基于單片機的廚房安全檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)中文摘要隨著時代的發(fā)展和科技的進步，人們越來越重視安全，尤其是廚房安全。在廚房安全事件頻發(fā)的今天，廚房安全的檢測對人們來說非常重要。目的近年來，廚房燃氣泄漏引發(fā)的爆炸和火災(zāi)事故日益增多。為了消除廚房安全隱患，設(shè)計了一種新型的廚房安全裝置。方法以AT89C51單片機為核心，結(jié)合KEIL、Proteus等軟件，設(shè)計了智能廚房安全檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由天然氣濃度檢測模塊、煙霧檢測模塊、溫度檢測模塊、顯示模塊和報警模塊組成。結(jié)果該設(shè)計能實現(xiàn)廚房環(huán)境的實時檢測、快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)顯示和報警。如果檢測到廚房煤氣泄漏，系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警，并驅(qū)動電機開窗通風(fēng)。如果檢測到廚房溫度過高，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警并進行降溫處理。如果廚房內(nèi)煙氣濃度過高，系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警，并進行排煙處理。通過軟件程序設(shè)計、仿真和硬件電路相結(jié)合，使本設(shè)計具有報警及時、價格低廉、操作維護方便等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：AT89C51；檢測；處理；廚房安全目錄第一章緒論 圖10聲光報警電路3.7A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路本系統(tǒng)選用ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，ADC0832與單片機的接口為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DI、DO，與單片機的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相連。如果adco832處于非活動狀態(tài)，則其CS輸入應(yīng)處于高電平。在這種情況下，芯片是禁止使用的，其他引腳的高度可能是任意的。如果要執(zhí)行a/D轉(zhuǎn)換，則CSenable終端的電平必須更改為低電平，并且必須保持此低電平狀態(tài)，直到轉(zhuǎn)換完成。在這種狀態(tài)下，芯片開始模數(shù)轉(zhuǎn)換。同時，CPU將時鐘脈沖輸入到轉(zhuǎn)換器芯片CLK的時鐘輸入端，并且do/di終端使用從di終端的輸入信道功能中選擇的數(shù)據(jù)信號。在第二和第三個脈沖下降之前，ch1連接到氣體濃度傳感器的模擬信號輸出MQ-5，CH2連接到煙霧濃度傳感器的MQ-2模擬信號輸出。經(jīng)過a/D轉(zhuǎn)換后，數(shù)字信號被轉(zhuǎn)換到單片機發(fā)送。 圖10A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路3.8執(zhí)行電路在單片機接受信號并與閾值進行判斷后，判斷溫度、燃氣濃度、煙霧濃度超標(biāo)后，Relay接口處于高電平，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，線圈充電，電磁鐵吸合，常開觸點閉合，執(zhí)行器件通電工作，將會作制冷、排氣通風(fēng)、噴灑滅火、打開窗戶等措施。本系統(tǒng)采取家用排風(fēng)機，L298n驅(qū)動器，385直流電機。系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件是在單片機開發(fā)軟件keil平臺上設(shè)計的。程序包括主程序、液晶顯示子程序、報警子程序和執(zhí)行子程序。在主程序中，首先系統(tǒng)初始化，然后傳感器開始采集數(shù)據(jù)并顯示在LCD顯示屏上， 單片機開始處理數(shù)據(jù)判斷是否超過預(yù)設(shè)閾值。如果溫度或氣體濃度或煙霧濃度超過設(shè)定閾值，啟動報警子程序觸發(fā)報警，調(diào)用執(zhí)行子程序，進入主程序循環(huán)。系統(tǒng)還通過按鈕手動設(shè)置預(yù)置閾值，通過按鈕設(shè)置溫度、氣體濃度、煙氣濃度的閾值。4.1主程序流程圖圖11主程序流程圖4.2報警與執(zhí)行子程序程序通過調(diào)用顯示函數(shù)、按鍵調(diào)整函數(shù)和if條件語句來完成。程序清晰，模塊化編程，直接調(diào)用功能，方便后期維護。該程序占用內(nèi)存空間小，運行速度快。它能快速報警并執(zhí)行相關(guān)程序。其關(guān)鍵代碼如下：voidShow(){ if(SW_1==1) { Smoke=read_adc0832_1(0)*39/100; Gas=read_adc0832_1(1)*39/100; //第一個ds18b20讀取溫度處理 ReadyReadTemp_1(); //讀溫度準(zhǔn)備 TL_1=ReadOneChar_1(); //先讀的是溫度低位 TH_1=ReadOneChar_1(); //接著讀溫度高位 if(TH_1>=8) { TH_1=~TH_1; TL_1=~TL_1; TL_1=TL_1+1; if(TL_1==0) TH_1+=1; else; DS_TN_1=TH_1*16+TL_1/16; DS_TD_1=(TL_1%16)*63; } else { DS_TN_1=TH_1*16+TL_1/16; DS_TD_1=(TL_1%16)*62; } //對讀取到的溫度異常進行處理 if(DS_TN_1>200) { DS_TN_1=0; } elseif(DS_TN_1<=0) { DS_TN_1=0; } else { DS_TN_1=DS_TN_1; } WenDu_Str[0]=DS_TN_1/10+'0'; WenDu_Str[1]=DS_TN_1%10/1+'0'; WenDu_Str[2]=0xdf; WenDu_Str[3]='C'; WenDu_H_Str[0]=WenDu_H/10+'0'; WenDu_H_Str[1]=WenDu_H%10/1+'0'; Smoke_Str[0]=Smoke/10+'0'; Smoke_Str[1]=Smoke%10/1+'0'; Smoke_Str[2]=''; Smoke_Str[4]='%'; Smoke_H_Str[0]=Smoke_H/10+'0'; Smoke_H_Str[1]=Smoke_H%10/1+'0'; Gas_Str[0]=Gas/10+'0'; Gas_Str[1]=Gas%10/1+'0'; Gas_Str[2]='%'; Gas_H_Str[0]=Gas_H/10+'0'; Gas_H_Str[1]=Gas_H%10/1+'0'; LcdShowStr(0,0,"T:"); LcdShowStr(2,0,WenDu_Str); LcdShowStr(7,0,WenDu_H_Str); LcdShowStr(11,0,"g:"); LcdShowStr(13,0,Gas_Str); LcdShowStr(0,1,"S:"); LcdShowStr(2,1,Smoke_Str); LcdShowStr(7,1,Smoke_H_Str); LcdShowStr(13,1,Gas_H_Str); if(Select_Flag==0) { LcdShowStr(9,0,"<"); LcdShowStr(9,1,""); LcdShowStr(15,1,""); } elseif(Select_Flag==1) { LcdShowStr(9,0,""); LcdShowStr(9,1,"<"); LcdShowStr(15,1,""); } else { LcdShowStr(9,0,""); LcdShowStr(9,1,""); LcdShowStr(15,1,"<"); } if(DS_TN_1>WenDu_H||Smoke>Smoke_H||Gas>Gas_H)//對異常溫度或燃氣濃度或煙霧濃度進行處理 { Beep=1;//蜂鳴器運行 if(DS_TN_1>WenDu_H)//溫度異常 { LED_1=0;//LED燈亮 Relay_1=1;//制冷處理 } else { LED_1=1; Relay_1=0; } if(Smoke>Smoke_H)//煙霧濃度過高 { LED_2=0;//LED燈亮 Relay_2=1;//排氣機運行排氣換氣 } else { LED_2=1; Relay_2=0; } if(Gas>Gas_H)//燃氣濃度超標(biāo) { LED_3=0;//LED燈亮 Relay_3=1;//排氣扇運行排氣換氣 Relay_4=1;//噴灑滅火 Relay_5=1;//電機啟動打開窗戶 } else { LED_3=1; Relay_3=0; Relay_4=0; Relay_5=0; } } else { LED_1=1; LED_2=1; LED_3=1; Relay_1=0; Relay_2=0; Relay_3=0; Relay_4=0; Relay_5=0; Beep=0; } } else { LcdShowStr(0,0,""); LcdShowStr(0,1,""); LED_1=1; LED_2=1; LED_3=1; Relay_1=0; Relay_2=0; Relay_3=0; Relay_4=0; Relay_5=0; Beep=0; } }voidSystem_Init(){ InitLcd1602(); //LCD1602顯示初始化 LED_1=1; LED_2=1; LED_3=1; Relay_1=0; Relay_2=0; Relay_3=0; Relay_4=0; Relay_5=0; Beep=0;}4.3軟件仿真在Keil軟件上進行編程，在編譯沒有錯誤沒有警告的條件下，用Proteus進行仿真，通過按鍵來調(diào)節(jié)溫度、燃氣濃度和煙霧濃度預(yù)先設(shè)置的閾值。通過調(diào)節(jié)溫度傳感器DS18B20，MQ-2傳感器，MQ-5傳感器內(nèi)的電阻阻值來改變溫度、燃氣濃度和煙霧濃度的實時值。在超過預(yù)設(shè)閾值后，報警系統(tǒng)啟動。LED燈亮，蜂鳴器開始響起。溫度超標(biāo)，溫度過高指示燈亮起，Relay1接口收到脈沖，空調(diào)開始運行，進行降溫處理，同時LED燈2亮起，表示執(zhí)行設(shè)備正在運行。煙霧濃度超標(biāo)之后，煙霧超標(biāo)指示燈亮起，Relay2接口收到脈沖，排氣扇開始工作，進行排氣換氣，LED燈3亮起，表示設(shè)備正在運行。燃氣濃度超標(biāo)后，燃氣超標(biāo)指示燈亮起，Relay2、3、4、5接口收到脈沖，排氣扇工作，進行通風(fēng)換氣。同時噴灑滅火，驅(qū)動器驅(qū)動電機運行打開窗戶，5s后電機停止工作。LED燈2、3、4、5亮起，表示執(zhí)行設(shè)備正在通電運行。結(jié)論經(jīng)過這一次的畢業(yè)設(shè)計，我進一步加深了對單片機相關(guān)知識的了解和認識，并能熟練運用Proteus和Keil等專業(yè)軟件進行編程和電氣原理圖的繪制，使我對此次論文的大致構(gòu)造和相關(guān)器件的知識有了更加深刻的理。所選傳感器檢測精度較高，功能相對穩(wěn)定。LCD1602顯示器顯示穩(wěn)定，數(shù)字清晰，能夠直觀地從屏幕上獲取檢測數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值。利用C語言編程設(shè)計，語言簡潔，具有較好的移植性，擁有可讀性較強，反應(yīng)速度較快等特點。本系統(tǒng)比較穩(wěn)定可靠，檢測數(shù)值相對精準(zhǔn)，很適合用于廚房安全檢測。并對相關(guān)檢測值超標(biāo)及時采取有效的措施。在生活中，可能因為各種原因，如不同地方的氣候環(huán)境導(dǎo)致溫度各有差異，不同的家庭內(nèi)的廚房環(huán)境各不相同。此次設(shè)計的安全檢測系統(tǒng)可以令使用者通過按鍵來設(shè)置不同的數(shù)值濃度下限來應(yīng)對不同廚房環(huán)境，在超過設(shè)置的限制閾值后，對其進行有效的檢測和報警，接著繼電器實行電器的通電來進行對應(yīng)的處理。此系統(tǒng)具有良好的市場前