基于单片机的智能厨房报警系统.doc

1 序言1.1课题背景及研究意义 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机的发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起。如今单片机的应用已经渗透到电力、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业，它所给人们带来的方便也是不可否认的，其中智能厨房就是一个典型的例子。随着人们物质生活水平的提高，厨房对生活的节奏与质量起着重要的作用。当代厨房设计首先提倡的宗旨就是“以人为本，既注重人性化，又要保证安全”[1]。 在当今高速发展的社会中，随着人们生活水平日益的提高，人们对自身所处的环境越来越关心，家庭厨房安全已成为当今小康之家优先考虑的问题。历来火灾统计数据显示，居民住宅和宿舍火灾占有较大比重，约占到火灾总数的三分之一，而厨房又是家庭防火的重点目前厨房火灾在家庭安全事故中占有很大比例,特别是煤气、天然气泄漏导致的窒息、爆炸日益增多,极大地威胁着人民的生命和财产安全。它通过传感器网络实时检测房间里是否有火焰和可燃气体,分析传感器传回的数据判断是否发生火灾或燃气泄漏,作出相应的动作(关闭燃气阀门,开排气扇,喷水),实现了对厨房的有效监控和报警 本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，功耗低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途[4]。 1.2智能厨房报警系统的概述 选用STC89C52作为主控制器件，用红外接收管作为火焰传感器，用MC114/114C催化燃烧式气敏元件作为瓦斯传感器[5]，用DHT11作为测温湿度传感器通过两个四位一体共阴极LED数码管显示温湿度。红外接收二极管能很好地接收红外发光二极管发射的波长为940nm的红外光信号，而对于其他波长的光线则不能接收。因而保证了接收的准确性和灵敏度。MC114/114C 1.3设计思路 大多单片机接口输入的信号时数字信号，或有带A/D转换的高端单片机也可以 输入模拟信号。本系统采用数字型温湿度传感器检测温湿度，并用比较器分别对火焰传感器和瓦斯传感器的输出量和参考量进行比较并输出数字0、1[7],从而避免了使用A/D转换电路将模拟量转换位数字量，这样不仅简化了硬件设计，方便单片机读取数据而且节约了成本[8]。 设计单片机厨房报警系统需要考虑以4下个方面： 温湿度传感器、火焰传感器、瓦斯传感器的选择； 单片机和三类传感器的接口电路设计； 调节滑动变阻器设置比较电路； 控制温湿度传感器实现温湿度信息的采集。 1.4设计要求 本次设计的厨房报警系统需满足以下设计要求： 用四位一体共阴极LED数码管显示温湿度值； 温湿度测量范围：20－90％RH 0－50℃； 用940nm波长的红外接收管； 可以设定温湿度的上下限报警功能； 可通过调节滑动变阻器改变检测电路的灵敏度。 1.5系统说明及使用说明 本系统的功能是对厨房内环境进行检测。用DHT11作为温湿度传感器，并设定温湿度上下限值，信息通过LED显示出来。如果实时温湿度超过上下限值，一方面由LED显示信息，另一方面点亮发光二级管，提示用户。分别用红外接收管和MC114检测火焰和瓦斯，当检测到火焰或瓦斯时一方面蜂鸣器发出报警声并伴随着发光二极管的闪烁，另一方面控制达灵顿管驱动步进电机打开窗户。 在这次的设计中使用的开发工具是Protel99SE,由于该开发工具稳定，而且操作方便，股故选择了此开发工具。编程软件使用Keil，打开Keil，输入所编写的源程序并对程序进行编译，在软件的帮助下检查其中的错误并进行反复修改，直到 编译正确后运行，确保没有错误以后对正确的源代码进行保存。 本系统具有较强的实用价值，使用时只需将其固定在厨房墙壁上，接通电源就能正常工作。使用时应将LED接在随时都可以看见的地方，便于随时掌握实时温湿 度。红外接收管和瓦斯传感器应安置在适宜的环境下，以免将其损毁。 2 开发工具Protel99SE与Keil 2.1 Protel99SE软件 2.1.1 Protel99SE 简介 Protel99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。 按照系统功能来划分，Protel99SE主要包含以下两大部分和6个功能模块。 1、电路工程设计部分 （1）电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统