基于物联技术的智能晾衣机设计研究

黄安川HUANG An-chuan

（广州好太太科技集团股份有限公司，广州 510000）

0 引言

随着居民生活水平的不断提高，家庭消费力的不断增强，人们对于生活质量的要求，尤其是对生活便捷程度的要求也随之提高。同时年轻一代消费者的崛起以及物联网、AI、5G 等技术的迅速发展，以便捷、省心、品质为特点的智能家居迅速出圈，逐渐演变为现代家居生活的时尚潮流。智能晾衣机作为智能家居的一个重要分支，是智慧阳台的标配，智能晾衣架以便捷、安全、环保节能等多种优势逐步替代传统晾晒产品。住户阳台结构及装修趋势对晾衣机形态及功能有着至关重要的影响。

1 智能晾衣机系统整体设计

1.1 整体系统框架

晾衣机整体系统如图1 所示是由动力系统、晾杆系统、照明系统、护理系统、智能系统，交互方式及物联系统组成，各系统之间相互支持（如图2 所示），具体设计要点如下：

图1 晾衣机整体系统框架

图2 智能晾衣机系统工作原理

①动力系统是晾衣机的最核心部件，是实现晾杆自动升降的动力提供源，通过电机的正反转，同步带动固定一端的钢丝绳在卷线轮有序缠绕，进而实现钢丝绳另一端固定的晾杆系统自动升降，由电机、卷线轮、牵引绳组成（不含电控部件），目前主流使用的电机主要有两种：直流有刷电机和交流管状电机，其性能直接决定晾衣机的承重、耐久次数、运行噪音、运行速度，其尺寸直接决定晾衣机主机厚度和宽度。

②晾杆系统是晾衣机的核心部件之一，用以支撑所晾晒衣物，在动力系统的钢丝绳的牵引力下，同步进行升降，依据抗风摆程度又分为：有伸缩托架和无伸缩托架，其性能直接决定晾衣机的不平衡负载，其尺寸直接决定晾衣机收拢高度。

③照明系统是晾衣机的重要部件，用以提供晾衣区域照明，目前主流采用LED 发光技术作为照明源，由于受晾晒后对照明亮度和范围的影响，大面积照明正逐渐成为流行趋势。

④护理系统是晾衣机的附加重要部件，用以对衣物进行消毒、风干、烘干等功能，通过低压汞蒸气灯或LED 灯源实现消杀，通过轴流或贯流风机作为自然风源对晾晒区吹送自然风，通过风机加PTC 或电阻丝作为热风源对晾晒区吹送热风，加速空气流动和温升，进而实现衣物快速晾杆，其性能参数决定晾衣机的风速和风温，护理系统不局限安装在主机内，还可以位于晾杆内，护理功能具有很多拓展空间，如除皱、香薰、除尘等。

⑤智能系统是晾衣机的最核心部件，是晾衣机的中枢神经，它包括控制主板、行程开关、传感器（霍尔、人体感应、风力、湿度、压力等），通过各类传感器、行程开关检测到相关信号并反馈至主控板，再经过主控系统的综合运判，控制晾衣机的升降、照明、消毒、烘干等功能有序开展。

⑥物联系统是晾衣机的核心系统，通过运用“云-边-端”技术，实现手机端或智能音响远程控制晾衣机各项操作，是晾衣机进入智能家居系统的入口，通过自建IOT 云平台，具备自学习能力，其主要性能参数为配网率及同步时间误差。

⑦交互方式是用户操控晾衣机的方式，依据操控方式主要分为接触式和无接触式，接触式主要通过触碰遥控器的来实现晾衣机各项操作，无接触式则主要通过语音、手势来实现晾衣机各项操作。

1.2 晾衣机的关键性能参数

额定承重（kg）：≥20kg，目前市场晾衣机的额定承重为20kg（单杆机），35kg，45kg；耐久性（次）：≥6000，目前市场晾衣机的耐久性为6000 次，7000 次，8000 次以上；按键寿命（次）：≥10000 次；噪音（dB）：≤72dB。

2 智能晾衣机形态设计

2.1 常规款

整机收拢厚度（≥90mm），适用于开放式或平开窗封闭阳台，该阳台对于晾衣机高度和整体感无要求，晾衣机存在感强，如图3 和图4 所示。

图3 常规款不带托架晾衣架

图4 常规款带托架晾衣架

2.2 超薄款

整机收拢厚度薄（≤90mm），适用于带吊顶装修内开窗封闭阳台，该阳台对于晾衣机高度和整体感有要求，晾衣时作为晾衣机使用，不晾衣时作为吸顶灯使用，晾衣机存在感弱，融入阳台整体氛围，目前超薄款晾衣机正逐步成为市场主流趋势，超薄晾衣机如图5 所示。

图5 超薄款晾衣机

2.3 吊顶隐藏式（带托架）

主机隐藏在吊顶内部，托架及晾杆（晾杆系统）穿过吊顶孔位，外露在吊顶外部，照明系统采用吊顶原有照明，适用于吊顶阳台（如图6 所示），晾杆系统存在感强。

图6 吊顶隐藏式（带托架）晾衣机

2.4 吊顶隐藏式（不带托架）

主机隐藏在吊顶内部如图7 所示，集成照明的面板呈长条形，嵌入吊顶位，晾杆外露在吊顶外部，使用于吊顶阳台，晾衣时作为晾衣机使用如图8 所示，不晾衣时完全没有存在感，是阳台整体的一部分。

图7 吊顶隐藏式晾衣机隐藏状态

图8 吊顶隐藏式晾衣机使用状态

3 晾衣机物联系统设计

3.1 整体系统构架设计

①聚焦用户应用场景需求，基于云、边、端构建联网便捷、稳定且业务丰富的强大网络，建立与用户的全新联接，实现更多智能化交互（如APP 交互+语音交互+及视频交互），实现多品联动应用（丰富的场景联动解决方案），生态互联互通应用（小米+鸿蒙+天猫精灵+涂鸦等）。

②具备较强研发能力的晾衣机厂商，通过自建IOT 云平台，提高物联系统研发效率，并通过对用户晾晒数据分析计算，为织物晾晒提供解决方案，自建IOT 整体逻辑架构如图9 所示，设计从接入终端→API 接口层→业务服务层→数据层→运行环境进行分层设计。

图9 IOT 整体逻辑架构

核心业务服务层则针对用户体系、用户生命周期管理及日志、家庭/房间管理及场景管理等进行细化设计，同时业务层将用户行为数据（使用频率）进行记录分析，通过行为权重校正的方式实现智能学习场景。

用户体系：OAuth2、第三方授权登录；

用户管理：注册、登录、登出、停用、注销；

日志管理：生命周期日志、web 可视化；

登录管理：登录、登出、权限控制；

产品管理：产品列表、产品详情、新增web、修改web；

品类管理：品类列表、品类详情、新增web、修改web；

设备管理：设备列表、绑定、详情、解绑、自定义、分享；

第三方语音平台：天猫精灵、百度小度、小米小爱、京东叮咚等；

家庭管理：家庭名称修改、新增/修改房间、删除房间、房间绑定；

场景管理：手动场景、自动场景、推荐场景、推荐主题；

定时管理：飞燕平台同步、设备事件处理、场景处理、天气处理、日志清理；

系统管理：系统用户管理、产品管理、系统配置、系统权限管理、设备管理、APP 信息配置、系统菜单管理、场景管理、日志查看。

3.2 联网型晾衣机的关键性能参数

平均配网成功率≥95%；

同步时间误差（网络通畅）≤5s；

平均成功率应≥98%。

3.3 实现场景

远程控制：通过手机APP 或微信小程序，即可实现对晾衣机的遥控操作。

预约启动：预约晾衣机的照明、消毒、烘干等功能开关。

功能定时：定时晾衣机的照明、消毒、烘干等功能的时长进行自定义，确保不同的天气环境下给予最佳时长护理（对照明时长、消毒时长、对风干时长、烘干时长及功率）。

场景设定：实现智能场景自定义（7 大天气，42 个条件），根据环境中温度、湿度、天气状态等大数据，自动开启烘干及消毒功能，实现智慧晾衣。

智能学习：通过用户使用各功能的时间长度及使用习惯进行学习分析，不断自修正场景定义的各项参数，减少用户手动修改参数机会。

洗晾联动：洗衣机完成洗衣后，打开机门，晾衣机自动下降。

语音交互：通过对天猫精灵、百度小度等智能音箱说话，控制晾衣机各项功能（在线）。

通过对晾衣机说话，即可控制晾衣机各项功能（离线）

手势交互：通过人体姿势形态，实现操控晾衣机各项功能。

人感照明：当人体靠近晾衣机时，晾衣机自动判定环境的亮度状态，自动打开照明（环境亮度较暗）。

人感消毒：当人体靠近晾衣机时，消毒功能自动关闭，待人员离开后，消毒灯继续消毒。

寿命检测：对每次晾衣机的运行进行记录，达到钢丝绳寿命次数则通过APP 提醒用户联系我司售后更换钢丝绳。经售后更换钢丝绳后，可实现清零。

故障检测：对晾衣机在运行过程中出现的遇阻、超重、断网等故障情况进行采集分析，并通过APP 进行故障信息推送，实现远程报修。

照明调节：用户可通过APP 自定义照明的最高亮度，体现无极调光和调色，使照明更具智能化。

升降调节：用户可通过APP，根据自身高度设置晾杆下降的最佳收衣点位置，以后每次下降晾杆自动到达该位置。

智能安防：通过晾衣机采集的视频讯息，主动识别安全风险，通过APP 将风险及时推送给用户，或者使家中的安防设施同步联动，确保家庭安全。

4 结语

智能晾衣机技术的研究和运用改变了现有晾衣机模式，通过物联网及传感器技术的升级迭代，晾衣机的智能趋势更具多元化，快速联网、远程控制、语音识别、智慧晒衣，智能安防等等，是智慧阳台的重要运用场景。本文以晾衣机为切入口，从它的整体和物联技术设计中找到未来发展思路，进而推动行业健康晒衣的系统解决方案。