摘 要

该毕业设计的目的是为了使家用抽油烟机不单具备基本功能，而且还能智能的报警和采取应对措施即使用传感器来针对厨房餐厅炒菜过程中出现的油烟温度高燃气温度低的特点，使用热敏电阻来检测高温度、污染较严重的烟气，而采用气敏传感器来检测低温度而造成的危险较大的液化气。当厨房里的可燃性气体和油烟到达某一浓度值时，51单片机经过感应各种传感器的状况，使风扇电机控制电路能主动启动并报警，抽油烟机吸走油烟。毕设主要对抽油烟机的可燃性气体检测模块、烟雾检测模块、温度报警模块、定时模块、显示模块、按键模块以及执行电路模块等进行了设计，配合软件分析各个模块的性能即包括控制主程序、中断按键子程序、中断报警程序、显示子程序，从而实现抽油烟机自动控制报警的功能。

本次设计的抽油烟机比较一般的抽油烟机来说通过51单片机施行控制，经过软件程序来自动控制抽油烟机的检测、报警以及处理等功能，使其具备功耗低、操作简单以及价格便宜等特点。

关键词：智能抽油烟机，自动检测，自动报警，51单片机

Abstract

This graduation design is intended to make household lampblack machine not only has the basic function, but also intelligent alarm and take measures to deal with the use of sensors to the kitchen cooking fumes in the process of high temperature gas low temperature characteristics. Thermal resistance is used to detect high temperature, more polluted smoke, and gas sensors are used to detect the lower risk of liquefied gas. When the combustible gas and smoke in the kitchen reach a certain concentration value, the 51 single chip microcomputer senses the conditions of various sensors so that the fan motor control circuit can start and alarm automatically, and the range hood absorbs the soot. Combustible gas bibased lampblack machine main detection module, smoke detection module, temperature alarm module, timing module, display module, keyboard module and execution circuit module is designed with performance analysis software modules including the control of the main program, interrupt subroutine button, display subroutine, interrupt alarm procedures, so as to realize the automatic control alarm function of lampblack machine.

Smoke lampblack machine through 51 SCM control the design of lampblack machine in general, through the software program to automatically control the detection of lampblack machine, alarm and processing functions, which has low power consumption, simple and cheap operation.

Key words: Intelligent Range Hood, Automatic Detection, Automatic Alarm, 51 SCM

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究课题的背景 1

1.2 抽油烟机的危害 4

1.3 研究课题的意义 5

1.4 课题研究的内容 5

1.5 本章小结 6

第2章 智能抽油烟机系统总体设计方案 7

2.1 设计方案的提出与分析 7

2.1.1 方案一 7

2.1.2 方案二 7

2.2 智能抽油烟机设计方案的选择 7

2.3 本章小结 8

第3章 智能抽油烟机系统硬件电路设计 9

3.1 单片机最小模块 9

3.2 温度检测电路设计 9

3.2.1 DS18B20温度传感器 9

3.2.2温度检测电路原理 10

3.3煤气检测电路设计 10

3.3.1 MQ-2气体传感器 10

3.3.2 煤气检测电路原理 11

3.4光线检测电路设计 12

3.4.1光敏电阻介绍 12

3.4.2光线检测电路原理 13

3.5蜂鸣器报警电路设计 14

3.6 风扇、USB灯等负载电路设计 14

3.7 本章小结 15

第4章 智能抽油烟机系统软件算法设计 16

4.1 主模块算法设计 16

4.2温度检测模块流程图设计 17

4.3键盘模块流程图设计 18

4.4 液晶显示模块流程图设计 19

4.5本章小结 19

第5章 智能抽油烟机系统调试与分析 20

5.1 硬件调试 20

5.1.1预设温度值模块调试 20

5.1.2定时模块调试 21

5.2 软件调试 22

第6章 结论 23

附录A智能抽油烟机电控板设计原理图 25

附录B智能抽油烟机电控板设计实物图 26

致 谢 27

第1章 绪论

1.1 研究课题的背景

在20世纪80年代初，我们的抽油烟机开始发展起来，凭借着国外的略微成熟的技术，我国在五金类行业的科技人才尝试性的在我们提出了制造抽油烟机的想法。但是因为国内环境动荡的局限性，对于这种抽油家具没有公司敢于去尝试创造。我国的第一台抽油烟机是上海的一家公司从当时的台湾采购回来的一台成品抽油烟机将其分拆，了解了它的结构之后，自己仿照着图纸做出来的。自从第一台仿制抽油烟机出来以后，中国的抽油烟机制造才正式开始展开起来^[1]。

第二代抽油烟机是一张长约75cm、厚约35cm铁皮罩在排烟机上，他可以悬挂在灶台的上面而且脱离了墙体，通过了几次尝试才实验成功。产业化的抽油烟机才逐渐形成。

第三代抽油烟机的研发要归功于1980年末，浙江的一家公司基于传统老式的抽油烟机成功的研制出深吸型的抽油烟机，它的长度大约是二十五厘米、宽度大约是五十厘米、高度大约在五十五厘米。这种抽油烟机具备了低噪音、对烟雾的吸收快好的特点。然而因为技术不成熟的缺点也较为显著，由于频繁的使用，造成了油渍在风叶转片上不断地积累致使转片重量加大，对于电机的压力也越来越大最终使得抽油效果越来越差，只能通过定期的拆解清洗才能解决。

第四代抽油烟机是在20世纪末浙江省嵊县蒋镇诞生的，杜氏是农民出身的企业家，一次偶然的机会去欧洲一个客户家中访问，正好看到了客户家中独特的抽油烟机外形，这使他突然有了灵感，长达半年之后才制作出了欧式抽油烟机，而嵊县也被国务院命名为厨具之都。自此之后，厨具产业就如当年春秋战国时代的百家争鸣一般，各式各样的抽油烟机同时也给家庭增添了一份色彩。但是各大厂家能做的只是在外形材料上面下文章，在功能方面并不能有突破，特别是在抽油烟机到燃气灶的距离上一直没有进展，导致油烟不能完全吸入，这也成为了下一代抽油烟机研制的重中之重。

第五代抽油烟机是在蜀地四川一家名叫“炉莱特尔”的公司研制出来的，他制作的长达七十五厘米的机箱净化装置从根本上解决了第四代机本质上的问题，它具有不容易碰到头、对油烟的处理效果好而且长期使用不会导致叶片油渍过多、清洗简单等特点，然而再完美的事物也会有缺点，第五代机由于产地在四川，生产原材料极少，大多数的零部件要从远在中国东边的浙江等地采购回来，从地域上限制了发展。

中国抽油烟机的重大突破可以说是侧吸式抽油烟机的出现，他是四川厂家的销售员去山西太原的大学做演示的时候被浙江双发公司的采购员看到，这位采购员十分的上心，当即采购了一台带回了公司，这台侧吸式抽油烟机被带回了抽油烟机的故乡-嵊县，在那之后的一年，从嵊县诞生了能彻底吸净油烟的侧立式抽油烟机，它的优点显而易见吸烟更全面噪声更小，更加的环保而且使用LED冷光源使得工作环境更加的安全。

经过了几十年发展，抽油烟机产业在中国已经比较成熟了，和其他的家电产品相比较，抽油烟机行业的竞争环境显得愈加的猛烈，在国内抽油烟机市场中，长江三角洲和珠江三角洲的的各种大型抽油烟机企业占据了龙头企业的地位。2014年全年，全国抽油烟机的产量高达1895.5万台。2015年上半年全国的抽油烟机产量已经达到了1065万台，相比2014年上半年同期涨幅百分之4.73，在现在的中国产业地图群中，以浙派、粤派、川派、海派组成的四大新兴产业群正在逐渐的取代浙、青、粤组成的老产业生产群^[2]。 

在最近几年随着社会的进步以及人民生活水平的提高，抽油烟机企业开始对人民的饮食习惯以及厨房的烹饪环境做了细致的了解，抽油烟机的种类、技术、性能、外观等方面取得了提高，我国的抽油烟机产业已经形成了以品牌优势以及技术主导的新的领域，美的、华帝、老板、方太等一批抽油烟机企业已逐渐成为我国在这一方面的龙头企业。 

 根据2015年中国产品调研网发布的中国抽油烟机行业现状调查分析及市场前景预测报告显示，中国的城市化人口正在以百分之二十五的速度迅速增长，这主要是由于中国城市化建设的进步以及农村人口向城市的转移，从数据上面看，中国的中小城市的人口规模也在迅速的扩展，这些条件为抽油烟机市场提供了广阔的前景和发展的平台。在报告中也预计了将来中国国内对抽油烟机的需求将保持持续增长的态势，增长率预计会达到百分之15。

《国内抽油烟机行业实情统计分析及市场未来预测报告（2015年版）》为大多数抽油烟机企业的决策者和抽油烟机行业的管理者提供了宝贵的数据，它针对国内抽油烟机行业这些年的情况进行了系统的统计调查，针对一些具体的情况进行了有效的分析，同时它还提到了抽油烟机行业内出现的问题以及抽油烟机企业停滞不前的原因，对抽油烟机今后要解决的问题、要实现的技术、要形成的市场规模大小以及这一行业能实现的最终收益都做出了详细的介绍。

目前来说对于国内抽油烟机生产厂商受益最大的莫过于《2016-2020年国内抽油烟机市场的调查研究与投资收益报告》，这篇报告给各大公司项目经理或者公司高层管理人员传递了正确的经营企业的理念以及在市场投资、市场现状方面做出了详细的指导，并且做出了一个系统的指导方案作为参考标准被各企业管理人员采用学习。在这篇报告中，针对国内抽油烟机当前市场的分析、未来四年内的市场需求以及发展的势头、抽油烟机原材料的价位、全国客户需求比、市场竞争曲线这些情况，报告中做出了明确的指导，对抽油烟机企业具有深远的意义。

第七十四届全球电工委员会组织(IEC)年会和局部的技术组委员会组织(TC)、分部技术组委员会组织(SC)及工作调查组(WG)会议在美国西雅图举办^[3]，会议上作为中国最大的家用电器考察机构CMM向世界同行公布了中国的抽油烟机市场的数据剖析及发展态势，这一声明也标志着中国的抽油烟机市场正式进入品牌形式，品牌影响力正深入大众的内心。这份数据显示，中国市场品牌抽油烟机的销售额，方太抽油烟机占据了绝大多数，而像是老板、西门子等其他品牌的抽油烟机也在市场中占据重要的位置，中国的抽油烟机市场还是非常紧张的。

根据最新的调查显示，厨房在炒菜过程中产生的油烟还有一种致癌物质叫做苯并芘,它主要的会使体细胞染色体产生变异从而导致组织癌变，所以油烟分离板的设计应运而生，由此也产生了中式和欧式抽油烟机的差异，显而易见的区别就在于中式的抽油烟机注意烟气的吸收排放而对于噪声节能特别是油烟的分离工作处理得十分差劲，但是欧式抽油烟机解决了这些问题但是在油烟的抽放方面做的略逊一筹，相比之下也能看出欧式的抽油烟机更有发展的前景，两者在技术方面没有多大差距，中式抽油烟机还有进步的余地。

在厨房炒菜过程中，油烟产生是不可避免的,而油烟的成分十分的复杂，它包括了含有一氧化碳、二氧化碳等的废气、还有一些灰尘等颗粒状的杂物以及油气和水气，总而言之油烟包含了气态、固态、液态三种形态。显而易见处理这些油烟成为抽油烟机的职责所在，那么现在抽油烟机普遍使用的净化方法是分离法，传统的净化方法主要有物理式净化、液体式净化、静电式净化以及组合型净化这几种。物理式净化方法顾名思义是利用一些物理原理比如惯性定理、碰撞或者机械式的分离方法将油烟净化。液体式净化方法则是使用液态水或者水蒸气这些能吸收烟气的原理达到除烟的效果。静电式则是利用了静电原理达到吸附烟气的目的从而完成净化。然而这些都是老式的净化方法目前国内正在研究改进一种新型的油烟净化方式，它就是等离子体净化方式，这项技术十分的先进它的工作方式是设置一个等离子场在高压静电场的前面而在这种情况下将产生一个巨大的能量，而这些能量能够去刺激活性自由基使得油烟降解，经过这一系列的步骤，让油烟微粒附着性降低从而是油烟板更好收集油烟并将它们储存到油槽里面，而等离子体净化油烟还有一个重要途径，就是当高压静电放电过程中，巨大的能量会使有害气体分子的化学键打开，将有害气体分子转换成无害分子或者单质原子。综上所述，我们能够看出来这种等离子体净化方法对油烟的净化效果最好，而且还能使油烟分子转换成无害的分子，符合了现阶段环保卫生的生活方式^[4]。