基于51单片机家用智能控制吸油烟机的设计x

吕佳璐 向兵

摘 要：随着现代社会的快速发展，科技的不断发展与进步，以及生产力水平逐步提高，人们更加的追求生活水平质量高，健康值的上升。同时，科技的发展也加重了环境的污染，因此，节能减排也是我们每个人应该对自己、对自己的生活的首要要求，而厨房作为家庭中空气污染最严重的空间，炒菜产生的油烟所产生的废气污染更应得到有效的控制。本设计所开发的吸油烟机主要是靠单片机进行控制，通过软件自动控制吸油烟机的开关，设有光控，油烟气体浓度检测，报警，液晶显示温度等功能，极大的解决了传统吸油烟机（排风扇）的不足，具备灵敏度高，功耗低，操作简单的等特点。

关键词：单片机;吸油烟机;光控;烟雾检测模块;自动化控制;液晶显示

第一章 发展现状

近几年来，智能家电行业市场的发展势头十分强劲，2016年以来，中国主流品牌市场格局保持稳定，市场均价不断提升，高端化趋势显现。随着人们居住水平的提高，开放式厨房的普及，倍受年轻人喜爱的个性化智能吸油烟机产品，日益成为影响人们选择的一个重要因素。人们在选购智能吸油烟机时，注重性能、也同样注重其外观的时尚性。因此智能化控制的吸油烟机也是智能家居设备未来发展的趋势之一。吸油烟机作为一种净化厨房环境的厨房电器，作为现代家庭必不可少的厨房设备，其发展潜力巨大。

第二章 研究目的

随着“互联网+”概念和智能化技术在不断的深化，智能家居行业市场规模也在进一步扩大，人们更加注重对设计理念、智能创新、交互体验等各方面追求，智能化趋势也已经开始向吸油烟机市场蔓延。通过研究采用现代化网络通信技术、传感器技术的智能化吸油烟机产品，使其能够自动感知工作环境空间状态、产品自身状态，能够自动控制及接收用户在住宅内或远程的控制指令。智能吸油烟机作为智能家电的组成部分，与住宅内其它家电和家居、设施互联组成系统，从而实现智能家居功能。

第三章 研究意义

1）、推动家电行业高端化转型

随着人们生活水平的提高，电子技术在现实生活中的广泛应用，传统家居已经无法满足当代年轻人对生活品质的需求，现代科技推动时代的发展，在一定程度上改变着人类生活和消费的习惯，因此追求智能化、方便、个性化的家居是一种必然的发展趋势。智能吸油烟机作为智能家居的组成部分之一，它的出现，为人们享受生活提供了一个广阔的平台，进一步推动了家电行业向智能化、高端化的转型。

2）、实现更环保、绿色、便捷的家居生活

现代厨房离不开吸油烟机，一旦烹饪菜肴会产生油烟气影响厨房空气环境，并且现在大多数的厨房采用的是开放式设计，空气流动范围大，更容易照常室内油烟废气污染。吸油烟机作为改善厨房环境的一个重要设备，在人们日常生活中起着很重要的作用。通过实现智能化控制吸油烟机，可监控厨房油烟气，自动化，迅速地将有害气体吸走。智能吸油烟机使住户的控制更加便捷，更加高效，而且在现在这个注重绿色环保的世界，智能的将厨房内的有害气体吸走，让户主可以安心的烹饪美味佳肴，让人们能有一个更环保、绿色、便捷的家居生活。

第四章 系统功能

1方案设计（设计思路）

采用单片机为核心处理器，外接烟雾传感器和光控模块。当在厨房里烹饪菜肴时所产生的油烟气体的浓度达到一定阈值时，发出警报，并自动启动电機迅速将厨房里的油烟气体排出;当室内光线高时，不打开吸烟烟机照明灯，当室内光线低时，打开照明灯;并且采用温度传感器，对环境的温度进行检测，再采用LCD液晶显示屏对温度进行显示。

2系统总体设计

采用AT89C51单片机为主控CPU，用MQ-2烟雾传感器对油烟浓度进行检测，ADC0832（A/D转换芯片）进行数据转换，并通过单片机I/O口将数据传输给单片机，产生信号驱动直流电机工作，同时，蜂鸣器开始报警，待温度下降到下限阈值时，电机停止工作，蜂鸣器停止报警;采用光控模块，控制吸油烟机照明灯的开关;采用DS18B20对环境温度进行检测，显示部分采用LCD1602液晶屏。

3、硬件设计：

1）、主控CPU：采用AT89C51这种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，是一种高效微控制器。

2）、烟雾传感模块：采用MQ-2烟雾传感器，它的检测灵敏度高。它所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。

3）、光控模块：采用光敏三极管，当有光时，对外呈现低阻抗;当无光时，对外呈现高阻抗，通过分压不同从而产生变化的电信号。

4）、温控模块：采用DS18B20这种常用的数字温度传感器，它的接线方便，只占用单片机的一根I/O口，但时序要求严格。

5）、A/D转换模块：采用ADC0832这种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。它能分别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作，采用串行通信方式，可以适应一般的模拟量转换要求。

6）、显示模块：采用LCD1602液晶显示屏，该显示控制简单，操作方便。

7）、报警模块：利用蜂鸣器声音报警，可选用HMB1206，5V这种有源蜂鸣器，当烟雾传感器检测到气体浓度达到阈值上限时，则触发蜂鸣器报警。

8）、电机开关控制模块：通过单片机来控制继电器的闭合。

4、软件设计：

利用中断服务程序控制单片机实现对环境数据的采集以及继电器的开关—控制电机的转动。

参考文献：

[1] 万福君.单片微机原理系统设计与开发[M].合肥：中国科技大学出版社，1995.

[2] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[3] 沙占友.集成化智能传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社，1999.

作者简介：

吕佳璐（1999-），女，汉，四川成都人，学生，绵阳职业技术学院信息工程系2017级，电子信息工程技术专业，擅长单片机项目开发。

向兵（1990-），男，汉，四川南充人，助教，硕士研究生，从事电子产品分析与制作、单片机原理及应用等课程研究。

*项目基金：绵阳职业技术学院，校级精品在线开放课程-《电子产品分析与制作》