摘 要

电磁炉是现今家庭生活设备中必不可少的一种电器，越来越受到用户的青睐。作为目前发展最快、市场增幅最高的家电产品之一，电磁炉具有成本低、安全性高等优点。然而，由于生产厂家过于追求低成本，致使其硬件集成度高，功能比较单一。

在本课题中，对传统的电磁炉进行了分析与改进。本课题基于感应加热原理，并且加入了无线通信的技术。目前，智能家居已经成为社会信息化发展的重要组成部分，现代化家居的发展进度与现状更是标志了一个国家的现代化进程，同时体现着国民的生活水平。在电磁炉与手机移动端之间进行无线通信，既符合了用户对智能化的需求，也保证了操作上的安全性、便捷性。

在设计过程中，运用PID控制原理来调控功率，同时进行了加热功能、无锅检测、温度检测、通信数据提取等。单片机程序结构有主程序和定时器中断程序两个部分，经过反复试验，对出现的问题进行分析并解决，基本完成了基于无线通信的智能电磁炉的设计与实现。

关键词：PID；无线通信；感应加热

Abstract

Nowadays,induction cooker is an essential electrical appliance of family life equipment,which are adored by more and more users. As one of the home appliances which have the fastest growing rate and the highest increase market sales, induction cooker has advantages in low cost and high security.However, the manufacturers pursue low-cost too much resulting in high hardware integration and simple function.

In this subject, the traditional induction cooker has been analyzed and improved. This topic is based on the principle of induction heating, and joined the wireless communication technology. At present, the smart home has become an important part of the development of social information, the development and the status of modern home is a symbol of a country's modernization process, while reflecting the national standard of living.Building wireless communication between the induction cooker and the mobile phone is not only in line with the users' intelligent needs, but also ensuring the security and convenience of the operation.

In the design process, PID control principle is used to control the power.At the same time,the heating function, no pot detection, temperature detection and communication data extraction are carried on. The program structure of the microcontroller has two parts: main program and timer interrupt program. After repeated tests, the problems are analyzed and solved. The design and implementation of the intelligent induction cooker based on wireless communication is basically completed.

Key words:PID;wireless communication;induction heating

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.1.1 课题背景 1

1.1.2 课题意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 本课题的研究内容与结构 3

1.3.1 课题的研究内容 3

1.3.2 本文结构 3

第2章 方案论证与设计 5

2.1 电磁炉感应加热原理 5

2.1.1 感应加热基本工作原理 5

2.1.2 电磁炉感应加热系统 6

2.1.3 电磁炉的主电路结构 6

2.2 PID控制原理 7

2.3 谐振电路的方案选择 8

2.4 无线通信方案选择 10

2.5 系统总体结构设计 11

第3章 基于无线通信的智能电磁炉的硬件设计 13

3.1 电压谐振电路 13

3.2 保护电路 14

3.2 无锅检测模块 15

3.3 无线通信模块 16

3.4 显示模块 16

第4章 基于无线通信的智能电磁炉的软件设计 18

4.1 总程序流程 18

4.2 无锅检测流程 19

4.3 中断程序流程 19

4.4 无线通信模块 20

第5章 总结与展望 22

参考文献 23

致 谢 24

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 课题背景

在半个多世纪以前，第一台家用电磁炉由德国人创造出来。随后，美国人开始进行电磁炉的生产制造。从此，电磁炉开始进入国民的视野，成为必不可少的厨房烹饪工具。作为现代厨房革命的产物，电磁炉是不需要明火加热或传导式加热的厨房用具，完全不同于传统意义上的有火加热或无火传导加热的锅具。目前，电磁炉在西方发达国家比较流行，使用率也比较高，有80%左右的家庭在使用^[1]。在我国，随着国民生活水平的逐步提高以及厨房电气化程度的提高，电磁炉也慢慢地流行起来，越来越多的人开始使用电磁炉。在安全、节能和高效这些方面，相较于其他厨房电器以及传统灶具，电磁炉显现出了很大的优越性，特别是在环保上，它的优势更为突出^[2]。电磁炉有一些先进功能，例如检测是否有锅具以及温度过高进行保护等。电磁炉既不会像传统锅具那样产生明火，也不会产生视觉污染以及电路短路等问题，此外，电磁炉不会像煤气灶一样在燃烧时产生废气，更重要的是不存在诸如液化气泄漏造成中毒或者爆炸的隐患。此外，电磁炉更加易于清洁，而且体积小巧，能够在省电以及有一定安全性的情况下轻松完成料理^[3]。因此，作为新型家电产品，电磁炉凭借其漂亮的外观、简便的操作以及环保节能的概念逐渐赢得了众多消费者的青睐。

随着科技的飞速发展，智能家居用户群体逐渐扩大，用户的服务需求也变得越来越高，可以预测到未来家电行业的主要趋势是在移动端和家电间实现无线通信，包括电视、冰箱以及厨具在内的家用设备正在慢慢地步入智能、节能和高效的新兴领域中，用户能够更好地享受舒适、便捷的生活^[4]。在电磁炉与移动端之间实现无线通信，既契合了用户对智能化的需求，也保障了操作上的安全性、便捷性。

1.1.2 课题意义

近些年来，国内市场对电磁炉的需求量非常地大。电磁炉已经成为市场上相对更受欢迎的家电产品之一。随着越来越多的人将注意力放在环保和节能这两方面，电磁炉作为一种既环保又节能的烹饪器具，其市场潜力是巨大的^[5]。在这样的形势下，国内的许多电器厂家把智能化电磁炉作为生产制造的重点方向，功能更齐全、更加智能化的电磁炉受到生产厂家的关注，并且生产厂家投入了大量的资金去开发^[6]。