摘要：厨房里煤气泄漏会造成严重的危害，甚至引起火灾爆炸，另外烹饪的时侯会产生的油烟，本文设计了一个基于单片机的自动抽油烟机，以单片机作为控制核心，以MQ-7传感器为煤气检测元件，以TGS 2600传感器为烟雾检测元件。本抽油烟机会根据厨房的状况做出判断，自动打开抽风机和报警系统，实现自动检测、自动报警、自动排气。使用Proteus软件进行仿真，可自动准确地检测煤气浓度和烟雾的浓度，及时的做出反应，可靠、实用、便于扩展。
关键词：单片机；传感器；自动化；抽油烟机
抽油烟机是将人们做饭、烹饪时所产生的油气、水蒸汽及时地排到室外,减少油污对室内的污染。普通抽油烟机可以起到排污的作用，但有很多不便，要手动打开换挡，不能检测煤气等。自动抽油烟机不仅能根据油烟的大小，自动开户抽风机。还可以在煤气泄漏达到一定深度时自动开启，并报警，从而防止CO中毒和预防火灾。
1.总体设计
本设计由AT8C952单片机模块、MQ-7煤气检测模块、TGS 2600烟雾检测模块、抽风机模块、报警系统等组成。
系统的主要功能是对煤气或天然气的浓度以及烟雾浓度进行实时检测，将检测到的数据跟设定的值进行比对，当检测的值高于所设定的值时，由单片机控制继电器闭合，从而打开抽风机，并发出报警信号，当排出有害气体到检测的值低于设定值时，自动关闭抽风机和报警系统，实现安全保护作用。其系统结构如图1所示。
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图1设计整体框图
2.硬件电路设计
2.1主控模块
本设计采用AT89C52单片机作为控制核心，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
2.2煤气检测模块
该部分检测由M Q - 7气敏传感器输出的信号。MQ-7气敏传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。采用高低温循环检测方式低温（1.5V加热）检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温（5.0V加热）清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。图2 给出煤气检测采集电路。
2.3烟雾检测模块
本系统烟雾传感器选用TGS 2600。TGS2600 对烹调臭味有很高的灵敏度。 这种传感器是利用相对值检知来实现更接近人类感觉的控制，即以空气清洁的时候为基准，通过传感器电阻值比空气清洁时变化了多少来检测空气的污染程度。 具有数字电平信号输出，可直接接到单片机IO口，感应灵敏度可以调节，可设置感应阀值，对香烟、乙醇、烹调科气体，氢气具有调试灵敏度，所以是使用非常方便的传感器，广泛用于空气清新机、油烟检测等的控制中。图3是烟雾检测电路。
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图3 烟雾检测电路
2.4抽风机模块
光电隔离器具有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击，使其在强-弱电接口，特别是在单片机系统中获得广泛应用。单片机 AT89C52 的输出口控制着抽风机的开关, 当输出为高电平时，继电器的触点闭合,使 220V 驱动电源接通，使得抽风机打开，降低 烟雾和CO 的浓度。控制电路如图4所示。
3.软件设计
本设计以51单片机为核心，使用C语言进行编程，可实现对烟雾和煤气的检测处理和报警。整个系统包括系统初始化模块、自动检测模块、报警模块、抽风机模块，主要流程图如图 5 所示。
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图5 主程序流程图
系统上电前首先调节传感器的灵敏度，系统在上电状态下始终进行自动检测模式，一旦检测到浓度高于设定值，系统会立刻发出报警信号，并开启抽风机；当检测到浓度低于设定值值，自动关闭报警信号和抽风机。完成一系列控制操作后继续进行检测。系统仿真如图6所示。
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图6 仿真电路图
4.结束语
本设计以AT89C52 单片机为控制核心,采用气敏传感器MQ-7和烟雾传感器选用TGS 2600为数据采集元件,设计的自动抽油烟机，能对厨房的煤气和烟雾浓度进行检测, 具有检测准备、可靠性高、操作简洁，实现了抽油烟机的自动控制。实验结果表示，当有害气体超标超过设定值时，会自动启动抽油烟机，并伴随有报警，该设计具有自动控制功能，具有不错的市场前景。
参考文献：
［1］杨华,王雪丽．单片机技术应用［M］．电子工业出版社，2017年第一版．
［2］王纳林．基于 M Q - 7 传感器煤气报警系统［J］．自动化技术与应用，201433(12):103-105．
［3］李雪峰．基于51单片机控制的抽油烟机设计[J]．微型机与应用，2003，31（13）：18-24.
论文作者:吴仁君
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：抽风机论文; 单片机论文; 传感器论文; 抽油烟机论文; 煤气论文; 烟雾论文; 浓度论文; 《电力设备》2018年第21期论文;