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1、智能厨房安全检测仪的设计与实现题目：智能厨房安全检测仪的设计与实现摘 要随着时代的发展，科学的进步，人们对于安全方面的关注越来越大，尤其是对于厨房安全方面的重视。在如今这个厨房安全事故频发的现在，厨房安全是至关重要的一环。例如厨房内的温度过高，烟雾太大干扰到人体的呼吸功能，可燃气体的泄露导致火灾甚至爆炸事故以及电路电线安全问题等等一系列的隐患事故，尤其是火灾事故频繁发生。为了防止这些事故的发生，设计了一个系统。本文通过以STM32F103单片机为核心的系统，主要进行厨房内的温度检测和烟雾浓度检测以及报警功能，与此同时，还能实现自动动作功能来对安全事故进行处理。系统包含温度检测电路，烟雾检测电路
2、，声光报警电路，按键控制电路，显示电路以及水泵控制电路等。本系统通过对硬件的电路设计和软件的程序撰写以及设计，将信息的采集处理都通过STM32F103单片机芯片去完成。当险情即将发生或者将要发生的时候，系统发出警报，及时对厨房内的事故进行处理，保障人们的人生安全以及设备安全，使人能更安全地进入厨房工作。关键词：厨房安全，报警器，STM32F103单片机，智能化AbstractWith the development of the times and the advancement of science, people pay more and more attention to safety,
3、 especially the importance of kitchen safety. In todays kitchen safety incidents, kitchen safety is a vital part. For example, the temperature in the kitchen is too high, the smoke is too much to interfere with the breathing function of the human body, the leakage of flammable gas causes fire and ev
4、en explosion accidents, and the safety of circuit wires and the like, and a series of hidden accidents, especially fire accidents occur frequently. In order to prevent these accidents from happening, a system was designed. This article adopts the STM32F103 single-chip microcomputer as the core syste
5、m, mainly for temperature detection, smoke concentration detection and alarm function in the kitchen. At the same time, it can also realize the automatic action function to deal with safety accidents. The system includes temperature detection circuit, smoke detection circuit, sound and light alarm c
6、ircuit, button control circuit, display circuit and water pump control circuit. The system through the hardware circuit design and software programming and design, the information collection and processing through the STM32F103 microcontroller chip to complete. When the danger is about to happen or
7、is about to happen, the system will issue an alarm to deal with accidents in the kitchen in time to ensure peoples life safety and equipment safety, so that people can enter the kitchen safely.Key Words：Kitchen safety, alarm, STM32F103 single chip microcomputer,intelligent第 1 页 共 31页目录第一章 引言51.1 选题依
8、据和意义51.2 国内外现状研究51.3 设计目标和内容51.4 设计方案6第二章 硬件设计部分82.1 单片机最小系统82.2烟雾检测采集电路102.3温度采集电路112.4显示电路122.5声光报警电路152.6 按键电路172.7水泵控制电路172.8 本章小结18第三章 软件设计部分203.1 软件介绍203.2 主程序设计部分213.3报警程序设计及流程图223.4 电源模块软件设计223.5 本章小结24第四章 调试254.1 硬件调试及调试中遇到的问题254.2软件调试254.3 实物展示274.4本章小结29第五章 结 论315.1总结315.2展望31参考文献32致谢33第一
9、章 引言1.1 选题依据和意义伴随着时代的发展，科学的进步，人们对于安全方面的关注越来越大，尤其是对于厨房安全方面的重视。在如今这个厨房安全事故频发的现在，厨房安全是至关重要的一环。在此基础上，于是就有了厨房安全检测这一想法的诞生。目的是通过检测厨房内最容易发生的安全隐患，例如厨房内的温度过高，烟雾太大干扰到人体的呼吸功能，可燃气体的泄露导致火灾甚至爆炸事故以及电路电线安全问题等等一系列的隐患事故，尤其是火灾事故频繁发生。检测这些的发生与否，从而报警，严重时候，采取必要的动作去阻止事故发生，从而保障了厨房内的人员安全以及设备安全，令人们在安全事故发生的时候不会全然不知，让人们有个安全保证。从而
10、使人们能够安心的在厨房内进行工作。1.2 国内外现状研究1.2.1国内研究现状近些年来，由于厨房安全事故频发，经常能听闻燃气泄漏，火灾爆炸等事故从厨房内发生，因此，国内对厨房安全的重视越来越大。开始研究智能厨房安全了，但是由于国内之前对此事关注程度不够大，导致对这些项目的的站站相对落后。虽然这几年国内奋起直追，各大品牌例如海尔，美的，苏宁等电器厂商纷纷投入人力物力来进行这方面的研究，同时，国内各大研究院也在进行研究发展，在这些方面，总算有点起色。1.2.2 国外研究现状1963年5月，日本新宇宙电气公司开发了第一个接触气体泄漏警报。通过18个月的技术改革和改良，除了能够检测气体外，还引入了新一
11、代警报器。它还能够检测其余气体，如一氧化碳，主要用于厨房和浴室的安全检测。1969年2月，因为技术的持续进步，日本研制出世界上第一台半导体气体泄漏报警器。半导体报警器比接触式燃烧装置更灵敏，成本更低，使用寿命更长，因此其应用前景更为广阔。1981年2月，为了尽量避免火灾和爆炸的发生，为了尽量避免火灾和爆炸的发生，日本制定了一项规定，规定必须在居民区、公寓和旅馆安装煤气泄漏报警器。1983年11月，日本静冈县一家娱乐场所的一家餐馆发生瓦斯爆炸。14人死亡，27人受伤。纵观日本历史，这是一起较为严重液化石油气爆炸事故，这起事故引起了日本政府和全日本人民的高度关注。从此以后，日本政府介入了日本的液化
12、石油气企业，对液化石油气的安全进行重点督查。大力推进燃气泄漏报警。1986年5月，日本制定了推广使用安全装置的基本准则。美国16个州的立法还要求在住宅和公寓安装煤气泄漏报警器。经过50年的蓬勃发展，日本不仅在气体报警性能测试方面更加安全可靠，而且在气体传感器开发技术方面也日益成熟。在这项技术方面，日本一直站在国际社会的前列。由于生产企业和日本政府大力提倡使用瓦斯警报，当地的瓦斯爆炸事故率远低于欧美一些发达国家。1.3 设计目标和内容根据课题的设计要求，本文在次介绍了基于单片机的厨房安全检测系统，在厨房内利用各种传感器去检测温度情况以及烟雾浓度，转化为信号传输到芯片，在和预设值进行对比，从而判断
13、是否报警，在发出警报的同时，将控制继电器实现动作去控制事故或者降低灾害的影响。本系统具有两个检测功能，一是温度，而是烟雾浓度；同时还具备灯光报警，声音报警以及继电器动作控制水泵元件工作等功能。本次的设计主要分为两部分，一个是硬件方面的设计，另一个是软件程序上面的设计。主控芯片采用STM32和编程语言采用C语言写的程序。成品的主体被分成1602液晶显示器，温度检测模块，烟雾浓度检查模块，灯光和蜂鸣报警模块，和按钮控制模块和继电器驱动水泵。编程通过C语言来编译，接着将生成的HEX文件通过编码下载器下载到STM32芯片中，紧接着，Proteus这个软件可以用来功能的模拟，确保功能正确完成。1.4 设
14、计方案设计的流程框图如图1.1所示。最重要的是决定微处理器的型号。现考虑使用AT89C51芯片或者STM32F103C8T6芯片。AT89C51芯片与其他芯片相比，他的管脚比较少，能实现的功能数量会变少，储存量也只有4K字节，可能在执行庞大的功能时会导致储存量不足而出现错误现象的发生。而STM32F103芯片就不会存在这种现象。而且STM32F103系统列单片机，相比其他系列单片机具有很多优点。就目前来说，STM32F103单片机的教程和资源相对其他芯片是比较多的，而且功能运行的速度较快；STM32F103系列单片机为程序提供了一个串口,下载起来较为方便；STM32F103单片机内部还专门设置
15、了一个看门狗电路，令它的抗干扰能力变得十分强大。综合上述种种有点，本设计选用STM32F103芯片。 图1.1STM32F103C8T6这块芯片是本次设计所使用的芯片，它的里面存在了一个64KFLASH程序存储器。芯片的数据处理功能主要由数字温度传感器DS18B20和MQ-2烟雾传感器来完成。两个传感器收集数据进行分析判断和处理，再根据数据的特定条件下，传送至到电源指示灯，蜂鸣器和继电器，随后判定是否动作。整个系统的设计分为两个大块，第一个方面是硬件的电路图设计，第二个方面是软件程序语言的编程设计。硬件的电路图设计里面有灯光蜂鸣报警控制电路，温度和烟雾浓度收集电路，实时数据显示电路，操作电路，动作控制电路。程序语言的编程设计包括主体的总控制程序，温度和烟雾情况的收集程序，电源指示器显示程序和驱动输出的动作程序，均由基础的C语言系统来编程实现。 第二章 硬件设计部分硬件电路系统工作的载体，主要有单芯片微型计算机的最小系统，灯光蜂鸣报警控制电路，温度和烟雾浓度收集电路，实时数据显示电路，操作电路，动作控制电路等。烟检测采集电路和温度采集电路实现信号采集，并且显示模块，水泵控制，声光报警
