术版， 2020， 16（22）：3.