基于51單片機家用智能控制吸油煙機的設計x

呂佳璐 向兵

摘 要：隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，科技的不斷發(fā)展與進步，以及生產(chǎn)力水平逐步提高，人們更加的追求生活水平質量高，健康值的上升。同時，科技的發(fā)展也加重了環(huán)境的污染，因此，節(jié)能減排也是我們每個人應該對自己、對自己的生活的首要要求，而廚房作為家庭中空氣污染最嚴重的空間，炒菜產(chǎn)生的油煙所產(chǎn)生的廢氣污染更應得到有效的控制。本設計所開發(fā)的吸油煙機主要是靠單片機進行控制，通過軟件自動控制吸油煙機的開關，設有光控，油煙氣體濃度檢測，報警，液晶顯示溫度等功能，極大的解決了傳統(tǒng)吸油煙機（排風扇）的不足，具備靈敏度高，功耗低，操作簡單的等特點。

關鍵詞：單片機;吸油煙機;光控;煙霧檢測模塊;自動化控制;液晶顯示

第一章 發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年來，智能家電行業(yè)市場的發(fā)展勢頭十分強勁，2016年以來，中國主流品牌市場格局保持穩(wěn)定，市場均價不斷提升，高端化趨勢顯現(xiàn)。隨著人們居住水平的提高，開放式廚房的普及，倍受年輕人喜愛的個性化智能吸油煙機產(chǎn)品，日益成為影響人們選擇的一個重要因素。人們在選購智能吸油煙機時，注重性能、也同樣注重其外觀的時尚性。因此智能化控制的吸油煙機也是智能家居設備未來發(fā)展的趨勢之一。吸油煙機作為一種凈化廚房環(huán)境的廚房電器，作為現(xiàn)代家庭必不可少的廚房設備，其發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

第二章 研究目的

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念和智能化技術在不斷的深化，智能家居行業(yè)市場規(guī)模也在進一步擴大，人們更加注重對設計理念、智能創(chuàng)新、交互體驗等各方面追求，智能化趨勢也已經(jīng)開始向吸油煙機市場蔓延。通過研究采用現(xiàn)代化網(wǎng)絡通信技術、傳感器技術的智能化吸油煙機產(chǎn)品，使其能夠自動感知工作環(huán)境空間狀態(tài)、產(chǎn)品自身狀態(tài)，能夠自動控制及接收用戶在住宅內或遠程的控制指令。智能吸油煙機作為智能家電的組成部分，與住宅內其它家電和家居、設施互聯(lián)組成系統(tǒng)，從而實現(xiàn)智能家居功能。

第三章 研究意義

1）、推動家電行業(yè)高端化轉型

隨著人們生活水平的提高，電子技術在現(xiàn)實生活中的廣泛應用，傳統(tǒng)家居已經(jīng)無法滿足當代年輕人對生活品質的需求，現(xiàn)代科技推動時代的發(fā)展，在一定程度上改變著人類生活和消費的習慣，因此追求智能化、方便、個性化的家居是一種必然的發(fā)展趨勢。智能吸油煙機作為智能家居的組成部分之一，它的出現(xiàn)，為人們享受生活提供了一個廣闊的平臺，進一步推動了家電行業(yè)向智能化、高端化的轉型。

2）、實現(xiàn)更環(huán)保、綠色、便捷的家居生活

現(xiàn)代廚房離不開吸油煙機，一旦烹飪菜肴會產(chǎn)生油煙氣影響廚房空氣環(huán)境，并且現(xiàn)在大多數(shù)的廚房采用的是開放式設計，空氣流動范圍大，更容易照常室內油煙廢氣污染。吸油煙機作為改善廚房環(huán)境的一個重要設備，在人們日常生活中起著很重要的作用。通過實現(xiàn)智能化控制吸油煙機，可監(jiān)控廚房油煙氣，自動化，迅速地將有害氣體吸走。智能吸油煙機使住戶的控制更加便捷，更加高效，而且在現(xiàn)在這個注重綠色環(huán)保的世界，智能的將廚房內的有害氣體吸走，讓戶主可以安心的烹飪美味佳肴，讓人們能有一個更環(huán)保、綠色、便捷的家居生活。

第四章 系統(tǒng)功能

1方案設計（設計思路）

采用單片機為核心處理器，外接煙霧傳感器和光控模塊。當在廚房里烹飪菜肴時所產(chǎn)生的油煙氣體的濃度達到一定閾值時，發(fā)出警報，并自動啟動電機迅速將廚房里的油煙氣體排出;當室內光線高時，不打開吸煙煙機照明燈，當室內光線低時，打開照明燈;并且采用溫度傳感器，對環(huán)境的溫度進行檢測，再采用LCD液晶顯示屏對溫度進行顯示。

2系統(tǒng)總體設計

采用AT89C51單片機為主控CPU，用MQ-2煙霧傳感器對油煙濃度進行檢測，ADC0832（A/D轉換芯片）進行數(shù)據(jù)轉換，并通過單片機I/O口將數(shù)據(jù)傳輸給單片機，產(chǎn)生信號驅動直流電機工作，同時，蜂鳴器開始報警，待溫度下降到下限閾值時，電機停止工作，蜂鳴器停止報警;采用光控模塊，控制吸油煙機照明燈的開關;采用DS18B20對環(huán)境溫度進行檢測，顯示部分采用LCD1602液晶屏。

3、硬件設計：

1）、主控CPU：采用AT89C51這種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容，是一種高效微控制器。

2）、煙霧傳感模塊：采用MQ-2煙霧傳感器，它的檢測靈敏度高。它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）。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。

3）、光控模塊：采用光敏三極管，當有光時，對外呈現(xiàn)低阻抗;當無光時，對外呈現(xiàn)高阻抗，通過分壓不同從而產(chǎn)生變化的電信號。

4）、溫控模塊：采用DS18B20這種常用的數(shù)字溫度傳感器，它的接線方便，只占用單片機的一根I/O口，但時序要求嚴格。

5）、A/D轉換模塊：采用ADC0832這種8 位分辨率、雙通道A/D轉換芯片。它能分別對兩路模擬信號實現(xiàn)模—數(shù)轉換，可以用在單端輸入方式和差分方式下工作，采用串行通信方式，可以適應一般的模擬量轉換要求。

6）、顯示模塊：采用LCD1602液晶顯示屏，該顯示控制簡單，操作方便。

7）、報警模塊：利用蜂鳴器聲音報警，可選用HMB1206，5V這種有源蜂鳴器，當煙霧傳感器檢測到氣體濃度達到閾值上限時，則觸發(fā)蜂鳴器報警。

8）、電機開關控制模塊：通過單片機來控制繼電器的閉合。

4、軟件設計：

利用中斷服務程序控制單片機實現(xiàn)對環(huán)境數(shù)據(jù)的采集以及繼電器的開關—控制電機的轉動。

參考文獻：

[1] 萬福君.單片微機原理系統(tǒng)設計與開發(fā)[M].合肥：中國科技大學出版社，1995.

[2] 李朝青.單片機原理及接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[3] 沙占友.集成化智能傳感器原理與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，1999.

作者簡介：

呂佳璐（1999-），女，漢，四川成都人，學生，綿陽職業(yè)技術學院信息工程系2017級，電子信息工程技術專業(yè)，擅長單片機項目開發(fā)。

向兵（1990-），男，漢，四川南充人，助教，碩士研究生，從事電子產(chǎn)品分析與制作、單片機原理及應用等課程研究。

*項目基金：綿陽職業(yè)技術學院，校級精品在線開放課程-《電子產(chǎn)品分析與制作》