煤氣監(jiān)測(cè)與能源節(jié)約的智能化應(yīng)用

王吳

摘要 廚房智能化水平的提高和煤氣的大量使用，方便了人們的生活，但同時(shí)也伴隨著多種隱患。本文主要論述利用煤氣監(jiān)測(cè)與能源節(jié)約系統(tǒng)來減少隱患。主要表現(xiàn)在當(dāng)煤氣泄露時(shí)，可以通過煙霧傳感器監(jiān)測(cè)到氣體濃度，當(dāng)濃度達(dá)到一定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉閥門，開啟報(bào)警系統(tǒng)，油煙機(jī)自動(dòng)開啟抽出氣體，例外智能系統(tǒng)可以根據(jù)煤氣燃燒的火苗大小，來控制抽煙機(jī)的轉(zhuǎn)速。以此可以避免能源的不必要消耗。該系統(tǒng)硬件利用煙霧傳感器，紅外傳感器，電磁閥，ZigBee模塊等構(gòu)成。軟件是由IAR軟件以及SmartRF FlashProgrammer來買現(xiàn)控制循環(huán)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】ZigBee 紅外 監(jiān)測(cè)

1 前言

智能家具的發(fā)展，給人們的生活帶來質(zhì)的飛躍。但在煤氣在使用過程中，依然存在各種各樣的問題需要改進(jìn)，如煤氣的泄露等，為了解決這些問題以及實(shí)現(xiàn)煤氣跟抽煙機(jī)智能控制整體化，因此設(shè)計(jì)一個(gè)利用紅外感應(yīng)檢測(cè)火苗的大小，來控制抽煙機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由ZigBee為核心，cc2530為協(xié)調(diào)，配傳感器，電磁閥等部件，實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。如圖l。

根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，采用整體網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)是子節(jié)點(diǎn)傳感器模塊、協(xié)調(diào)器模塊、開關(guān)模塊、蜂鳴器模塊、紅外傳感器等組成。子節(jié)點(diǎn)處與ZigBee的cc2530相連接，它的結(jié)構(gòu)類似于一種小型的處理器系統(tǒng)，進(jìn)行存儲(chǔ)信息和處理，對(duì)傳感器的感知信號(hào)進(jìn)行接收和處理，發(fā)送到接收的設(shè)備中。

2 系統(tǒng)的硬件介紹

協(xié)調(diào)器：收到節(jié)點(diǎn)的終端，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的的連接在一起，通過PC接收和發(fā)送信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)進(jìn)行變換。Zigbee協(xié)調(diào)器的主控芯片采用的是002530芯片，此款芯片是一個(gè)真正應(yīng)用于2.4GHzIEEE802.15.4、Zigbee及RF4CF的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。32/64/128/256K）。 支持2igbee2007/PRO協(xié)議，節(jié)點(diǎn)通信距離更遠(yuǎn)，組網(wǎng)性能更穩(wěn)定可靠，具有18個(gè)中斷源，提供一個(gè)IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器。CC2530結(jié)合了RF收發(fā)器領(lǐng)先優(yōu)良性能，它能夠工作在多種方式下，這樣就能夠運(yùn)用在對(duì)各種不同功耗有嚴(yán)格要求限制的場(chǎng)合中。

開關(guān)模塊：燃?xì)怆姶砰y是燃?xì)獾墓艿赖陌踩o急切斷裝置，可以將報(bào)警系統(tǒng)連接與可以將其他的終端控制模塊相連，也可以遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)/手動(dòng)控制，遇到泄露時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉閥門。

煙霧傳感器：采用MQ-2可燃?xì)怏w/煙霧傳感器，對(duì)煤氣，天然氣有著極高的靈敏度，具有快速響應(yīng)恢復(fù)特性，是一款適合多種應(yīng)用低成本的傳感器。

蜂鳴器模塊：可以當(dāng)做報(bào)警裝置，告訴及時(shí)通知戶主。

紅外傳感器模塊：根據(jù)火苗的大小，自動(dòng)控制抽煙機(jī)轉(zhuǎn)速，來達(dá)到節(jié)省能源的效果。

監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)間：可以設(shè)定一下時(shí)間，當(dāng)氣體的濃度超安全值時(shí)，持續(xù)3分鐘左右濃度沒有下降，則通知小區(qū)保安室。

小區(qū)保安室：連接小區(qū)的報(bào)警裝置，開始傳輸數(shù)據(jù)，以及當(dāng)前的狀況。

遠(yuǎn)程終端：用遠(yuǎn)程戶可以用遠(yuǎn)程控制開關(guān)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端上，與智能系統(tǒng)進(jìn)行交互。

3 軟件的介紹

硬件是系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，軟件則是該系統(tǒng)的控制中樞，驅(qū)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能則需要編寫不同的程序，物聯(lián)網(wǎng)在智能廚房中的應(yīng)用分為三個(gè)部分，ZigBee網(wǎng)絡(luò)控制程序，遠(yuǎn)程終端控制程序。

應(yīng)用模塊的程序是對(duì)傳感器的控制，監(jiān)測(cè)數(shù)值，ZigBee網(wǎng)絡(luò)控制程序相當(dāng)于一個(gè)接收，處理，發(fā)送的一個(gè)中間樞紐，遠(yuǎn)程終端控制程序則涉及手機(jī)Android應(yīng)用的開發(fā)及APP的使用，用來控制系統(tǒng)的工作，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的了解。在應(yīng)用系統(tǒng)之前先對(duì)其進(jìn)行初始化。初始化系統(tǒng)時(shí)鐘，初始化串口，初始化應(yīng)用模塊，等待模塊的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖2所示。

ZigBee協(xié)議棧一般含有三個(gè)節(jié)點(diǎn)類型，協(xié)調(diào)器（可以建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，接收發(fā)送信息），終端節(jié)點(diǎn)則是信息采集和控制，路由器節(jié)點(diǎn)，這些可以通過協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，然后以函數(shù)的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)并且使用者可直接調(diào)用。

4 結(jié)束語

該論文闡述了如何減少煤氣使用安全隱患，以及利用傳感器的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)控制抽煙機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到降低能源消耗。在智能化發(fā)展水平不斷提高的同時(shí)也要堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)智能化與社會(huì)共同發(fā)展的雙贏目標(biāo)。

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