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：隨著現代社會的快速發展，科技的不斷發展與進步，以及生產力水平逐步提高，人們更加的追求生活水平質量高，健康值的上升。同時，科技的發展也加重了環境的污染，因此，節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，炒菜產生的油煙所產生的廢氣污染更應得到有效的控制。本設計所開發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 發展現狀

近幾年來，智能家電行業市場的發展勢頭十分強勁，2016年以來，中國主流品牌市場格局保持穩定，市場均價不斷提升，高端化趨勢顯現。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展的趨勢之一。吸油煙機作為一種凈化廚房環境的廚房電器，作為現代家庭必不可少的廚房設備，其發展潛力巨大。

第二章 研究目的

隨著“互聯網+”概念和智能化技術在不斷的深化，智能家居行業市場規模也在進一步擴大，人們更加注重對設計理念、智能創新、交互體驗等各方面追求，智能化趨勢也已經開始向吸油煙機市場蔓延。通過研究采用現代化網絡通信技術、傳感器技術的智能化吸油煙機產品，使其能夠自動感知工作環境空間狀態、產品自身狀態，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、設施互聯組成系統，從而實現智能家居功能。

第三章 研究意義

1）、推動家電行業高端化轉型

隨著人們生活水平的提高，電子技術在現實生活中的廣泛應用，傳統家居已經無法滿足當代年輕人對生活品質的需求，現代科技推動時代的發展，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，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向智能化、高端化的轉型。

2）、實現更環保、綠色、便捷的家居生活

現代廚房離不開吸油煙機，一旦烹飪菜肴會產生油煙氣影響廚房空氣環境，并且現在大多數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。通過實現智能化控制吸油煙機，可監控廚房油煙氣，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，而且在現在這個注重綠色環保的世界，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保、綠色、便捷的家居生活。

第四章 系統功能

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生的油煙氣體的濃度達到一定閾值時，發出警報，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）進行數據轉換，并通過單片機I/O口將數據傳輸給單片機，產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，對外呈現低阻抗;當無光時，對外呈現高阻抗，通過分壓不同從而產生變化的電信號。

4）、溫控模塊：采用DS18B20這種常用的數字溫度傳感器，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?！獢缔D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對環境數據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.單片微機原理系統設計與開發[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，綿陽職業技術學院信息工程系2017級，電子信息工程技術專業，擅長單片機項目開發。

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

*項目基金：綿陽職業技術學院，校級精品在線開放課程-《電子產品分析與制作》