智能厨房安全监控系统的设计与实现(附件)【字数：10055】
摘 要随着社会的发展和科技的进步，人们对于日常生活中安全防护设备的要求越来越高。传统的厨房报警系统险情预警单一，处理手段不足，以及报警方式匮乏等问题，无法满足现代人们在厨房安全预警防范上的需求。目前普遍使用的厨房安全报警系统采用检测煤气浓度、蜂鸣器报警的设计，对于厨房内其他安全隐患缺乏精确检测手段和行之有效的防范手段。因此，设计一款可以在检测到厨房环境存在安全隐患时，及时对厨房进行断气断电处理，向预设号码发送信息的智能厨房安全监测系统势在必行。本文设计的厨房安全监控系统分为安全隐患信息检测模块、声光及通信预警模块以及继电器断电断气保护模块。智能厨房安全系统在实现基本的燃气检测功能、遇险报警的基础上，拓展了烟雾检测功能、温度检测功能、火焰检测功能、GSM通信模块以及继电器断电断气模块。通过主控单片机接收各个检测模块数据，对厨房安全做出判断。当接收数据异常时，及时启动声光报警、短信预警，并且主动切断厨房供电供气。相较于市场上现存的同类产品，本系统更加实用也更加安全。测试表明，厨房安全监控系统基本实现了预期目标。从实时监测功能，到声光及通信预警功能，到继电器模拟断电断气保护功能，本设计基本实现对厨房内安全的预警和保护，可以更好地保证用的的生命财产安全。
目录
第1章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 2
第2章 系统总体方案设计 4
2.1系统需求分析 4
2.1.1系统概述和产品特点 4
2.1.2系统功能需求 4
2.2系统总体设计方案 5
2.3系统的器件选型 5
第3章 系统硬件设计 6
3.1智能厨房安全监控系统的系统硬件电路设计 7
3.2系统硬件功能模块设计 7
3.2.1 单片机最小系统 8
3.2.2 天然气检测电路设计 8
3.2.3 LCD显示电路设计 8
3.2.4 继电器 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
开锁电路设计 9
3.2.5 报警电路设计 9
3.2.6 烟雾检测电路设计 10
3.2.7 温度检测电路设计 10
第4章 系统软件设计 11
4.1 主程序 11
4.2 LCD显示子程序 12
4.3 按键功能子程序 12
4.4检测功能子程序 13
4.5报警功能子程序与GSM通信子程序 14
第5章 实物焊接与系统调试 15
5.1电路的焊接 15
5.2程序的烧写 15
5.3 系统硬件调试 16
5.3.1 LCD液晶显示模块的调试 16
5.3.2系统检测模块的调试 16
5.3.3 声光报警模块和GSM通信模块的调试 16
5.3.4 继电器断电断气模块 16
第6章 总结与展望 17
6.1 总结 17
6.2 展望 18
附 录 19
参考文献 19
致 谢 21
第1章 绪论
1.1研究背景
随着气体燃料的普及，源于燃气问题的安全事故也随之而来，即使在智能家局技术日益发展的今天，这个数据仍是触目惊心。目前，多功能、智能化逐渐成为厨房报警器的发展趋势。但目前市场上的现行产品仍然无法满足人们对厨房安全的需要。因此，为加强厨房安全的日常防范，降低厨房燃气事故的发生率，设计一种更全面、更智能的的厨房安全监控系统势在必行。该系统可以有效的保护用户的生命财产安全，给人们带来安全和便利。
本文设计了一款以单片机为核心处理器的厨房安全监控系统，整个系统分为燃气检测、温度检测、火焰检测、断气断电、GSM报警等模块。智能厨房安全系统在实现基本的燃气检测功能、遇险报警的基础上，额外拓展了温度检测、火焰检测、自动断气断电等功能。可实现对厨房的实时远程监控。当险情将要发生或已发生时，系统即时响应，对厨房进行断气断电处理，并向相关人员发送信息。具有更高的适用性和安全性。
1.2国内外研究现状
随着人们生活水平的提升，天然气、煤气普遍的被人们用在厨房中作为日常燃料。给人们带来的极大的便利的同时，随之而来的问题也很严峻。这些气体有毒且易燃易扩散。如今人们的生活节奏越来越快，因一时疏忽使用不慎或者密封不好导致气体泄漏，如果没有在第一时间发现和处理，都可能会因此给人们的生命及财产安全带来重大威胁。目前，市场上现行的安全监测装置只能本地报警、显示监测数据，并不具有远程通知用户的有效手段，在一定程度上，收到使用者所在空间位置的巨大局限。因此，研发和设计出一种能够及时发现厨房中安全隐患信息异常并且可以及时做出相应预警和保护措施的智能厨房安全监控系统，对于保障家庭安全有着重要的意义[13]。
1.国外研究现状
近年来，嵌入式技术和单片机的蓬勃发展，嵌入式技术和单片机被广泛应用于社会的各个方面，此类技术亦在厨房安全方面发挥了重要作用。国外煤气报警器的性能检测更加安全可靠，烟雾传感器、气体传感器、温度传感器和火焰传感器的研制技术日益成熟，厨房安全检测系统愈发稳定可靠，厨房安全事故的发生率随之大大降低[45]。
2.国内研究现状
目前我国煤气泄漏报警器的性能也越来越优良，主要是稳定性和准确性有很大的提高，不仅拥有多样化的产品型号，而且功能齐全，可以为广大用户提供多样的选择[67]。吕毅、徐登的家用厨房监控系统可以通过MQ2烟雾传感器测量环境的烟雾浓度,再由单片机实现模数转换，经由串口通信实现预警，对厨房燃气浓度进行检测和预警，但监测手段单一，处理手段匮乏[8]。刘倞等人的厨房安全信息远程监控系统实现了对厨房内烟雾和温度进行监测，当检测到的数据超出预设数值时,系统将触发预警功能,同时险情被系统通过无线通信模块发送至远程监控系统,实现自动报警的功能，但仍然缺乏有效的处理手段[9]。李华的智能厨房煤气监控系统实现了对厨房内燃气浓度的实时监控。当气体浓度超出预设数值时,系统通过主控单片机完成自动报警,断电断气,开启通风设施以及短信通知小区物业等功能，但检测范围过小，对厨房内的其他安全隐患缺少有效的检测防护手段[10]。叶丹的厨房信息监控系统包括远程监测、控制端、网络数据传输和前端厨房环境信息采集等模块,利用因特网动态Web技术实现远程对家庭厨房环境安全状态的监控，但缺少必要的预警和保护手段[11]。张馨、吕现钊设计了一套以51单片机最小系统为主控核心的多功能厨房安全检测系统，对厨房内烟雾浓度和温度进行监测，判断当前厨房数据是否存在安全隐患，当数据超过警戒值时蜂鸣器报警，但预警方式单一，当主人不在家时难以即使处理[12]。王觅蕤、马维金、万晓飞的家庭厨房安全综合报警系统通过火焰传感器和燃气传感器实时检测房间里是否有火焰和可燃气体,通过分析与单片机相连的对应接口传回的数据判断是否存在发生火灾或燃气泄漏的风险,并作出相应的防范措施，包括关闭燃气阀门,开排气扇,喷水,最后通过短信告知住户,实现了对厨房火灾的有效监控和报警，完成了检测预警和危机处理，但缺少实时的监测数据来帮助用户在未达警戒值时判断厨房安全隐患信息[13]。
目录
第1章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 2
第2章 系统总体方案设计 4
2.1系统需求分析 4
2.1.1系统概述和产品特点 4
2.1.2系统功能需求 4
2.2系统总体设计方案 5
2.3系统的器件选型 5
第3章 系统硬件设计 6
3.1智能厨房安全监控系统的系统硬件电路设计 7
3.2系统硬件功能模块设计 7
3.2.1 单片机最小系统 8
3.2.2 天然气检测电路设计 8
3.2.3 LCD显示电路设计 8
3.2.4 继电器 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
开锁电路设计 9
3.2.5 报警电路设计 9
3.2.6 烟雾检测电路设计 10
3.2.7 温度检测电路设计 10
第4章 系统软件设计 11
4.1 主程序 11
4.2 LCD显示子程序 12
4.3 按键功能子程序 12
4.4检测功能子程序 13
4.5报警功能子程序与GSM通信子程序 14
第5章 实物焊接与系统调试 15
5.1电路的焊接 15
5.2程序的烧写 15
5.3 系统硬件调试 16
5.3.1 LCD液晶显示模块的调试 16
5.3.2系统检测模块的调试 16
5.3.3 声光报警模块和GSM通信模块的调试 16
5.3.4 继电器断电断气模块 16
第6章 总结与展望 17
6.1 总结 17
6.2 展望 18
附 录 19
参考文献 19
致 谢 21
第1章 绪论
1.1研究背景
随着气体燃料的普及，源于燃气问题的安全事故也随之而来，即使在智能家局技术日益发展的今天，这个数据仍是触目惊心。目前，多功能、智能化逐渐成为厨房报警器的发展趋势。但目前市场上的现行产品仍然无法满足人们对厨房安全的需要。因此，为加强厨房安全的日常防范，降低厨房燃气事故的发生率，设计一种更全面、更智能的的厨房安全监控系统势在必行。该系统可以有效的保护用户的生命财产安全，给人们带来安全和便利。
本文设计了一款以单片机为核心处理器的厨房安全监控系统，整个系统分为燃气检测、温度检测、火焰检测、断气断电、GSM报警等模块。智能厨房安全系统在实现基本的燃气检测功能、遇险报警的基础上，额外拓展了温度检测、火焰检测、自动断气断电等功能。可实现对厨房的实时远程监控。当险情将要发生或已发生时，系统即时响应，对厨房进行断气断电处理，并向相关人员发送信息。具有更高的适用性和安全性。
1.2国内外研究现状
随着人们生活水平的提升，天然气、煤气普遍的被人们用在厨房中作为日常燃料。给人们带来的极大的便利的同时，随之而来的问题也很严峻。这些气体有毒且易燃易扩散。如今人们的生活节奏越来越快，因一时疏忽使用不慎或者密封不好导致气体泄漏，如果没有在第一时间发现和处理，都可能会因此给人们的生命及财产安全带来重大威胁。目前，市场上现行的安全监测装置只能本地报警、显示监测数据，并不具有远程通知用户的有效手段，在一定程度上，收到使用者所在空间位置的巨大局限。因此，研发和设计出一种能够及时发现厨房中安全隐患信息异常并且可以及时做出相应预警和保护措施的智能厨房安全监控系统，对于保障家庭安全有着重要的意义[13]。
1.国外研究现状
近年来，嵌入式技术和单片机的蓬勃发展，嵌入式技术和单片机被广泛应用于社会的各个方面，此类技术亦在厨房安全方面发挥了重要作用。国外煤气报警器的性能检测更加安全可靠，烟雾传感器、气体传感器、温度传感器和火焰传感器的研制技术日益成熟，厨房安全检测系统愈发稳定可靠，厨房安全事故的发生率随之大大降低[45]。
2.国内研究现状
目前我国煤气泄漏报警器的性能也越来越优良，主要是稳定性和准确性有很大的提高，不仅拥有多样化的产品型号，而且功能齐全，可以为广大用户提供多样的选择[67]。吕毅、徐登的家用厨房监控系统可以通过MQ2烟雾传感器测量环境的烟雾浓度,再由单片机实现模数转换，经由串口通信实现预警，对厨房燃气浓度进行检测和预警，但监测手段单一，处理手段匮乏[8]。刘倞等人的厨房安全信息远程监控系统实现了对厨房内烟雾和温度进行监测，当检测到的数据超出预设数值时,系统将触发预警功能,同时险情被系统通过无线通信模块发送至远程监控系统,实现自动报警的功能，但仍然缺乏有效的处理手段[9]。李华的智能厨房煤气监控系统实现了对厨房内燃气浓度的实时监控。当气体浓度超出预设数值时,系统通过主控单片机完成自动报警,断电断气,开启通风设施以及短信通知小区物业等功能，但检测范围过小，对厨房内的其他安全隐患缺少有效的检测防护手段[10]。叶丹的厨房信息监控系统包括远程监测、控制端、网络数据传输和前端厨房环境信息采集等模块,利用因特网动态Web技术实现远程对家庭厨房环境安全状态的监控，但缺少必要的预警和保护手段[11]。张馨、吕现钊设计了一套以51单片机最小系统为主控核心的多功能厨房安全检测系统，对厨房内烟雾浓度和温度进行监测，判断当前厨房数据是否存在安全隐患，当数据超过警戒值时蜂鸣器报警，但预警方式单一，当主人不在家时难以即使处理[12]。王觅蕤、马维金、万晓飞的家庭厨房安全综合报警系统通过火焰传感器和燃气传感器实时检测房间里是否有火焰和可燃气体,通过分析与单片机相连的对应接口传回的数据判断是否存在发生火灾或燃气泄漏的风险,并作出相应的防范措施，包括关闭燃气阀门,开排气扇,喷水,最后通过短信告知住户,实现了对厨房火灾的有效监控和报警，完成了检测预警和危机处理，但缺少实时的监测数据来帮助用户在未达警戒值时判断厨房安全隐患信息[13]。
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