基于傳感器的智能抽油煙機(jī)設(shè)計及實(shí)現(xiàn)

隆瑩

摘 要：隨著當(dāng)前人們的生活質(zhì)量的不斷提高，在家庭中智能廚房除油煙機(jī)的使用越發(fā)常見。相比較老式廚房除油煙機(jī)，新型智能廚房除油煙機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高度的自動化及靈敏性的打造，并且能夠提高油煙處理的效率。在智能廚房除油煙機(jī)的系統(tǒng)之中分為檢測和控制兩大部分，其中傳感器就主要作用于檢測系統(tǒng)。在本文章中，就圍繞著傳感器下的智能廚房除油煙機(jī)的設(shè)計進(jìn)行研究，以期能夠通過本文章的研究為智能廚房除油煙機(jī)的設(shè)計提供理論參考。

關(guān)鍵詞：傳感器;智能廚房除油煙機(jī);電路設(shè)計;檢測系統(tǒng)

油煙機(jī)是當(dāng)前人們生活中最常見的家用電器之一。其主要功能作用是對廚房烹飪所產(chǎn)生的廢棄和油煙進(jìn)行去除，同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)對廚房水分和其他氣味的去除。傳統(tǒng)的廚房用抽油煙機(jī)，需要手動進(jìn)行開起，當(dāng)廚房內(nèi)存在無色無味的有害氣體的時候，人們很難發(fā)掘，這就使得人類的健康存在威脅。此外，在抽油煙機(jī)設(shè)備開啟后，經(jīng)常會存在忘記關(guān)閉抽油煙機(jī)的表現(xiàn)，造成電力的浪費(fèi)及容易造成抽油煙機(jī)長時間工作的故障。基于此，智能抽油煙機(jī)理念營運(yùn)而生，智能除油煙機(jī)具備科學(xué)和自動化的檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，能夠通過借助智能傳感器來對空氣中的煙氣含量進(jìn)行檢測，并通過自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行抽油煙機(jī)的開啟和關(guān)閉，以此來實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)。

1、智能傳感器的發(fā)展

1.1隨著自動化生產(chǎn)模式的進(jìn)一步擴(kuò)大，高精度化方向的發(fā)展，智能傳感器的技術(shù)水平也在不斷提高，高精度智能傳感器是生產(chǎn)自動化可靠性的有效保證。智能傳感器具有靈敏度高，精度高，響應(yīng)速度快，互換性好等特點(diǎn)，是未來的發(fā)展趨勢。

1.2高可靠性和寬溫度范圍的發(fā)展由于智能傳感器的可靠性直接影響抗干擾等電子設(shè)備的性能，我們需要研究和發(fā)現(xiàn)新材料，使用新材料開發(fā)基本傳感器?；緜鞲衅魇侵悄軅鞲衅鞯幕A(chǔ)，其制造和性能對整個智能傳感器有很大影響。脫硅材料具有優(yōu)異的物理性質(zhì)，可以很容易地制成各種集成傳感器。此外，功能陶瓷，石英，記憶合金都是制造傳感器的高質(zhì)量材料。它用于開發(fā)具有高可靠性和寬溫度范圍的智能傳感器，以抵抗電磁干擾。

1.3小型化的趨勢，各種控制儀器和設(shè)備正變得越來越強(qiáng)大，但也需要體積的小型化，智能傳感器肯定不例外。這需要開發(fā)新材料。材料和精細(xì)加工技術(shù)。近年來，微加工技術(shù)變得越來越成熟，可以加工高性能微結(jié)構(gòu)傳感器，ASIC制造技術(shù)，并可用于制造智能傳感器。開發(fā)出體積非常小，智能傳感器可互換性好的可靠性。

1.4智能傳感器在低功耗和鈍化方向上的發(fā)展是基于從非電力到電量的轉(zhuǎn)換原理，電源是其正常運(yùn)行的必要部分，一旦在現(xiàn)場或在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的工作環(huán)境中，電池供電或太陽能供電將成為智能傳感器應(yīng)用的動力源，可以節(jié)省能源并改善系統(tǒng)。現(xiàn)在迫切需要智能傳感器的壽命，這決定了微功率傳感器和無源傳感器的發(fā)展將是智能傳感器的必然發(fā)展方向。

1.5在智能數(shù)字化方向上智能傳感器的功能不再受傳統(tǒng)功能的限制，因?yàn)槲覈詣踊夹g(shù)的進(jìn)步，以及對智能傳感器的要求，即輸出不超過單一模擬信號，這些數(shù)字信號中的一些具有一定的控制功能，這也是智能傳感器發(fā)展的趨勢。

1.6近年來走向網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)的作用和優(yōu)勢逐漸凸顯，智能傳感器網(wǎng)絡(luò)占據(jù)越來越重要的地位。網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器不僅可以促進(jìn)中國電子科技的發(fā)展和進(jìn)步，還可以推廣世界上的智能傳感器。

2、智能廚房除油煙機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計理念

在互聯(lián)網(wǎng)的背景下，智能家電越來越受到用戶和品牌公司的青睞，從冰箱，洗衣機(jī)彩電，小型到微波爐，幾乎所有產(chǎn)品都開始融入智能元素。然而，市場上許多所謂的智能家電產(chǎn)品現(xiàn)在更側(cè)重于產(chǎn)品連接水平：添加遙控模塊或簡單的傳感器模塊來實(shí)現(xiàn)所謂的遙控。這本質(zhì)上是一種噱頭，因?yàn)檫@些產(chǎn)品的所謂智能并不將智能技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的核心功能，而只是簡單地為產(chǎn)品添加了所謂的互連概念。

中國的幾個知名品牌，如方泰，西門子，美國，海爾，老板和華帝，都在一定程度上引入了自己的“智能煙機(jī)”，實(shí)現(xiàn)了煙機(jī)的智能化。如自動巡航助力器，廚房空氣管家，風(fēng)聲，煙灶聯(lián)動，智能自潔，智能數(shù)控等。對于消費(fèi)者而言，家電智能不應(yīng)該是一個概念，而是一個更有效的解決用戶核心痛點(diǎn)的方法。就煙灰機(jī)而言，使用者的真正痛點(diǎn)是吸煙效果。因此，智能煙塵機(jī)應(yīng)該關(guān)注產(chǎn)品核心功能和技術(shù)的智能領(lǐng)域。

縱觀油煙機(jī)智能功能的發(fā)展歷史，真正的智能功能應(yīng)該為消費(fèi)者帶來實(shí)際意義，簡化操作，讓消費(fèi)者在使用油煙機(jī)的過程中專注于廚房烹飪的樂趣。 。目前，采用現(xiàn)代工業(yè)自動控制技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)的油煙機(jī)產(chǎn)品，可以自動感知工作環(huán)境的空間狀態(tài)和產(chǎn)品本身的狀態(tài)。能夠在家中或遠(yuǎn)程自動控制和接收用戶控制指令;更先進(jìn)的智能通風(fēng)機(jī)，作為智能家用電器的一個組成部分，可以與其他家用電器，家電和設(shè)施互連，實(shí)現(xiàn)智能家居功能。在未來的開發(fā)過程中，智能廚房除油煙機(jī)將有更多的發(fā)展空間，以下是智能廚房除油煙機(jī)系統(tǒng)設(shè)計理念的分析：

智能廚房除油煙系統(tǒng)，其根據(jù)功能主要分為兩大系統(tǒng)：傳感檢測系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要包括開關(guān)、報警器、定時器，檢測系統(tǒng)則包括各式各樣的傳感器。通過傳感器對廚房內(nèi)的煙氣濃度進(jìn)行檢測，并對相應(yīng)信息進(jìn)行采集，然后運(yùn)用數(shù)據(jù)分析和設(shè)定參考值對比，進(jìn)行設(shè)備的開關(guān)控制。以確保當(dāng)外部環(huán)境的信息值達(dá)到參考值的時候，油煙機(jī)能夠反應(yīng)信號并傳遞信息給控制系統(tǒng)，讓控制系統(tǒng)打開除油煙機(jī)。另外，檢測系統(tǒng)中的傳感器中還可以對空氣中的污染物質(zhì)濃度和煙霧濃度進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)超過警戒線的時候，傳感器會發(fā)出信號傳遞給報警系器，報警器會迅速響應(yīng)，發(fā)出警報，以此來避免火災(zāi)和事故。智能廚房除油煙機(jī)中的定時系統(tǒng)，能夠根據(jù)廚房使用者的使用習(xí)慣進(jìn)行工作時間的設(shè)定，以此來避免電能的浪費(fèi)。在智能廚房為了避免故障問題還增加了一個手動的控制開關(guān)，以便在發(fā)生自動控制故障的時候，能夠確保設(shè)備正常運(yùn)行。

3、系統(tǒng)原理及組成

3.1系統(tǒng)原理框圖設(shè)計