智能燃气灶定时防护器

介绍1.1智能多功能燃气灶保护系统的开发2007年，燃气灶产品在风格、材料、技术、安全和创新方面取得了巨大进步。有桌面和嵌入式风格。特别是嵌入式厨房已经适应了当前厨房装饰的美化要求，成为一种新的快速发展的风格。先进的燃烧技术，如红外燃烧、催化燃烧和强鼓式燃烧也已得到应用。产品功能包括压电点火和电脉冲点火。燃气泄漏报警装置和自动安全保护装置也用于炊具。安全保护系统包括由热电偶和电磁阀组成的热电安全系统和由电脉冲和自吸电磁阀组成的安全系统。随着电子技术引入炊具领域，炊具的自动化和智能化得到了提高。一些高端产品增加了油温过热保护装置、防干烧保护装置等。有些产品还具有多种功能，如油炸、油炸、煮沸、油炸等。在燃气灶的质量抽查中，发现燃气灶的合格率只有60%左右，令人担忧。特别是，一些手工作坊质量很差，在中国这样的小工厂数量非常大。这些产品带来的主要问题是：烟气中一氧化碳浓度严重超标，热流精度不达标。嵌入式炊具热效率低和不节能的问题困扰了该行业多年。对于装有较低进气燃烧器的嵌入式炉，当多个燃烧器同时工作时，一氧化碳不易控制，清洁性能一般较差。装有上入口燃烧器的嵌入式燃气灶火力较小。灶具面板的温度通常较高，钢化玻璃面板不时会出现裂缝。本发明改变了原有篝火的燃烧状态，减少了火焰的溢出和热能的泄漏，能够避免烫伤和火灾事故，自动定位并保持良好的燃烧距离。根据气流原理，提高气压，增加流量，垂直送风，火焰垂直燃烧，火焰自然分布在各种锅型的底部，热效应集中在炉膛内，燃烧充分，提高热效应的利用率，净化环境，减少污染，节能50%智能多功能燃气灶安全保护系统是一个联锁和控制报警和关闭气源的系统。随着我国经济建设的发展，各种现代住宅建筑对燃气泄漏报警系统和自动开关供气系统有了更为实际的要求，以便及时发现燃气泄漏的隐患并切断燃气供应。智能多功能燃气灶保护系统已成为高档酒店、厨房、学生食堂等的必备设备。根据开发过程，智能多功能燃气灶安全保护系统大致可分为三个阶段：第一阶段是多线路气体自动报警系统。每个传感器不仅需要提供两条电源线，还需要一条报警信号线。传感器电源由报警系统提供。传感器的信号线都连接到报警显示面板上，报警时相应的指示灯会亮起。这种系统的功能一般是以报警为主，辅以一些简单的联动功能，如驱动报警灯等。它的报警器对传感器没有故障检测功能，只会对断开的电源线做出故障响应。安装这样的系统很复杂，需要很大的工作量1。第二阶段是总线式智能多功能燃气灶安全保护系统，由微处理器控制。有线系统通常是四线制、三线制和双线制。传感器和模块通过总线与控制器实现信号传输。其传感器的输出形式是开关量。其灵敏度由硬件决定，在制造过程中无法调整。这种系统可以通过各种模块控制每个更复杂的联动设备2。这种类型的系统已经具有系统自检和故障检查的功能第三阶段是智能多功能燃气灶安全保护系统。由于先进的计算机控制技术，传感器输出信号的调理智能化，智能化程度大大提高。传感器的输出形式采用模拟量，其灵敏度可根据应用场合和时间由软件设定和调整。例如，可以在白天、晚上和休息日设置不同的灵敏度。对于探测器环境参数变化很大的地方，灵敏度设置相对较低；对于环境相对稳定的地方或一些重要的地方，灵敏度设置相对较高。该功能可以提高系统的稳定性和可靠性，减少误报。1.2智能多功能气体火灾安全保护系统的组成和类型智能多功能燃气灶的特点是高精度安全保护和自动化、人性化的多功能智能技术，它采用相当于温度传感元件功能的蒸汽传感器，结合继电器和时间继电器设定的延时动作，控制喉管上并联的电磁阀和主管道上串联的电磁阀。一旦气体意外泄漏或由于其他因素或烹饪过程中食物燃烧发出刺鼻气味时，光敏和气敏装置会及时发现并转换成物理信号输出给单片机，单片机控制安全阀的开关，从而及时关闭气源，实时启动消防装置， 可自动或手动发出指令，并可记录气体泄漏的时间，即自动控制系统出现故障时，米饭煮熟后，气体不能自动切断。 当锅的温度过高达几度时，还有一个切断煤气的安全系统，即使火被扑灭，也能防止米饭被煮熟。这真是万无一失。烧开水时，还可以在水烧开后自动切断煤气并熄火，不需要人员一直看着炉子。由于用户不需要一直人工监督和干预，动作可靠，思路成熟，实现了操作自动化的目的。此外，单片机控制的软件系统可以实现用户定时定量定时烹饪食物，还可以与通风、排烟和空调系统连接。1.3本研究课题的广泛意义在现实生活中，我们离不开煤气，但是在生活中，我们可能还有很多我们不知道的知识，这些我们不知道的知识可能会导致火灾事故，造成一定的经济损失，严重的可能会危及我们的生命安全，因此，关注安全在生活中是至关重要的；事故原因是： (1)管道泄漏；(2)煤气炉被风吹熄；(3)炉子在燃烧，但是用户忘记了出去。目前，市场上有防火灾、防风的炉灶，但管道泄漏、烧炉、用户忘记出门的问题还没有解决。介绍了一种“智能多功能燃气灶安全保护器”的设计。该系统方案采用一种对气体和烟雾都敏感的新型气体传感器作为传感器，并选用性价比较高的单片机89C25 1作为控制单元来设计相应的电路和安全阀。当煤气泄漏时，或者当炉子燃烧时，用户忘记使食物燃烧而冒烟时，气敏元件接收信号并传送给单片机，单片机控制安全阀的开关动作，从而实现燃气灶的安全保护。此外，单片机内置的定时器可以实现用户的定时烹饪。3硬件设计系统的硬件电路主要由单片机、气体传感检测电路、键盘、显示器、声音电路、输出控制电路等部分组成。单片机因其功能丰富、软件设计灵活、体积小、价格低廉而得到广泛应用。单片机控制系统的维护成本相对降低。同时，通过两个探测器的横向和纵向交错判断，找到最准确的燃气管道泄漏源，有效提高了燃气检测的灵敏度，降低了误报率。根据它的高本论文的工作是开发设计一种智能多功能厨房燃气灶安全保护系统。安全保护系统以89C5l单片机为控制中心，接收并处理可燃气体探测器输出的报警信号，进行声光报警，同时进行相应的辅助控制等任务。监控探测器和系统本身的工作状态，为可燃气体探测器提供稳定的工作电源。论文分为五个部分。第一部分为绪论，介绍了国内外智能燃气灶安全保护系统的发展历史、现状和趋势，以及燃气自动报警系统的分类，并简要说明了开发智能燃气灶安全保护系统的意义和硬件部分的开发过程。第二部分是智能多功能燃气灶安全保护系统的硬件组成和原理。分别介绍了控制器89C51单片机、传感器及其信号调理电路、步进电机驱动控制电路的应用。第三部分是5智能燃气灶安全保护系统的软件设计。整个程序由主程序、数据采集和输入子程序、驱动程序、气体泄漏判断子程序、串行通信子程序、气源自动关闭等子程序组成。第四部分是调试和使用中的注意事项。第五部分是系统可靠性分析。2.智能多功能燃气灶安全保护系统的硬件组成及原理2.1系统基本功能和总体框图2.1.1系统基本功能智能多功能燃气灶安全保护系统的基本功能如下：(1)实现对燃气管道泄漏的实时监控；(2)定时功能，可以预设时间，时间到了自动切断煤气，当没有必要切断定时时，取消定时。再次按定时键恢复定时功能，定时时间可通过数码管6显示；(3)具有超限声光报警功能；(4)根据报警情况自动关闭燃气管道的电磁阀并打开排气装置；(5)故障排除后，可控制燃气管道电磁阀的自动开启；(6)根据传感器的老化曲线进行误差修正。2.1.2系统硬件总体框图系统硬件部分主要由五部分组成：检测单元、中央控制单元、电机驱动单元、报警单元和通信模块单元。系统硬件的总体框图如图2.1所示。图2.1智能多功能燃气灶安全保护系统总体硬件框图检测单元主要由一种新型气敏检测电路组成，该电路对气体和烟雾都很敏感。为了提高系统的可靠性，减少误报和漏报，系统采用了一种新的高精度传感器，可以根据具体情况发出燃气管道泄漏信号。中央控制单元基于89C51单片机，接收和处理燃气管道泄漏信号，输出报警信号，驱动步进电机关闭安全阀信号等。电机驱动单元为电机驱动电路，单片机发出控制信号控制电机相应的正反转，从而实现安全阀的关闭操作。通信模块单元使系统具有遥控自检功能和信号发送功能，接收模块接收遥控信号，实现相应的自检功能和信号发送。2.2 MCS-51系列单片机介绍2 . 2 . 1 MCS-51系列单片机的特点微控制器因其功能丰富、软件设计灵活、体积小、价格低而被广泛应用于家用电器中。MCS-51是英特尔公司生产的一系列单片机的总称。这一系列的单片机包括许多种类，如8031、8051、8751、8032、8052、8752等。其中8051是最早也是最典型的产品。本系列中的其他单片机都是基于8051来加减和改变功能的7。因此，人们习惯用8051来称呼MCS-51系列单片机，而8031是几年前我国最流行的单片机。因此，8031的名字根据本系统的需要，我们采用了MCS-51系列的89C51单片机。89C51是一款高性能的COMS 8位单片机。该芯片包含4K字节的可重写闪存只读程序存储器和128字节的随机存取数据存储器(内存)，32个可编程输入/输出端口，2个16位定时/计数器8，和6个中断源。该装置采用ATMEL的高密度、非易失性存储技术，兼容标准的MCS-51指令系统，内置通用8位中央处理器(RAM)和闪存单元，功能强大的89C51单片机能以高性价比提供多种应用场合，可灵活应用于9的各种控制领域。2 . 2 . 2 89C 51单片机内部结构及引脚概述89C51单片机与早期英特尔8051/8751/8031芯片的外部引脚和指令系统完全兼容，除了使用闪存代替只读存储器/可编程只读存储器。89C51单片机的内部结构由运算单元、控制器、存储器和输入输出接口组成，如图2.2所示。图2.3是双列直插式封装(DIP)和方形封装的89C51引脚结构图。图2.2 89C 51单片机内部结构图图2.3 89C 51单片机引脚图2 . 2 . 3 at89c 5l端口输入/输出介绍P0.0 p0.7: P0端口8位双向端口线。P1端口8位双向端口线路。P2.0 P2.7: P2端口8位双向端口线。P3端口8位双向端口线路。P0端口是一组8位漏极双向输入/输出端口，即地址总线多路复用端口。当用作输出端口时，每个位可以吸收电流来驱动8个TTL逻辑门，向端口写入“1”可以用作高阻抗输入端。当访问外部数据存储器或程序存储器时，这组端口线路时分转换地址(低8位)并多路复用数据总线，在访问期间激活内部上拉电阻。10在闪存编程期间，端口P0接收指令字节，而在程序验证期间，它输出指令字节并需要一个上拉电阻。P1、P2和P3端口是带内部上拉电阻的8位双向输入/输出端口。输出缓冲极可以驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门。将“1”写入端口，并通过内部上拉电阻将端口拉至高电平，此时该电阻可用作输入端口。当用作输入端口时，由于内部上拉电阻11，当外部信号将引脚拉低时，将输出电流。在闪存编程期间，P1端口接收低8位地址，P2端口接收高位地址和其他控制信号。除了作为一般的输入/输出端口线路，P3端口的第二个功能更重要，如下表2.1所示：表2.1港的第二功能P3端口还接收一些用于闪存编程和程序验证的控制信号。设计人员可以完全控制功能分配，并且仅受所选封装中可用引脚数量的限制。这种资源分配的灵活性是通过使用优先纵横制解码器来实现的。纵横制交换机根据优先级解码表将选定的内部数字资源分配给10引脚。寄存器XBRO、XBRI和XBRZ用于选择内部数字功能或默认端口10的10引脚。如果一个数字资源被分配给一个没有管脚的端口，它就不能被访问。所有端口10都是耐压的。端口10单元可以通过使用端口配置寄存器(PRTOCF、PRTICF、PRTZCF、PRT3CP)在推挽或开漏模式下配置12。端口输入/输出单元的框图如图2.4所示。优先级纵横制解码表从顶部的SMBus开始为每个10函数分配优先级。选择时，其两个信号分配给端口10的引脚0和引脚1。解码器总是从端口0开始，从LSB到MSB填充10位，然后是端口1，如果需要，最后填充端口2。如果选择不使用资源，表中的下一个函数将填充该优先级位置。这样，只能选择设计中使用的功能，并且可以充分利用可用的10引脚。端口输入/输出的功能框图如图2.5所示。此外，任何未分配的端口10都被组合在一起，以便于在应用程序代码中使用。图2.4端口输入/输出单元框图图2.5端口输入/输出功能框图2 . 2 . 4 89C 51中断系统89C51单片机有5个中断源(89C52有6个)，4个中断控制寄存器IE、IP、TCON (65位)和SCON (2