智能油烟机的设计.docx

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智能油烟机的设计

设计总说明

Householdrangehoodtotalcontrolsystemdesign

1.绪论

1.1设计的研究背景及意义

1.2油烟机的简介

1.3本章小结

2.方案论证

2.1硬件的选择

2.2本章小结

3.系统电路的设计

3.1检测电路设计

3.1.1煤气检测

3.1.2烟雾温度检测及显示

3.1.3按键输入

3.1.4系统自动复位电路

3.2主控制电路设计

3.2.1AT89S52

3.2.2A/D转换器

3.3本章小结

3.4.软件程序设计

3.4.2PWM波调速流程图

4.结论

5.参考文献

6.附录

7.致谢

家用吸油烟机控制系统

设计总说明

随着科技的不断发展，在我们日常生活中抽油烟机扮演着很重要的角色，抽油烟机顾名思义就是要抽走油烟，一个好的抽油烟机可以创造一个好的烹饪环境，提高生活质量，在日常生活中我们见到的油烟机一般的只是实现油烟机的开关和对风速的调节，而本次对于油烟机系统的设计基本包括检测部分和控制部分，设计的任务是：

单片机为核心控制抽油烟机，此次设计除了一般的功能外如：

基本开关，风速强弱的调节，还要实现烟雾的自动检测，通过检测到的结果，来调节风力大小减少烟雾，最后要实现煤气的检测和报警功能并利用按键实现风速的手动控制。

设计中选用AT89S52单片机作为控制中心来控制抽油烟机系统，选用AT89S52单片机的原因是因S5x系列的单片机比起C5x系列的单片机来说拥有较低功耗，高性能特点，而且C5x系列单片机上增加了看门狗定时器和在线更新程序的功能。

不需要在外部再外加看门狗，降低了单片机外围电路的复杂性。

根据任务书，实现抽油烟机的基本开关功能就是实现手动的启动和关闭功能，启动时抽油烟及通电风扇转动，抽油烟机正常工作，关闭时抽油烟机断电工作停止。

抽油烟机烟雾温度自动检测功能，本次设计中是对烟雾温度进行检测，将检测到的温度通过单片机AT89S52显示在液晶屏上，通过人对液晶屏上数据的显示来手动调节风速的强弱（大小）。

抽油烟机中检测烟雾温度的传感器使用的是DS18B20，能够感应并测量到的温度范围适用于日常烹饪时的温度坏境，并且内部有热温上、下限警告的设置，很适合应用在抽油烟机控制系统中。

将DS18B20连接到单片机AT89S52的引脚上，通过单片机分析和检测来控制LCD液晶显示，本设计中液晶显示模块采用的是LCD1602。

调节风力大小就是既可以实现人对按钮的手动操作，又可以通过检测油烟温度自动切换风速，通过单片机AT89S52控制来控制电机的转速。

设计中要实现抽油烟机使用的过程中检测煤气并实现报警功能首先要选定检测煤气的传感器，我采用的是SnO2（MQ-2气体传感器）来检测厨房中产生的可燃气体，在厨房中的可燃气体就是煤气，当气敏器件对煤气中可燃气体浓度进行检测并通过单片机分析和控制，然后做出反应使得蜂鸣器响应并报警，听到报警后按下复位按钮复位。

设计中的报警提示采用的是蜂鸣器，蜂鸣器在工作时会发出很大的响声，有警示的作用。

本设计针对厨房产生的烟雾设计相应的抽油烟机。

首先介绍抽油烟机的概念、结构、工作原理等内容，说明了抽油烟机产品在日常生活所起到重要作用。

其次对系统总体设计进行了概况阐述，油烟机不仅具备的基本功能，而且还能利用温度传感器进行烟雾温度的自动检测，并根据显示的温度，自动切换油烟机的风力开关，调节风力大小，实现智能化吸油烟功能。

依此设计了相应的软硬件，论文的硬件部分主要设计了油烟机的数据采集检测模块、显示模块、电路模块等，对系统做了整体的设计，系统软件部分主要是对各模块的流程做了详细得分析，并且编写了相应的汇编程序来实现相应的功能。

有显示子程序、键盘中断扫描程序、软件报警程序。

从而实现了抽油烟机自动控制的功能。

本次设计的抽油烟机主要靠单片机进行控制，通过软件设计来调节电机的转速，所以相对于普通的抽油烟机来说，灵活性比较好，功耗低，体积小，便于操作；同时可以做到自动检测。

综上，通过单片机AT89S52控制抽油烟机智能工作，加入气敏传感器（检测煤气），对煤气进行检测并报警，加入温度传感器进行对烟雾温度的检测实现手动和自动调节风速的强弱，最终实现安全，洁净，高效的烹饪环境。

关键词：

单片机；控制；传感器；检测

Householdrangehoodtotalcontrolsystemdesign

Alongwiththedevelopmentofscienceandtechnologyinourdailylifeplaysanimportantrole,takelampblackchancetakelampblackchancejustasitsnameimpliesistotakelampblack,agoodsmokelampblackmachinetocreateagoodenvironmentofcooking,improvetheefficiencyandqualityoflife,lifelampblackmachineweseeinourdailylifeistorealizetheswitchoflampblackmachineandpartoftheadjustmentonlycontrolthewind,andtheforthedesignoflampblackmachinesystemincludingbasictestingpartandcontrolpart,thetaskofdesignis:

thesinglechipprocessorasthecorecontrolsmokelampblackmachine,thedesigninadditiontogeneralfunctionssuchas:

thebasicswitch,theadjustmentofthewindspeedstrength,butalsorealizetheautomaticdetectionofsmoke,throughthedetectedresults,toadjustthewindsizetoreducesmog,finallytoachievethefunctionofgasdetectionandalarmandusethekeytorealizemanualcontrolofwindspeed.

UseAT89S52singlechipmicrocomputerasthecontrolcentertocontrolinthedesignofsmokelampblackmachinesystem,theselectionofAT89S52singlechipmicrocomputerforS5xseriessingle-chipmicrocomputeristhecauseofthanC5xseriessingle-chipmicrocomputerhaslowerpowerconsumption,highperformancecharacteristics,andincreasedthewatchdogtimerC5xseriessinglechipmicrocomputerandthefunctionofonlinetoupdatetheprogram.Don'tneedplusawatchdogtoincreaseagaininexternalmicrocontrollerperipheralcircuitcomplexity.

Accordingtothetaskofsmokelampblackmachinebasicswitchfunctionistoachievethefunctionofmanualstartupandshutdownandstartuptakelampblackandelectricfanrotation,smokelampblackmachinetoworkproperly,poweroffsmokelampblackmachinetostopwork.

Smokelampblackmachinesmoketemperatureautomaticdetectionfunction,thedesignwastotestthesmoketemperature,willbethetemperatureofthedetectedbysinglechipmicrocomputerAT89S52devicesisdisplayedintheLCDscreen,throughthedataontheLCDdisplaytomanuallyadjustthestrengthofthewindspeed（size）.SmokelampblackmachineinthedetectionofsmokecamberofsensorisusedDS18B20,inductionandthemeasuredtemperaturerangeminus55degreesCelsiusonehundredandtwenty-fivedegreesCelsius,andontheinternalheattemperature,lowerlimitwarningSettings,verysuitableforapplicationinsmokelampblackmachinecontrolsystem.ConnecttheDS18B20topinonSCMAT89S52,throughtheanalysisofthesinglechipmicrocomputertocontroltheLCDliquidcrystaldisplayanddetection,thedesignofliquidcrystaldisplaymoduleadoptstheLCD1602.Adjustthewindsizeisthemanualoperationofthebutton,bysingle-chipmicrocomputerAT89S52controltocontrolthemotorspeed.

Toimplementinthedesignofsmokelampblackmachinetouseintheprocessofdetectinggasandrealizethealarmfunctiontofirstselectthegassensor,IadoptSnO2gassensor（MQ-2）todetectthecombustiblegasinthekitchen,combustiblegasisgasinthekitchenwhenthegassensortotesttheconcentrationofcombustiblegasinthegasandbysingle-chipcomputeranalysisandcontrol,thenmakereflectresponseandmakethebuzzeralarm,presstheresetbuttonresetafterheardthealarm.

InthedesignofalarmpromptUSESabuzzer,buzzerwouldbemadealotofnoiseatwork,havetheeffectofthewarning,buzzerbelongstoakindofpolarityoftheelectroniccomponents,therearetwokindsofmodels,modelsaredividedintotwocategories,onekindisactivetheotherkindispassive,activetypeofpassivetypebuzzerbuzzeranddifferentistheinternalsourceofoscillation,aslongasthebuzzerelectricity,willworktheirwarnings,anddifferenttypeandactive,passivetypebuzzerifusedcsignaldrive,notsinging,mustbedrivenbysquarewave.Inordertofacilitatesimple,typeselectioninthedesignoftheactivebuzzer,whengassensortodetectthegasconcentrationistoohigh,thedesignofinterruptserviceroutinetopickupbythesinglechipmicrocomputerinputportonelowlevel,makethebuzzeralarmsound,buttothebuzzeralarmisinsmokelampblackmachinetostart.

Thispaperaimsatthekitchensmokedesigncorrespondingsmokelampblackmachine.Paperfirstintroducestheconcept,structure,workingprincipleofsmokelampblackmachine,etc.,tosmokelampblackmachineproductplayanimportantroleinourdailylife.Secondpaperprofilefortheoveralldesignofthesystem,notonlyhasthebasicfunctionoflampblackmachineinthekitchen,andstillcanusegassensorstosmoketheautomaticdetection,andaccordingtothetesttolampblacksize,automaticswitchinglampblackmachinewindswitch,adjustthewindsizetorealizeintelligentabsorblampblackfunction.Thecorrespondinghardwareandsoftwareinthisdesign,thethesismainlydesignthehardwarepartofthedisplayoflampblackmachinemodule,dataacquisitionmodule,implementthecircuitmodule,thesystemdotheoveralldesign,systemsoftwarepartmainlyistheprocessofeverymodulehasmadethedetailedanalysis,andwritetheringcorrespondingassemblertorealizethecorrespondingfunction.Displaysubroutine,datacomparisonsubroutines,datacollectionprocedures.Soastorealizethefunctionofthesmokelampblackmachineautomaticcontrol.Thedesignofthesmokelampblackmachineismainlycontrolledbysinglechipmicrocomputer,throughthesoftwaredesigntoadjustthespeedofthemotor,sorelativetoordinarysmokelampblackmachine,betterflexibility,lowpowerconsumption,smallsize,easyoperation;Atthesametimecanachieveautomaticdetection.

Accordingtotheabove,throughthesingle-chipmicrocomputerAT89S52controlcanworktakelampblackwitandjointhegassensor,thegasdetectionandalarm,joiningtemperaturesensorfordetectionofsmoketemperaturemanualadjustingthestrengthofthewindspeed,finallyrealizesthesafe,clean,efficientcookingenvironment.

Keywords:

Single-chipmicrocomputer;control;sensors

1.绪论

1.1设计的研究背景及意义

二十一世纪的厨房基本上是不能够没有煤气灶和抽油烟机这些设备的，只要使用煤气灶就会有煤气泄漏的危险和油烟的产生，除此以外还伴有一些混合气体，气体内含有很多的水汽和乙烷，这样就会影响厨房的空气环境，为了人的健康和安全着想，就要安装抽油烟机来吸走这些有害气体，营造一个安全舒适的烹饪环境。

我们日常生活中的一切都在发生着翻天覆的变化，就连厨房设施也在不断的更新中，作为烹饪中必不可少的设备油烟机扮演着很重要的角色。

抽油烟机顾名思义就是要抽走油烟，一个好的抽油烟机可以创造一个好的烹饪环境，提高生活效率和生活质量。

如今的厨房，人们对它除了基本要求以外，在美观度和时尚度方面也有了一定的要求，厨房更讲究安全、健康、舒适、智能。

抽油烟机作为现代厨房必不可少的一种装置直接影响到厨房的卫生环境，安全问题及人们的健康需求。

有关的组织对普通住户家中经常烹饪食物所产生的油烟进行取样收集，再将这些样品进行处理和分析，大约200多种化学物质被检测出，其中主要包括的有烃、酯、内酯、醇、醛、酮、脂肪酸、杂环化合物等。

烹调油烟中一些化学致癌物也被发现了。

一种叫丙烯醛的物质，会在油温接近或达到150℃时产生，这种物质有味道刺鼻，会刺激到人的眼睛、鼻子及黏膜；当油温达到更高的温度时，就很容易产生一些有毒的化学物质，并且会产生凝聚体，使我们的身体受到伤害，甚至会有得癌症的风险。

家用的油烟机不但可以将灶台上燃烧时产生的废渣和烧焦的物质，烹饪时产生的油烟特别是有害烟雾快速抽走，排向室外，减少室内污染物，净化室内的环境，而且家用抽油烟机还可以防止爆炸的发生、防止人员中毒的安全保障的作用，一般在日常烹调中产生的油烟可以通过安装的家用抽油烟机抽出，减少人们室内的有毒物质，提高生活环境的空气质量，减少油烟中产生的有毒物质，减弱这些有毒物质对人体的伤害。

所以抽油烟机在人们的日常生活中有着重要的意义，人们的身体健康、空气环境都离不开抽油烟机。

在日常生活中我们见到的油烟机一般的只是实现油烟机的开关和对风速的调节只有控制部分。

而本次对于油烟机的设计系统基本包括检测部分和控制部分，设计的任务是：

单片机为核心控制抽油烟机，此次设计除了一般的功能外如：

基本开关，风速强弱的调节，还要实现烟雾的自动检测，通过检测到的结果，来调节风力大小减少烟雾，最后要实现煤气的检测和报警功能并利用按键实现风速的手动控制。

通过单片机AT89S52控制抽油烟机智能工作，加入气敏传感器（检测煤气），对煤气进行检测并报警，加入温度传感器进行对烟雾温度的检测实现手动调节风速的强弱，最终实现安全、洁净、高效的烹饪环境。

1.2油烟机的简介

抽油烟机的外形如图1-1所示

图1-1普通抽油烟机外形

如今的厨房是离不开抽油烟机了，它在我们生活中起到很重要的作用，是其它一些家电无法替代的。

就在我们平时烹饪的时候会产生很多油烟，这些油烟里含有着许多对人体有害的物质，如果长时间待在这样的环境中而且不通风，油烟很多的情况下，会很容易患病。

作为一个物产丰富，地大物博的国家，一般在中国人的饮食习惯中烹饪的方式很多样，中国人喜欢以炒、烹、煎、炸的方式做饭和烹饪。

所以在中国老百姓的厨房里油烟很是常见，而且厨房的环境往往都处于油腻情况下而且要借助除油渍的洗涤剂来清洗，很麻烦。

这些烹饪时产生的油烟对人的健康也会有害处，改变厨房环境需要一个重要的装置—抽油烟机。

油烟机，可以抽走大部分的油烟，改善厨房空气，改善烹饪环境，减少油烟对人身体的伤害，可以说是油烟的“天敌”。

如图1-1所示普通抽油烟机的外形。

下面就介绍一下平常我们所见到的抽油烟机的结构。

抽油烟机结构由除了能够直接看到的照明装置，电源的开关，电源线路、机壳以及看不到的风道、风机、止回阀、集排油装置等构成。

照明装置，顾名思义就是提供烹饪时所需光照，照明装置全封闭防止油烟进入。

电源开关，在日常生活中我们常见的为机械式开关，除此以外还有触摸式开关。

机壳，有壳体和面板两部分构成，壳体一般采用一定技术使外形光洁，美观而不易生锈，方便清洗使用时间长。

内壳里一般为弧形对称的空间，内壁和风扇之间会有一定间隙，当风扇高速旋转，由于离心力的作用，油烟被抽出来，污油扔到螺旋线的最低点，经过导油管进入集油盒内。

风道，顾名思义也就是排除油烟的通道，材料与油烟机的机壳相同，风道的结构如果设计的合理那么抽油烟机的排风效果就比较好，工作时也不会有很大的噪音影响烹饪环境。

风机，在抽油烟机工作时风机是抽油烟机系统的核心，一般使用全封闭的单相电容运转式异步电动机作为抽油烟机的工作风机。