基于单片机的智能厨房报警系统的设计与实现(附件)【字数：9019】
摘 要本文以“基于单片机的智能厨房报警系统的设计与实现”作为研究课题，设计了一款能够实现对厨房环境进行安全监护的单片机控制系统，实现了对厨房中是否有天然气泄露以及泄漏浓度的实时检测，并且能够对火灾进行检测，通过高性能的传感器来完成数据的采集，当厨房环境发生异常时能够进行实时的报警，与此同时还能够通过蓝牙无线通信将检测数据发送到用户手机进行查看。这款厨房报警控制系统在硬件层面的设计方案上以STC89C51单片机作为主控，在底层驱动电路上配置了LCD1602液晶显示电路、天然气检测电路、报警电路、HC-05蓝牙通信电路和火焰传感器电路等电路模块，经过STC89C51单片机对各个电路模块的稳定有序的控制，保证了硬件系统的正常工作。在本文的测试优化环节，通过了对这款厨房报警控制系统的大量测试，使研发成果取得多次的改进和优化，最终使得这个系统展现较为稳定灵活的工作性能，运行现象完美符合预期指标。
目录
引言 1
（一） 厨房报警系统的发展背景 1
（二） 厨房报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
一、 厨房报警系统的方案设计 3
二、 系统硬件设计 4
（一） 厨房报警系统主控电路设计 4
（二） 厨房天然气浓度检测电路设计 5
（三） 厨房火灾检测电路设计 6
（四） 声光报警电路设计 7
（五） 蓝牙无线通信电路设计 8
（六） 液晶显示电路设计 9
三、 系统软件设计 11
（一） 厨房报警系统的主程序流程设计 11
（二） 厨房天然气浓度检测子程序设计 11
（三） 厨房火灾检测子程序设计 12
（四） 声光报警子程序设计 13
（五） 蓝牙无线通信子程序设计 13
（六） 液晶显示子程序流程设计 14
四、 实物制作与安装 16
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
引言
厨房报警系统的发展背景
厨房报警控制系统的发展脉路以电子技术作为主导，主要经历了三个重要时期，第一个时期是电子技术的萌芽刚刚出现时，此时经过科技革命的推动，电子管技术在国外出现，研究人员这时已经掌握了通过大量庞大的电子管等基础器件来实现模块的设计，通过庞大的电路结构，实现对厨房报警系统的控制，假如以今天的眼光来看待当时的系统特点，那么主要以电路结构复杂繁冗、维护困难等作为特征，但也能够实现简单的功能输出，实现厨房报警系统的一些基本功能。第二时期则是晶体管时代，这时硅材料的开发使用，使电子技术进入了崭新的时代，厨房报警系统的硬件电路以二极管、三极管等半导体材料当作基本元素，通过繁琐的线路对接，实现模拟信号的传送、放大衰减和信号变换等，这一时期的厨房报警系统仍旧是以硬件电路系统为主导，还没有出现智能概念，电路框架尽管得到了大幅度的降低，但是电路结构复杂和维护麻烦仍旧是其重要缺陷。而第三阶段的厨房报警系统实现了全面的数字化，等到发展到现在，这一阶段的厨房报警系统仍旧是处于不断的优化和升级状态，研发者通过将大量的传感器以及微处理器等新型技术嵌入到系统内部之后，使得厨房报警系统能够通过编程代码的操控，实现从简单到复杂的不同智能表现，设计者可以通过改善软件代码等形式实现对系统的功能更新和维护，完全改变了以往的系统形态。在多年的发展进步后，目前市面上的全部厨房报警系统都已经完成了全面数字化，可以实现对数据的快速处理，从而执行各项功能，通过对关联资料进行收纳和分析后能够知道，厨房报警系统在最近几年间的大致发展方向是朝着微型化和智能化去的，之所以这几种概念获得了特别的重视，是因为在如今的技术水平背景下，人们对于厨房报警系统现有的功能，总体上是比较满意的，但对于其更加高的工作性能，如人机体验、高速化、更灵活的工作性能，这些性能指标是永无止境的，并且随着用户人群的不断扩展，这些需求也在不断被提出。
厨房报警系统的国内外发展现状
随着这几年电子技术在国内高校的普及，尤其是微处理器技术的盛行，使得越来越多的高校毕业生放到研发阵营中，东南沿海的大部分研发机构都已经可以提供设计高性能厨房报警系统的绝佳方案，在这几年间取得的研发成果非常多，当今国内外对研发的关键指标任务有所不同，根据文献资料内容显示，海外一个科研机构更加青睐于研究体积更小、采集精度更高另外接口性能更为完善的传感模块，该小组科研人员表示这是确保厨房报警系统工作性能的关键因素，仅有提高厨房报警控制系统数据的精确度和采集速度才可以确保使用者出色的使用体验，这个兴趣小组已经公布了部分这种高性能的传感器模块的研发成果，相信在不久的将来，将有丰富的厨房报警控制系统开始采用这种高性能模块。
本文主要研究内容
本文将设计了一款能够实现对厨房环境进行安全监护的单片机控制系统，实现了对厨房中是否有天然气泄露以及泄漏浓度的实时检测，并且能够对火灾进行检测，通过高性能的传感器来完成数据的采集，当厨房环境发生异常时能够进行实时的报警，与此同时还能够通过蓝牙无线通信将检测数据发送到用户手机进行查看，这款系统使用了宏晶公司研究的STC89C51单片机来作为主控，通过对LCD1602液晶屏电路、天然气气体浓度检测电路、有源蜂鸣器电路、蓝牙通信电路和火焰检测电路的驱动控制，实现这种型号的厨房报警控制系统的各个性能，为了方便下文的设计过程，确立了如下设计内容：
1、能够以较高显示效果将厨房报警控制系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、能够通过MQ5高性能传感器的配置实现对周围空气中天然气气体的实时感应并且将检测值转换为电信号进行输出；
3、配置有源蜂鸣器控制电路，能够通过STC89C51单片机的GPIO管脚实现驱动控制，能够实现蜂鸣器灵活的启动和停止；
4、设计蓝牙无线通信电路，以HC05型蓝牙模块作为核心模块，通过STC89C51单片机构建UART总线，使其能够驱动蓝牙电路实现无线数据收发；
5、设计火焰采集电路，通过火焰传感器硬件驱动电路的配置，能够将采集到的火焰信号转换为电压信号进行输出；
目录
引言 1
（一） 厨房报警系统的发展背景 1
（二） 厨房报警系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
一、 厨房报警系统的方案设计 3
二、 系统硬件设计 4
（一） 厨房报警系统主控电路设计 4
（二） 厨房天然气浓度检测电路设计 5
（三） 厨房火灾检测电路设计 6
（四） 声光报警电路设计 7
（五） 蓝牙无线通信电路设计 8
（六） 液晶显示电路设计 9
三、 系统软件设计 11
（一） 厨房报警系统的主程序流程设计 11
（二） 厨房天然气浓度检测子程序设计 11
（三） 厨房火灾检测子程序设计 12
（四） 声光报警子程序设计 13
（五） 蓝牙无线通信子程序设计 13
（六） 液晶显示子程序流程设计 14
四、 实物制作与安装 16
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
引言
厨房报警系统的发展背景
厨房报警控制系统的发展脉路以电子技术作为主导，主要经历了三个重要时期，第一个时期是电子技术的萌芽刚刚出现时，此时经过科技革命的推动，电子管技术在国外出现，研究人员这时已经掌握了通过大量庞大的电子管等基础器件来实现模块的设计，通过庞大的电路结构，实现对厨房报警系统的控制，假如以今天的眼光来看待当时的系统特点，那么主要以电路结构复杂繁冗、维护困难等作为特征，但也能够实现简单的功能输出，实现厨房报警系统的一些基本功能。第二时期则是晶体管时代，这时硅材料的开发使用，使电子技术进入了崭新的时代，厨房报警系统的硬件电路以二极管、三极管等半导体材料当作基本元素，通过繁琐的线路对接，实现模拟信号的传送、放大衰减和信号变换等，这一时期的厨房报警系统仍旧是以硬件电路系统为主导，还没有出现智能概念，电路框架尽管得到了大幅度的降低，但是电路结构复杂和维护麻烦仍旧是其重要缺陷。而第三阶段的厨房报警系统实现了全面的数字化，等到发展到现在，这一阶段的厨房报警系统仍旧是处于不断的优化和升级状态，研发者通过将大量的传感器以及微处理器等新型技术嵌入到系统内部之后，使得厨房报警系统能够通过编程代码的操控，实现从简单到复杂的不同智能表现，设计者可以通过改善软件代码等形式实现对系统的功能更新和维护，完全改变了以往的系统形态。在多年的发展进步后，目前市面上的全部厨房报警系统都已经完成了全面数字化，可以实现对数据的快速处理，从而执行各项功能，通过对关联资料进行收纳和分析后能够知道，厨房报警系统在最近几年间的大致发展方向是朝着微型化和智能化去的，之所以这几种概念获得了特别的重视，是因为在如今的技术水平背景下，人们对于厨房报警系统现有的功能，总体上是比较满意的，但对于其更加高的工作性能，如人机体验、高速化、更灵活的工作性能，这些性能指标是永无止境的，并且随着用户人群的不断扩展，这些需求也在不断被提出。
厨房报警系统的国内外发展现状
随着这几年电子技术在国内高校的普及，尤其是微处理器技术的盛行，使得越来越多的高校毕业生放到研发阵营中，东南沿海的大部分研发机构都已经可以提供设计高性能厨房报警系统的绝佳方案，在这几年间取得的研发成果非常多，当今国内外对研发的关键指标任务有所不同，根据文献资料内容显示，海外一个科研机构更加青睐于研究体积更小、采集精度更高另外接口性能更为完善的传感模块，该小组科研人员表示这是确保厨房报警系统工作性能的关键因素，仅有提高厨房报警控制系统数据的精确度和采集速度才可以确保使用者出色的使用体验，这个兴趣小组已经公布了部分这种高性能的传感器模块的研发成果，相信在不久的将来，将有丰富的厨房报警控制系统开始采用这种高性能模块。
本文主要研究内容
本文将设计了一款能够实现对厨房环境进行安全监护的单片机控制系统，实现了对厨房中是否有天然气泄露以及泄漏浓度的实时检测，并且能够对火灾进行检测，通过高性能的传感器来完成数据的采集，当厨房环境发生异常时能够进行实时的报警，与此同时还能够通过蓝牙无线通信将检测数据发送到用户手机进行查看，这款系统使用了宏晶公司研究的STC89C51单片机来作为主控，通过对LCD1602液晶屏电路、天然气气体浓度检测电路、有源蜂鸣器电路、蓝牙通信电路和火焰检测电路的驱动控制，实现这种型号的厨房报警控制系统的各个性能，为了方便下文的设计过程，确立了如下设计内容：
1、能够以较高显示效果将厨房报警控制系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、能够通过MQ5高性能传感器的配置实现对周围空气中天然气气体的实时感应并且将检测值转换为电信号进行输出；
3、配置有源蜂鸣器控制电路，能够通过STC89C51单片机的GPIO管脚实现驱动控制，能够实现蜂鸣器灵活的启动和停止；
4、设计蓝牙无线通信电路，以HC05型蓝牙模块作为核心模块，通过STC89C51单片机构建UART总线，使其能够驱动蓝牙电路实现无线数据收发；
5、设计火焰采集电路，通过火焰传感器硬件驱动电路的配置，能够将采集到的火焰信号转换为电压信号进行输出；
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