基于單片機(jī)的電吹風(fēng)安全自動(dòng)斷電報(bào)警裝置

陽彩霞 劉影 尹夏薇 劉雪梅

摘 要：電吹風(fēng)屬大功率電器，工作時(shí)提供熱風(fēng)，極易發(fā)熱而引發(fā)安全事故。為保證使用者的安全，本文介紹了一種可智能控制并自動(dòng)斷電和報(bào)警裝置的電吹風(fēng)安全系統(tǒng)，其核心控制系統(tǒng)為單片機(jī)，配合溫度傳感器、蜂鳴器、程控開關(guān)等多種器件。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：運(yùn)用熱電阻式溫度傳感器采集電吹風(fēng)內(nèi)部溫度，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，由單片機(jī)將該電壓與預(yù)設(shè)安全溫度對應(yīng)輸出電壓進(jìn)行比較，當(dāng)溫度傳感器輸出對應(yīng)溫度超過設(shè)定安全溫度范圍時(shí)，蜂鳴器報(bào)警同時(shí)單片機(jī)控制程控開關(guān)斷開，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的；而在輸出溫度范圍處于安全范圍內(nèi)時(shí)，電吹風(fēng)正常工作。

關(guān)鍵詞：電吹風(fēng)；安全系統(tǒng)；單片機(jī)

引言：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們的生活水平也在不斷改善，電吹風(fēng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。隨著電吹風(fēng)的普及，其存在的安全問題不容小覷，由于電吹風(fēng)使用不當(dāng)帶來的安全事故頻發(fā)，造成大量的人身安全損失和財(cái)產(chǎn)損失。電吹風(fēng)屬于大功率電器，在長時(shí)間工作時(shí)電吹風(fēng)會(huì)發(fā)出大量熱量，加上電吹風(fēng)本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，散熱效果差，散熱困難。由于熱量難以散出，就可能導(dǎo)致電吹風(fēng)變形，出現(xiàn)內(nèi)部過熱躥出電火花，烤化塑料外殼甚至引發(fā)火災(zāi)等問題。另外目前市面上有部分電吹風(fēng)并沒有按規(guī)定額定功率來生產(chǎn)和限制電吹風(fēng)的使用范圍，存在較大的安全隱患。而目前市場上并沒有合適的此類產(chǎn)品方面的應(yīng)用，針對這一現(xiàn)狀，急需提供一套使用與電吹風(fēng)安全防護(hù)的系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)總體方案：

電吹風(fēng)工作時(shí)主要由電機(jī)工作帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)后在其后方產(chǎn)生吸力，將冷空氣從電吹風(fēng)吸風(fēng)口吸入，冷空氣在通過相應(yīng)的高熱電熱元件時(shí)被加熱，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱風(fēng)以供使用。在給電吹風(fēng)通電的前提下，通過開關(guān)的切換，實(shí)現(xiàn)冷風(fēng)與熱風(fēng)的切換。本系統(tǒng)提供了一種將溫度傳感器與蜂鳴報(bào)警器系統(tǒng)以及程控開關(guān)相結(jié)合的電吹風(fēng)的設(shè)計(jì)，通過傳感器進(jìn)行溫度判斷，并配合和蜂鳴器報(bào)警器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化報(bào)警，同時(shí)通過程控開關(guān)在溫度過高時(shí)自動(dòng)斷電，以確保電吹風(fēng)使用安全，滿足人們的日常所需。

（一）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)主要分為傳感器輸入模塊、單片機(jī)控制模塊、報(bào)警器模塊以及程控開關(guān)電路四個(gè)模塊構(gòu)成。其系統(tǒng)框圖如下：

（二）硬件系統(tǒng)：

在設(shè)計(jì)方案與選用器材時(shí)，由于STC89C52單片機(jī)具有性能穩(wěn)定、程序簡單、可讀性好的優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用其作為核心控制部件。STC89C52單片機(jī)是由STC公司生產(chǎn)的一款具有高性能、低能耗特點(diǎn)的一種CMOS8位微控制器，使用內(nèi)核為MCS-51，具有八位字節(jié)可編程存儲(chǔ)器。共有40個(gè)引腳，4個(gè)八位并行I/O接口，1個(gè)全雙工異步串行口，內(nèi)部含有5個(gè)中斷源，和兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以及兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。該單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由程序存儲(chǔ)器ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM組成。另外在空閑模式下，CPU可以暫時(shí)停止工作，在這段時(shí)間內(nèi)依然允許數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、串口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷繼續(xù)工作；在掉電保護(hù)模式下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM內(nèi)容保存，單片機(jī)停止工作，直到下一個(gè)復(fù)位或中斷。

本系統(tǒng)主要由傳感器輸入模塊對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)系統(tǒng)，由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制和比較。再由單片機(jī)判斷實(shí)際溫度是否超過安全溫度范圍，進(jìn)一步控制程控開關(guān)的通斷、以及蜂鳴器是否報(bào)警。當(dāng)溫度傳感器輸出對應(yīng)溫度超過設(shè)定安全溫度范圍時(shí)，蜂鳴器報(bào)警同時(shí)單片機(jī)控制程控開關(guān)斷開，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的；而在輸出溫度范圍處于安全范圍內(nèi)時(shí)，電吹風(fēng)正常工作。

（三）軟件系統(tǒng)：

主程序需要具有單片機(jī)初始化，菜單顯示內(nèi)容初始化；進(jìn)入主程序，設(shè)定安全溫度，初始化寄存器，初始化顯示內(nèi)容；接著執(zhí)行溫度采集電壓查詢功能，查詢傳感器輸出電壓并由單片機(jī)程序進(jìn)行實(shí)際溫度與預(yù)設(shè)溫度電壓值進(jìn)行比較，執(zhí)行對應(yīng)操作。執(zhí)行結(jié)束后上電自動(dòng)復(fù)位，方便下一次使用時(shí)執(zhí)行程序。

三、主要功能：

1、通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測電吹風(fēng)內(nèi)部溫度，并由單片機(jī)進(jìn)行危險(xiǎn)判定，判斷為危險(xiǎn)時(shí)蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警同時(shí)程控開關(guān)斷開，電吹風(fēng)斷電，停止工作，確保安全使用。

2、系統(tǒng)采用程控開關(guān)對電路進(jìn)行控制，可多次使用，避免斷電后不能繼續(xù)使用的浪費(fèi)。

四、總結(jié)展望

本系統(tǒng)通過利用溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、蜂鳴器、單片機(jī)、程控開關(guān)等元件，設(shè)計(jì)并制作了一款安全、便捷、可重復(fù)使用的高溫自動(dòng)斷電并報(bào)警的吹風(fēng)機(jī)安全系統(tǒng)，將溫度傳感器采集的內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出并與安全溫度范圍對應(yīng)的輸出電壓進(jìn)行比較判斷，并作出準(zhǔn)確的反應(yīng)，起到警示人們的作用的同時(shí)自動(dòng)斷電，達(dá)到提高電吹風(fēng)的安全性能的目的。在不影響其正常使用的前提下滿足消費(fèi)者對吹風(fēng)機(jī)的安全性能要求，同時(shí)具有使用方便、維護(hù)簡單、成本低等特點(diǎn)，使本產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景與市場前景。同時(shí)對于我國居民住宅消防防火具有重大意義。

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