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中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)18-0232-03
Design of Closed-Loop Feedback Control Intelligent Shoe Cabinet System Based on STC Microcontroller
TANG Zhi-ri
(Wuhan University, Wuhan 430072, China)
Abstract: This paper designed an intelligent shoe cabinet system, which can form a closed-loop feedback control, to control the function of temperature and humidity, sterilization, deodorization and dusting. The system adopted STC microcontroller as the core CPU. It used heating ceramic, fan and temperature and humidity sensors to form the temperature and humidity closed-loop control system, and ozone generator, gas detector, anion generator and dust sensor to form the function of sterilization, deodorization and dusting closed-loop control system, which make shoe cabinet system to adjust the temperature and humidity and the concentration of ozone and anion to improve its used-friendliness.
Key words: intelligent shoe cabinet; closed-loop control; user-friendliness
近年來,智能家居的發展迅速,這其中就包括了家居中必不可少的鞋柜。很多知名的家電公司都在這個方面投入了大筆的開發資金,市面上也已經出現了許多不同功能不同作用的智能鞋柜。但無一例外的是,暫時還沒有利用閉環反饋來對智能鞋柜所擁有的功能進行自動調控的產品出現,現有的智能鞋柜僅僅依賴時間為唯一判定標準來實現各項功能,其用戶友好度和智能度并不盡如人意[1]。因此,作為智能家居更加友好化智能化的方向,設計出一種擁有結合實際鞋柜需要以及各種外界環境因素改變而進行自動調控閉環反饋系統的智能鞋柜勢在必行。
目前,國內外現有的智能鞋柜功能繁多,其中以康耐斯智能鞋柜與索菲智能鞋柜為代表。康耐斯智能鞋柜在傳統鞋柜的基礎上,增加了除臭殺菌的功能,其除臭殺菌功能是利用臭氧的強氧化性以及在被分解后無味無臭的特點,加上對鞋柜進行保溫處理,從根本上解決真菌、細菌等帶來的腳臭問題;而索菲智能鞋柜則擺脫了傳統鞋柜單一儲存功能的局限,是一種集殺菌除臭、除濕去霉及儲存保潔等功能于一身的新型現代化智能鞋柜[2]。
總結而言,市面上現有智能鞋柜的主要功能有:
加熱除濕:現有智能鞋柜中,多采用高效節能的PTC加熱陶瓷與散熱風扇對鞋柜內部進行加熱除濕。
殺菌除臭:通過產生臭氧對鞋中臭味所含的氨、甲硫醇等進行氧化分解,從而達到除臭的目的。
液晶顯示:利用LCD顯示屏對鞋柜內部的溫濕度等參數進行顯示。
自動擦鞋:現有智能鞋柜普遍附帶有自動擦鞋的功能,便于日常生活使用。
因此,作為一個可以進行完善以及改進的部分,本文擬采用STC單片機的信號采集以及處理的功能可以對現有的智能鞋柜進行改進[3],給出一個完整的閉環控制智能鞋柜的設計模型,并且結合現有的硬件設備做出成品。
1智能鞋柜系統原理設計
1.1 系統的構成
本文預期利用現有的硬件設備實現設定功能,利用PTC加熱陶瓷和風扇對鞋柜內部進行加熱除濕,并且結合溫濕度傳感器對鞋柜內部的溫濕度進行實時監控以及信息反饋;利用臭氧發生器進行高壓放電產生臭氧,實現殺菌除臭的功能,并結合氣體檢測器對鞋柜內部的臭氧濃度進行監控反饋;在現有智能鞋柜功能的基礎上,加入利用負離子發生器產生負離子實現對空氣除塵的功能,再結合灰塵傳感器對負離子除塵的效果進行監控反饋。系統的主要構成如圖1所示。
1.2 加熱除濕系統的硬件選擇及軟件流程
由于在鞋柜中放置的鞋大多數為皮革制品,故而在相對濕度高于75%的環境中容易滋生霉菌,而在我國許多南方地區,每年更是有很大比例的天氣相對濕度高于這個數值,并且考慮到冬天時鞋柜內氣溫過低直接穿鞋很不舒服[4]。綜合以上因素,選擇將鞋柜內的濕度控制在75%以下,溫度控制在15℃以上。
實現該系統功能的硬件選擇市面上現有的智能鞋柜普遍采用的CSH3B-F2150K裝置,包括PTC加熱陶瓷與靜音長壽命風扇進行加熱和除濕。選擇使用常見的DHT系列的YS-31單總線數字溫濕度傳感器DHT11進行溫濕度及時數據的采集[5]。
利用STC單片機對實時溫濕度數據信號進行采集,并利用單片機上的繼電器功能控制加熱除濕裝置的通斷即可。加熱除濕系統軟件流程如圖2所示。
1.3 殺菌除臭除塵系統的硬件選擇及軟件流程
殺菌除臭的功能是利用臭氧的可以氧化臭味中所含的氨、甲硫醇等成分實現的,再結合鞋柜的大小尺寸實際需要,進而選擇市面上現有小發生量的高壓放電式的臭氧發生器以及MQ131臭氧傳感器進行功能的實現。MQ131臭氧傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2),其電導率隨著空氣中臭氧濃度的增大而增大,即可以進一步利用簡單的轉換電路將電導率的變化轉換為與此時臭氧濃度相對應的輸出信號[6]。在檢測到的臭氧濃度超過閾值時再利用繼電器功能斷開臭氧發生器的開關。由于空氣中臭氧濃度一般不會超過0.1ppm,作為空氣除味與殺菌,要求臭氧濃度較低,如0.5ppm(1mg/m?),而物品表面消毒(殺滅微生物和去除化學污染)則要求提高幾十倍的臭氧濃度[7]。故而結合實際需要,我們將臭氧的閾值濃度設定為4.7ppm。此外,由于過量臭氧對人體有害,所以將臭氧的發生設定為按鍵控制的單次的發生-斷開的閉環控制系統較為妥當。
除塵功能的實現是利用負離子對在擦鞋后飄在空氣中的細菌和灰塵等進行沉降。由于負離子對人體無害且發生功耗較低,所以與加熱除濕系統一樣采用實時閉環反饋控制。硬件部分選擇了一個普通家用可調控的負離子發生模塊實現負離子發生的功能,打開開關即可發生負離子。選擇使用DSM501A灰塵傳感器進行實時監控,將檢測到的灰塵濃度轉換為低脈沖信號進行顯示,二者之間呈線性關系[8]。與臭氧的閉環反饋控制系統類似,在灰塵濃度低于閾值時利用繼電器斷開負離子發生器的開關,實現閉環控制的功能。
2 實驗及結果
由STC單片機、PTC加熱陶瓷、風扇和溫濕度檢測器組成的加熱除濕系統結構如圖4所示。該加熱除濕系統可以自動檢測鞋柜內部溫濕度,根據軟件流程安排實現預期加熱除濕的功能。
分別在溫度和濕度分別高于或低于設定閾值的共四種外環境條件組合下對加熱除濕系統進行功能驗證實驗,實驗結果表明,在非極端天氣狀況下,加熱除濕系統開始工作之后大約15~20min即可達到預期效果,并且在溫度低于閾值或濕度高于閾值時可以再次啟動。
由STC單片機、臭氧發生器、氣體檢測器、負離子發生器和灰塵傳感器組成的殺菌除臭除塵系統結構如圖5和圖6所示。該殺菌除臭除塵系統可以根據鞋柜內部的臭氧和灰塵濃度的檢測來自動發生臭氧和負離子,并根據軟件流程安排實現預期的殺菌除臭除塵功能。
在非極端溫濕度外環境條件下進行殺菌除臭除塵功能的驗證實驗,實驗結果表明,該系統在開始工作之后大約10~15min即可使得臭氧濃度達到閾值、灰塵濃度低于閾值,并且在實現預期功能之后可以自動關閉,在再次打開臭氧發生開關或灰塵濃度高于閾值時可以再次啟動。
對整合系統進行不同外環境條件下的實驗可以表明,該閉環反饋智能鞋柜系統可以在較短時間內實現預期功能,在原有的智能鞋柜基礎上極大地提升了用戶友好度和智能度。
3 結語
本設計主要利用現有的單片機技術,利用其信號采集以及處理的手段對現有的智能鞋柜進行改進,使得該設計改變了原有智能鞋柜只依賴時間為唯一標準的弊端,而實現了結合實時狀態進行自動調控溫濕度以及殺菌除臭除塵的功能,在現有的智能鞋柜基礎上提高了智能度,同時進一步提升了用戶友好度。
本閉環控制智能鞋柜系統在溫濕度以及臭氧、灰塵的檢測上靈敏度較低,預期改進措施是選擇精度以及靈敏度更高的硬件設備進行實驗,有待進一步嘗試。
智能鞋柜,乃至是智能家居的應用必然會越來越普遍,而智能鞋柜的用戶友好度和智能化程度則是制約其推廣應用的主要因素。基于單片機閉環反饋功能的智能鞋柜,能夠真正結合鞋柜內部實時狀態,對各種功能進行調控,減少了人為的主動控制,擁有更好的用戶友好度和智能度。
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【摘要】目的:本文收集近10年有關中醫治療圍絕經期功血(出血期)的文獻,對其中的中醫辨證、治療及用藥規律進行歸納,通過統計處理分析,探討圍絕經期功血(出血期)的中醫辨證、治療及用藥規律。方法:通過查閱維普中文期刊數據庫,收集1997年7月~2007年6月生物醫學期刊發表的有關圍絕經期功血的中醫臨床研究文獻,采用Microsoft Excel進行數據統計分析。結果:圍絕經期功血出血期的中醫辨證主要為脾腎虧虛型、血瘀型、腎陰虛型、肝腎陰虛型。常用治法為補腎健脾,固沖止血法;益氣活血,化瘀止崩法;滋陰補腎,固護沖任法;滋腎養肝,固沖調經法。
【關鍵詞】中醫藥治療;圍絕經期功能性子宮出血;辨證治療;用藥規律
圍絕經期功血,是指婦女在圍絕經期由于調節生殖的神經內分泌機制的失常引起的異常子宮出血,而全身及內外生殖器官無器質性病變的存在。主要表現為月經周期、經期、經量的異常,屬中醫崩漏范疇[1],為婦科臨床常見病、疑難病之一。目前,西醫治療圍絕經期功能性子宮出血多用激素、止血類藥物、刮宮術甚至全子宮切除術,存在不良反應、潛在風險和用藥局限。而中醫藥治療該病的療效是肯定的,但停留在臨床經驗總結與治療觀察居多。為更好地指導臨床治療,本課題收集近10年有關中醫治療圍絕經期功血的文獻,對其中出血期的中醫證治及用藥規律進行統計分析,找出其中醫證治及用藥規律。現報告如下:
1 研究對象
1.1 文獻來源:1997年1月~2007年12月生物醫學期刊發表的有關圍絕經期功血的中醫臨床研究文獻。
1.2 診斷標準
1.2.1 中醫診斷標準:參照《中醫病證診斷療效標準》中崩漏的診斷標準[2]:發生在圍絕經期的女性,臨床表現為經血無周期可循;經量或暴下如注,或漏下不止,或兩者交替出現。
1.2.2 西醫診斷標準:參照《婦產科學》第六版制定[3]:①發生在圍絕經期女性。②月經過多,周期紊亂,經期延長,病史超過半年。③經全身檢查及婦科檢查,除外由流產、肝損害、血液病、盆腔炎癥、腫瘤等引起的出血。④經前期診斷性刮宮,子宮內膜均見增生期變化或增生過長,無分泌期出現。⑤基礎體溫測定,基礎體溫均呈單相型。
1.3 納入標準:①文獻類型:圍絕經期功能性子宮出血的中醫臨床研究文獻(病例數≥30例,治療有效率≥80%的一次文獻)。②患者類型:明確診斷為圍絕經期功能性子宮出血,排除其他疾病。③干預措施:以中醫藥辨證治療為主。④中醫辨證、治法、治療基本方的組成藥物明確。
1.4 排除標準:①不符合診斷標準和納入標準者。②應用激素類藥物者。③患有生殖系統器質性疾病及全身性疾病者。④綜述文獻。⑤動物實驗及病理等基礎研究文獻。⑥采用中成藥治療而無具體藥物或無臨床病例者。
2 研究方法
對符合標準的文獻進行歸類,篩選出血期的病例,對其中的病例數、中醫辨證、治法、基本方的組成藥物進行統計,采用EXCEL軟件進行數據統計分析,總結出各中醫證型、治法在總病例中所占的百分比及使用頻率最高的前12味中藥。
3 研究結果及分析
3.1 辨證分型及治療方法:按文獻的辨證分型中,脾腎虧虛型所占百分比最大,為33.1%。此外,與腎臟相關的證型占了較大的比例,包括脾腎虧虛(33.1%)、腎陰虛(20.2%)、肝腎陰虛(15.1%),共計為68.4%;其次是血瘀型,占25.4%;其他證型占6.2%。現代醫家對本病的辨證多從肝、脾、腎三臟入手,其中脾腎虧虛型居首位,這正好與圍絕經期婦女所處的腎氣由盛漸衰的生理時期相對應。
從文獻藥物功效劃分,補腎健脾,固沖止血法在治療本病時應用比例最大,占33.1%,這與辨證分型中脾腎虧虛所占比例最大相一致,其次為益氣活血,化瘀止崩法,占25.4%;滋陰補腎,固護沖任法,占20.2%;滋腎養肝,固沖調經法,占15.1%;其他治法,占6.2%。其中補腎法在多種治法中均有體現,占68.4%。
3.1.1 脾腎虧虛型:“腎為先天之本”,圍絕經期婦女腎氣由盛漸衰,天癸由少漸至衰竭,沖任二脈也隨之而衰少,正如《素問?上古天真論》說:“七七,任脈虛,太沖脈衰少,天癸竭”;脾主運化,主統攝,為后天之本,氣血生化之源;月經的物質基礎為血。若腎虛不能封藏,脾虛失于統攝,則可致沖任失固,經血失于制約,非時而下,發為崩漏。故治宜補腎健脾,固沖止血。
3.1.2 血瘀型:《千金方》云:“瘀血占據血室,而致血不歸經”。出血日久,離經之血留滯成瘀,瘀阻沖任,血不歸經,病理產物瘀血又可成為新的致病因素加重出血。因此瘀血是導致血瘀型的主要原因。又因沖任二脈受阻,氣血虛弱,氣虛則不能行血,故在活血化瘀之時,佐以補氣補血之品,氣行則血暢。故治宜益氣活血,化瘀止崩之法。
3.1.3 腎陰虛型:圍絕經期婦女腎氣漸衰,天癸將竭,沖任虧損,腎陰不足,陽無所制,不能鎮守胞絡相火,虛火妄行,經血失守乃成崩漏。故治宜滋陰補腎,固護沖任。
3.1.4 肝腎陰虛型:腎的陰陽平衡則五臟安和。若腎水不足,精不化血則血虛,肝失所養而致肝陰不足即水不涵木,出現肝腎陰虛,陰虛生內熱,熱迫血妄行,而成崩漏。治宜滋腎養肝,固沖調經。
3.2 治療用藥
3.2.1 脾腎虧虛型的常用治療藥物:通過統計計算,在脾腎虧虛型中,共出現藥物58種,累積頻次11952次,截取出現頻率最高的前12味中藥如下:黨參788次,占6.59%;黃芪747次,占6.25%;白術636次,占5.32%;熟地573次,占4.79%;阿膠500次,占4.18%;續斷462次,占3.87%;茜草416次,占3.48%;山茱萸407次,占3.41%;牡蠣383次,占3.20%;當歸382次,占3.20%;山藥378次,占3.16%;鹿角膠347次,占2.9%。共6019藥次,占總頻次的50.36%。
黨參補脾養胃,健運中氣,且“健脾運而不燥,滋胃陰而不濕,養血而不偏滋膩,鼓舞清陽,振動中氣,而無剛燥之弊”。黃芪甘溫純陽,補氣升陽。白術甘溫補氣,苦燥健脾。山藥益氣養陰,補脾肺腎,固精止帶,助參、芪、術共達益氣健脾之效。現代藥理研究[4],黨參、黃芪、白術、山藥均有提高機體免疫力的功效。出血日久必血虛,熟地主入腎經,長于補腎,合阿膠滋陰補血。當歸補血養肝,和血調經,既可助熟地阿膠補血之力,又可行經遂脈道之滯。續斷、鹿角膠補腎益陽止血,現代藥理研究[4],續斷能興奮子宮,止血,促進組織再生作用。茜草涼血止血,活血通經,能“劑血氣之平,止妄行之血而祛瘀通經”。山茱萸既可補精固腎,又可固經止血;牡蠣補肝益腎,收澀止血。此12味藥物多以益氣健脾,溫陽補腎,收斂止血功效居多,使腎氣充盈,則脾陽得運,脾氣得健,從而起到統血攝血的功能,而經血自調。
3.2.2 血瘀型的常用治療藥物:通過統計計算,在血瘀型中,共出現藥物66種,累積頻次8512次,截取出現頻率最高的前12味中藥如下:三七449次,占5.27%;益母草415次,占4.88%;蒲黃371次,占4.36%;黃芪353次,占4.15%;茜草346次,占4.06%;仙鶴草343次,占4.03%;貫眾288次,占3.38%;生地282次,占3.31%;黨參278次,占3.27%;白術246次,占2.89%;地榆231次,占2.71%;阿膠230次,占2.70%。共3832藥次,占總頻次的45.02%。
三七甘微苦溫,既擅長止血,又善于化瘀,有止血不留瘀,化瘀不傷正之特點。益母草養血調經,縮宮止血。蒲黃化瘀止血,“血之上者可清,血之下者可利,血之滯者可行,血之行者可止”。茜草涼血止血,活血通脈,《明醫別注》指出“無毒,止血,治內崩下血”。仙鶴草入肺、肝、脾經,可收斂止血,“苦澀,微溫,治婦人月經前后,紅崩白帶”(《滇南本草》)。現代藥理研究[4]益母草、蒲黃、茜草、仙鶴草水煎劑對多種動物在位、離體子宮均有興奮作用,同時具有縮短出凝血時間、抗血凝等作用。沖任二脈受阻,氣血虛弱,氣虛則不能行血,黃芪、黨參、白術益氣健脾,阿膠滋陰養血,為補氣補血之良品,氣調則血循常道,氣暢則血液流通,瘀血自消。瘀久化熱,熱擾沖任,則迫血妄行,若病久則陰血虧虛,出現虛熱之象,故配以貫眾、生地、地榆等清熱涼血止血之藥,可以清血中之熱,通壅滯之瘀,使血循故道而不橫逆,又能防止熱甚傷陰。此12味藥物既有固沖任而使統攝有權,又有祛瘀止血而使血不溢于脈外,故病自愈。
3.2.3 腎陰虛型的常用治療藥物:通過統計計算,在腎陰虛型中,共出現藥物計32種,累積頻次6304次,截取出現頻率最高的前12味中藥如下:海螵蛸490次,占7.77%;山藥402次,占6.38%;山茱萸402次,占6.38%;熟地402次,占6.38%;枸杞子382次,占6.06%;白芍322次,占5.11%;續斷274次,占4.35%;龍骨236次,占3.47%;牡蠣236次,占3.74%;龜板膠236次,占3.74%;何首烏236次,占3.74%;菟絲子236次,占3.74%。共4090藥次,占總頻次64.88%。
山茱萸入肝、腎經,補益肝腎,固經止血。龍骨、牡蠣、海螵蛸補肝益腎,收斂固澀、鎮攝胞宮。山藥益氣健脾,白芍養血斂陰,熟地黃填精生血。續斷補腎固精、調補沖任,補而不滯;龜板膠滋陰潛陽,益腎健骨,固經止血。何首烏養血益肝,固精益腎,為滋補良藥,不寒不燥,功在地黃、天冬諸藥之上。菟絲子補腎益精,有興奮子宮的作用。枸杞滋補肝腎,“為肝腎真陰不足,勞乏內熱補益之要藥……”(《本草經疏》)。此12味藥物中多以補益腎中陰陽為主,使腎充則司封藏,沖任固,經血適時而止;腎充則精滿,精滿則沖任充,經血如期而至。
3.2.4 肝腎陰虛型的常用治療藥物:通過統計計算,在肝腎陰虛型中,共出現藥物計37種,累積頻次4859次,截取出現頻率最高的前12味中藥如下:山茱萸391次,占8.05%;熟地363次,占7.47%;五味子359次,占7.39%;黃芪331次,占6.81%;菟絲子236次,占4.86%;龜板膠232次,占4.77%;山藥232次,占4.77%;枸杞子200次,占4.12%;鹿角膠200次,占4.12%;羊藿200次,占4.12%;白芍195次,占4.01%;甘草195次,占4.01%。共3134次,占總頻次64.50%。
山茱萸補肝腎,固經血。山藥益氣健脾,固澀精氣。白芍養血調經,斂肝陰。熟地滋腎填精,龜板膠滋陰潛陽,固經止血。菟絲子平補腎陰腎陽,枸杞滋補肝腎。五味子斂肺滋腎,“五味俱全,酸咸為多,故專收斂肺氣而滋腎水,益氣生津,補虛明目,強陰澀精”。黃芪大補脾氣以攝血。鹿角膠為血肉有情之品,補肝腎、益精血,并能止血。羊藿補腎壯陽,現代藥理研究[4]顯示其能增強下丘腦-垂體-性腺軸及腎上腺皮質軸、胸腺軸等內分泌系統的分泌功能。甘草健脾益氣,調和諸藥。此12味藥物多以入肝、腎二經為主,具有滋腎水,養肝血,固沖攝血的功能,使封藏有權,調血有度,沖任自固,崩漏自愈。
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關鍵詞:智能化家具;除濕防霉;功能設計
每年全球各地因存儲物品發生潮濕霉變造成的損失達數千億美元,而地處熱帶及沿海多雨國家和地區此類問題更為嚴重。我國南方大部分地區及沿海地帶每年都因梅雨及濕熱使得物品受到霉變的困擾。因此,如何更好保存物品防止發霉就成為人們關注的焦點。家具的智能化除濕防霉功能就是在此背景下產生的。
1 存儲物品霉變危害及除濕防霉的必要性
智能化家具除濕防霉的主要對象是各類紡織品制成的衣物、皮革以及書籍紙張、精密儀器及家具材料尤其是木質材料等。為科學有效地采取防霉措施,需要深入探究這些物質霉變的機理。
1.1 存儲物品霉變原因及其危害
智能化家具存儲物品主要包括衣物、書籍、儀器設備、皮革、廚具等。其中,棉麻織物、絲紡織品、合成纖維等材料因其具有良好的穿著舒適性和安全性,被作為主要的服裝或床單被套材料,這些材料霉變的主要原因是環境濕度和溫度滿足霉菌繁殖條件,并與皮膚接觸后吸附的汗液以及皮脂、皮鞋等代謝產物為各類微生物的滋生提供可能;皮毛制品組成成分主要是毛的角蛋白和皮板的膠原蛋白,這些成分是細菌和霉菌的營養成分,在適當的溫濕度環境易使細菌、霉菌繁殖發生腐爛或霉變;書籍紙張是通過纖維素酶和纖維二糖酶的作用把纖維素分解為纖維二糖至葡萄糖,霉變使紙張強度降低,并伴隨褪色現象。分析致使物品發霉、變色、發臭、降解的現象的原因是其在使用或存放過程中的環境溫濕度達到適合于各類菌繁殖的條件。
1.2 存儲物品霉變造成危害
由于物品發生霉變給人們帶來的各類危害可想而知,首先是健康問題,據北京市婦女保健所的一項檢查報告顯示,20萬名婦女中僅宮頸糜爛等4項常見婦科疾病高達31.03%,其次,物品發生霉變對居住環境無疑也會造成一定影響;最后,許多人常受高檔物品霉變損壞的困擾,并承受著一定的經濟損失,尤其是書籍字畫、相機、攝影機鏡頭等精密光學儀器等。
1.3 智能化除濕防霉功能的必要性
針對物品發生霉變這一現象,通過分析其霉變原因,提出智能化家具除濕防霉功能,通過改變存放物品家具產品內部存儲空間小環境的溫濕度使得柜體內部的空氣溫、濕度控制在物品存放的安全溫濕度以下,達到破壞各種霉菌存活、繁殖的環境的目的,從而有效保護各類物品。家具的除濕防霉功能的設計既可以拓寬了一般木質家具的應用范圍、提高物品儲存的安全性,尤其對高檔衣物、皮具皮鞋、影像存儲介質等物品的保管、存放,又可以杜絕因潮濕而造成的各類高檔有機物品的霉變、損毀,減少相應的經濟損失。其作用如下:預防疾病傳播;清除惡臭氣味,凈化居住環境;防止物品因發生霉變引起的強度降低、褪色等現象;減少人們由于物品發生霉變而帶來的各項損失,同時對于珍貴的古玩字畫的保護與保存以及文化保護也起到積極作用。
2 能化家具除濕防霉方法
2.1 傳統的除濕防霉方法
近些年,市場上常見的除濕方法包括制冷式除濕、高溫除濕方式、轉輪式除濕、真空干燥和吸濕劑除濕等,從儲存物品安全、經濟成本以及除濕效果幾個方面綜合分析制冷式除濕方法適用于家具產品。目前市場上利用半導體制冷片的“帕爾貼”效應除濕的各類除濕機,即用于室內或家具(如衣柜、鞋柜、櫥柜等柜類家具)除濕。根據產品內部除濕面積、除濕量不同可選擇不同型號的除濕機。文章智能化除濕功能的設計就采用該系列除濕機產品,機身高度均低于20cm[2]。制冷式除濕的主要原理是通過壓縮機制冷,降低冷凝器表面溫度,使空氣中的水分在冷凝器上冷凝結露,然后排出水分。
2.2 智能化家具的除濕防霉方法
近些年市場上的一些智能化家具主要采用高溫和制冷式兩種方式除濕。如一些智能化鞋柜采用紅外線除濕防霉,屬于高溫除濕方式(見圖1);此外,一些智能化衣柜通過柜體內部的管體接通抽濕干燥裝置從而達到干燥目的。圖2為采用制冷式除濕方式除濕防霉的系列儲藏類家具產品,此類產品的的內部裝有一個半導體除濕部件,當環境濕度超過安全濕度時按下除濕機開關鍵除濕。
3 智能化除濕防霉功能設計
3.1 智能化除濕防霉功能除濕原理與優點
文章采用功能模塊化設計方法,即設計具有自動除濕功能的模塊,將其安裝在家具中使其具有除濕防霉功能。使用制冷式除濕方式,利用半導體致冷技術,通過一濕度傳感器檢測家具柜體內部濕度,由控制器在需要除濕的時候發出控制指令。在家具內安裝該電子除濕部件,其內部的半導體熱電晶體冷端溫度迅速降低到露點,周圍空間的水分子在其表面凝結并通過漏斗集中排放箱體外,達到除濕防潮的目的。與其他除濕防霉技術相比,該技術在先進性、環保性、實用性、節能性及購置成本上占有較大優勢,具體表現在:(1)安全:小功率直流電源工作,工作電壓低,常溫使用,利于物品保存;(2)節能、省空間:除濕機耗電量小,費用開支低,在家具中使用的體量小,不占用太大空間;(3)效果好:可將相對濕度控制在30%-50%之間安全濕度內,有效預防霉菌繁殖;(4)經濟性:各類家具,尤其是木質家具中使用的半導體空氣水分子冷凝器的最大功率不超過15瓦,即使全功率不間斷工作,一個月的實際功耗也就是10度左右的電量。(5)環保:該除濕原理屬于大氣中水的物態變化原理,無任何化學物質排放,不存在對環境的污染問題。
3.2 除濕防霉功能模塊控制系統軟件與硬件設計
該除濕防霉功能模塊屬于嵌入式系統,其軟件是實現系統功能的關鍵。按照嵌入式系統設計流程,本設計先編制除濕防霉系統功能程序,繪制主程序流程圖,然后根據系統工作原理,繪制智能化除濕防霉功能電路原理圖,并制作PCB主機板與顯示板。按照系統功能要求配置系統I/O設備,主要包括顯示器、溫度傳感器、紫外燈、干簧管、濕度傳感器、除濕機等。
3.3 控制系統硬件與軟件集成
嵌入式系統軟硬件集成是探索系統工作運行是否正常的調試過程。通常其復雜性難以預測,多數情況下當系統在軟硬件集成并出現問題后才被發現,此時,為保證系統可靠正常運行,需要花費大量的時間進行調試并尋求解決問題的辦法。
3.4 除濕防霉功能模塊的安裝
待軟硬件集成并調試運行正常后,將制作的功能模塊安裝于家具產品內部,選擇不影響使用,操作方便的位置安裝,然后再進行系統調試,即可投入使用。根據上述設計步驟完成除濕防霉功能模塊制作見圖3、圖4。
4 結束語
文章通過分析各類儲存物品的霉變機理,通過分析對比各種除濕防霉方法的優缺點,提出了適合于智能化家具除濕防霉的方法。除濕防霉功能的智能化設計不僅拓展家具的使用范圍,提高各類儲存物品如衣物皮具、古玩字畫、影像存儲介質儲存的安全性,還可以杜絕因潮濕而造成的各類高檔有機物品的霉變、損毀,減少相應的經濟損失。除濕防霉功能也將成為今后各存儲類家具智能化功能開發的一個主要方向。
參考文獻
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關鍵詞:家具設計;生活方式
家具已經伴隨著人類的生存與發展長達幾千年,并且逐漸成為人類生活中的重要物品。家具工業在今天這個經濟與文化交融的時代更是得到了前所未有的發展,新造型的出現、新材料的使用、新的運輸和安裝方式、新的營銷途徑、甚至新的回收和再利用方法,都充分反映出家具與現代人類的生活與工作更為緊密的聯系,科技日新月異,人們的生活方式、生活節奏、生存空間都發生了巨大的變化,家具設計與當代生活方式的相互影響是顯而易見的。
一、家具設計的趨勢和前景
從以前的家具設計注重在功能上簡單滿足人們的生活需求到現代的家具除了要滿足功能上的需求外,更加注重使用者心理上的需求;從以前的設計人員直接設計到現在的定制設計、甚至組裝DIY;從以前的大批量生產到現在的小批量、多品種生產;從以前的一般室內家具為主設計到如今室內外家具、甚至公共家具,家具早已經突破“家”的概念;從以前的龐大和呆板,到如今的小型化、輕盈化、靈活化,都顯示出了家具設計的巨大變化與發展趨勢。家具再也不是簡單的功能需求品和填充空間的“道具”,它已經化身為人們生活中不可缺的集功能、審美與個性、甚至情趣于一體的產品。當今的家具設計界越來越認同并接受一種新的設計觀念,那就是:設計新家具就是設計一種新的生活方式與娛樂方式。越來越多的設計師對“家具的功能不僅是物質的,也是精神的”這一理念有更多、更深的理解。
二、當代生活方式的轉變及趨勢
1.生活空間的變化
家具是室內空間的重要組成部分,因此生活空間的變化對家具設計的影響是很自然的。當代人們的生活空間的變化總的說來分為兩個方面:一方面,人們生活和工作的空間大小發生了巨大的變化,隨著城市化進程的加快、房地產業的不斷推進,普通城市居民的居住空間的大小開始改善,以前擁擠的居住場面正在逐漸減少;同時,差異化明顯,呈現多樣化的態勢:大面積的商品房以及別墅形成了部分富裕的人們擁有的大面積的活動和居住空間,同時,新市民以及都市白領們又成為了小戶型居住房的喜好者……另一方面,人們的生活場所有了很大的變化,隨著對外開放的進一步深入、國際間交流的頻繁、文化的不斷融合,外來的生活方式甚至娛樂方式也在不斷改變著國內的人們,酒吧、茶樓、KTV、會所等新的場所層出不窮,與此同時,甚至辦公與生活空間、娛樂與工作空間之間的界限被模糊起來,空間多用途和不同功能空間并存的現象屢見不鮮……但總的說來,是多樣化發展、空間大小和功能差異顯著。
2.工作和生活方式的變化
首先,伴隨著互聯網和通訊事業、現代傳媒的高度發展,對于越來越頻繁更新的資訊、日新月異的科技成果與新產品的出現、瞬息萬變的商機,人們已經幾乎應接不暇了,當代人們的工作和生活節奏不斷加快,社會競爭日趨激烈,生活壓力比以前增大了很多,在對于效率和功利追求的同時,人們也更渴望生活各個方面的舒適便捷與安逸穩定;其次,當代專業工作更加細分,行業的競爭、市場的作用使得工種更專業化、細分化,于是,針對不同作業狀態的家具便應運而生,花樣百出的電腦桌椅便是一例。最后,當代人的一個顯著特征就是坐姿時間的加長,由于交通工具的快速發展,辦公條件的改善、工作內容的變化,現代人們更多地處于坐姿的狀態之下,當然,也由此帶來了腰椎以及頸椎部位疾病的年輕化和病人群體擴大化的趨勢,也促發了坐臥類家具的革新與不斷開發。
三、家具設計與當代生活方式的關系
1.當代生活方式影響著家具設計的方向和趨勢
(1)空間變小要求家具更靈活和多功能
由于當代人,尤其是城市化進程加快后,土地成為比較昂貴的資源,住宅商品房居高不下,商業地皮更是寸土寸金,主要的新家具消費人群―年輕的都市男女們的生活與工作空間相對變小。于是,人們對于那種笨重、體積大的家具,已失去了興趣,加之工作生活壓力地加大,節奏的加快,使得人們也比較青睞那種便于清理、拆卸和靈活組裝、換位置的家具,
包括能提供多種功能的家具更是非常適合現代消費者的心理,比如:兼有儲藏和支承功能的沙發、易與折疊和拆卸的椅子、桌子、帶有滾輪,可以隨意更換位置的書柜、一體化的櫥柜設計等等。與此同時,家具的顏色上,年輕一代也更喜歡清新、淡雅的顏色,那種厚實、深沉顏色的家具則不容易給人們帶來輕松、愉悅的感覺。
(2)場所的變化要求新家具的出現
隨著人們生活和工作場所的變化,室內環境設計和裝飾的不斷發展,一款款新家具為適應新的場所、新環境設計風格不斷出現,并呈現出旺盛的需求。例如:酒吧的吧臺椅的出現,從造型到材質以及色彩都在不斷翻新,美觀、舒適、輕便的新款竹藤類的家具因其質感樸實,品位獨特也在諸如酒吧和茶樓、會所等場所被廣泛使用。當代新的辦公會議空間也促使辦公家具的設計呈現出創新的浪潮,品種繁多、功能上也在不斷去細心地為使用者提供方便,如帶有可折疊打開的簡便桌面的會議椅、會議沙發,可以自由組合又便于拆卸搬運的集體辦公桌,適應多媒體設備使用的新式辦公家具,公共空間里的一些集環境小品和休閑功能于一體的公共家具和設施等等。這些新家具的出現既滿足了場所變化的要求,也改變著這些新場所的空間布局,家具與環境的互相依存關系突顯。
(3)與新技術結合構成的智能家具
當代人們充分利用高度發達的科技迅速地改善著生活,提高生活的質量,人類的衣食住行都越來越方便、簡易、快捷。于是,家具設計與室內環境中其他的物品設施一樣,也被要求更加簡便易操作,功能更豐富,更具智能化,智能家具的出現適應了這一需求,電子技術、傳感技術、LED顯示裝置等被融入進來,使得家具帶有了更高的技術含量,甚至有時家具和家電的界限被模糊了。例如:能夠感溫并殺菌的鞋柜,其不僅僅是存放鞋的一件家具,還能利用紫外線殺菌,根據溫度自動調整柜內濕度和光照強度,鞋柜外部的面板上還有LED液晶顯示屏,可實時觀察柜內溫度、濕度,并可進行殺菌時間設置等。此外,能夠根據使用者坐姿時間長短自動調整傾斜度并具備按摩功能的沙發,質地柔軟造型可愛甚至能放音樂、講故事給小孩子聽的兒童家具,能夠自動升降、操作簡單方便,易與老年人取放物品的智能衣柜等等,適應不同的居室環境與人群,跨休息、儲藏、健身、娛樂等類的多功能型家具將是未來智能家具的發展方向。
2.家具設計影響著人們的生活習慣和方式
(1)重新定義空間
當代人們更習慣了通過家具來分割室內空間、定義室內空間這樣一種的方式。新型家具的誕生使家居的人機功能更加豐富,劃分空間、重組空間等功能運用起來更加靈活。例如:可以重組,隨空間變換自由搭配的沙發;起到半隔效果又虛實結合的屏風;整齊美觀、儲藏空間豐富、貯物琳瑯滿目的裝飾柜等等。又如,現代辦公空間,一個帶有拐角的“L”型辦公桌就將個人辦公區域區分出來,限定了其私密和獨有的空間;要求面積利用率高的空間,一套折疊易存放的家具定義了其空間的多用途和多功能,彰顯了該空間的靈活性和自由度;在醫院、餐飲、一些公共場所中的兒童區域,款式新穎、造型活潑可愛的兒童家具,更是定義了該空間的主要使用者,充分迎合了他們的心理與審美,也與鄰近的空間區別開來;女性用品、腐蝕專賣店里,時尚靚麗、造型曲線婀娜的暖色、粉色家具不僅烘托了該場所的室內裝飾風格也,彰顯了該場所的消費人群審美特征,賦予了該空間一定的寓意和象征性……所有這些,都充分發揮了當代家具的空間定義與分割功能。
(2)革新人們的工作與生活姿勢與狀態
從家具史我們就可以看出來,家具對于人們工作與生活姿勢與狀態的影響是巨大的:我國宋代高型坐椅家具的出現,人們的坐姿便從盤腿而坐轉變成了垂足而坐;近代沙發的出現也改變了人們的休息方式和坐姿,可躺、可坐、可依,形成了更為舒適與自由的姿勢與狀態……當代家具的變化與創新同樣也在革新著人們的工作與生活姿勢與狀態:辦公家具不斷從人性化設計、高矮,角度的靈活調節、不同新材質的采用等方面出發,使得人們的辦公姿勢更加趨于合理舒適,避免了長時間處于固定姿勢而引起的疲勞,比利時設計師設計的一款新型無障礙椅就能很好地改善久坐時腰椎的壓力,還能放松腿部肌肉;休閑家具諸如沙發、躺椅等更是在造型和人機工學上不斷創新,營造著人類最為舒適的休閑姿勢與狀態,當然,這種狀態也不只是為了休閑作用的,包括會議、賓館等場所的沙發設計,也在同樣為了使得人們處于最為舒適的姿勢生活與工作而努力著;家具的影響不僅僅在固定場所,甚至體現在如今的高速汽車,火車上,人們的乘坐方式也顯得更為舒適。例如:動車、高鐵中那充分符合人機工學,可以調節靠背傾斜角度的坐椅,乘客可坐可躺,靠背上抽拉式的塑料板既提供了擺放小物品和茶水的功能,更是節約空間,提高了利用率;公交車中專門為嬰幼兒設計的坐椅,帶有安全帶,坐面安全柔軟,靠背高大,還能保護到嬰幼兒的頭部,充分體現了人性化,也使得大人能解脫出來,避免了勞累和車輛行駛途中的不安全,徹底改變了以往懷抱小孩子的乘客的出行方式,帶來了出行的方便輕松。
家具設計與當代生活方式之間的相互影響是緊密而深刻的:家具設計的發展自然會烙上我們這個時代的烙印,而家具的變化與革新也影響著當代人們的生活。我們只有充分研究這種相互影響,利用好它,才能夠更好地指導家具設計實踐,創造出既滿足當代人們使用功能需求又符合當代人審美心理的家具產品。
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看歐美劇時經常看到青春年少的主人公穿著板鞋就上床上沙發,然后抄起書或玩偶,那隨意勁兒真是很讓人羨慕。但我們的現實情況并不允許,尤其在病毒傳染高發期的季節里,很多病毒并非通過呼吸道傳播,而是通過接觸,你的鞋就首當其沖。回家換鞋很多人已經養成習慣,這并不難,但鞋柜也最好記得定時通風晾曬,或用家用消毒液定期擦拭才能真正保險。
牛奶請務必選擇有機的
奶品安全的事情總是一再發生,讓我們都惶惶不安。選擇有機牛奶并不是一定沒問題,但生產步驟檢測和檢驗流程上會更加嚴格,不僅生產加工過程中嚴禁使用化肥、農藥、激素生長調節劑、飼料添加劑、食品添加劑等人工合成的化學物質,連包裝、貯藏、運輸也都要嚴格遵照有機食品的相關標準,而且還要求生產廠家必須建立完善的質量跟蹤審查體系,還須經第三方嚴格認證。所以是否“有機”不是自己說了算的。這些也算是我們在選擇迷茫的一根小稻草吧。
買個水壺隨身帶
燒開后自然冷卻的白開水是人體最好的凈化劑,它有利于體液的蒸發和循環,帶走身體積累的毒素,還能消減“疲勞素”乳酸,這對于壓力大易疲憊的都市人群簡直再好不過。而且塑料飲料瓶對地球的傷害不言而喻。所以買個漂亮水壺吧,貴點沒關系,最好還可以和包包搭配。
換一塊機械手表
能用機械和物理原理取代電力驅動的東西很多,比如機械手表,它不僅會免去更換電池的麻煩,減少電池對環境的污染和對身體的微輻射,也讓你看到一個神奇的側面,給你一種精神,一種長久不息卻又不受左右的力量。
洗蔬果少用化學洗滌劑
洗碗液之類含有去油污的成分,但是沒有去農藥的成分,所以洗蔬菜果并不恰當。而且它是化學制劑,如果滲入蔬果中,長期吃真是一點好處都沒有。還是用活水沖洗蔬果是最科學的辦法,更講究一點的可以選一臺臭氧蔬果清洗機試試看。
能濕洗絕不干洗
首先透露給你一個秘密,你拿去洗衣店干洗的衣服不一定會給你干洗。即使你的衣服真的洗了,那么常用的干洗劑四氯乙烯若殘留在衣服上很可能致癌的信息你就不能忽視了吧!與其花那么多錢在干洗上,不如買臺精細洗滌的洗衣機,配合洗衣袋,毛、絲也可以溫和清潔了,多好。
選款礦物質彩妝
風大、干燥……換季對于皮膚是個挑戰,此時所有的護膚專家都會建議你的護膚品也該換季。但事實上,不只護膚品,彩妝也應該換一換。天然的礦物質粉、眼影、腮紅不僅不會讓你的皮膚過多失去水分,還會讓你免去香料、防腐劑等各種化學配方帶來的傷害,甚至當肌膚有春季過敏或者小傷口的時候都可以用。
每周一頓素食
以前幾乎只有過年的時候才有大魚大肉,現在幾乎頓頓大餐,但身體素質卻還不及以前,因為超量的肉類對人沒有多大好處。有研究表明,人體基因更適合素食。當然,你不必變成素食主義者,但每周吃一天全素,至少能讓身體有個喘息的空間排排毒。