【特纳斯电子】基于物联网的智能油烟机-设计说明书

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编号：

T0332203M-LW

设计摘要：

本设计是基于物联网的智能油烟机系统，此系统是以手势传感器、WiFi和直流电机为主要研究对象，STM32F103单片机为主要控制关键。使用火焰传感器检测是否发生火灾，使用燃气传感器检测是否有燃气泄漏，使用手势传感器控制油烟机和灯的开关等。OLED显示屏主要显示燃气浓度、是否着火、油烟机的开关、灯的开关和识别到的手势。独立的按键可以设置阈值、控制开关和配网等功能。再通过WiFi将数据上传到腾讯云，在微信小程序中查看数据和设置阈值、控制开关等。本设计不仅具备油烟机的基本开关功能，还能实时检测燃气浓度，当燃气浓度过高时，蜂鸣器会自动报警提醒和自动打开排风系统；当发生火灾时，蜂鸣器会自动报警提醒和自动打开洒水系统。另外为了提高人们的生活质量，还增加了手势传感器，解决了在使用过程中需要手动接触设置的问题。本次设计还使用了直流电机作为油烟机的主体部分，使去油烟的效果更好。

关键词：单片机；WiFi模块；手势传感器；燃气检测；直流电机

字数：11000+

内容预览：

摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4  ESP8266-WIFI模块

3.6 直流电机模块

3.6 手势传感器

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 WiFi模块配网

5.3 设置燃气阈值实物测试

5.3 开关灯实物测试

5.4 开关油烟机实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2设置燃气阈值仿真测试

6.3燃气检测测试

6.4 开关灯仿真测试

6.5 开关油烟机仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

油烟是在烹饪过程中产生的污染物，其中包含有害的颗粒物、气体和挥发性有机化合物等。长期暴露在高浓度的油烟环境下会对人体健康造成危害，导致呼吸道疾病、心血管疾病等健康问题。传统的油烟机在排放控制和能源利用方面存在一些局限性，无法满足不同使用场景和需求。

智能油烟机系统的实际意义：

改善室内空气质量：智能油烟机系统能够实时监测油烟和污染物的浓度，根据实际情况自动调整工作模式，有效降低室内污染物含量，改善室内空气质量，保障用户的健康。

降低油烟排放：通过智能控制策略，系统可以根据预测结果和用户需求，合理调整油烟机的运行参数，最大程度地降低油烟排放量，减少对环境的污染。

能源节约：智能油烟机系统利用数据分析和智能控制，优化能源利用，减少能源浪费，降低油烟机的运行成本。

用户体验提升：智能油烟机系统根据用户的习惯和需求，自动适应不同的烹饪场景，提供更便捷、智能的使用体验，提高用户满意度。

推动智能家居发展：智能油烟机系统作为智能家居的一部分，促进了智能家居技术的应用和发展，提高家居设备的智能化水平。

综上所述，智能油烟机系统的研究和应用将在改善室内环境质量、保护用户健康、降低环境污染和促进智能家居发展等方面产生积极的实际影响。这种技术对于建设绿色、智能、健康的家居环境具有重要的现实意义。

1.2 国内外研究现状

智能油烟机在国内研究领域正逐渐受到重视，随着人们对居住环境和健康生活的需求日益增加，智能家居产品的普及推动了智能油烟机的发展。目前，国内智能油烟机的研究主要集中在以下几个方面：

感知技术：国内研究者致力于开发更先进的感知技术，以实现油烟排放的实时监测与识别。采用各种传感器技术，如气体传感器、光学传感器和温湿度传感器，可以准确检测油烟排放的浓度、成分和温度，从而实现智能化的调节和控制。

智能控制系统：智能油烟机在国内也在不断完善其控制系统。研究人员开发了多种智能算法和自适应控制策略，使油烟机能够根据油烟排放情况自动调节风速、工作时间等参数，从而提高油烟收集效率和节能降耗。

网络连接与远程控制：智能家居趋势的影响下，国内的智能油烟机开始支持与智能手机或其他智能设备的连接，实现远程监控和控制功能。用户可以通过手机应用实时查看油烟排放情况、设定工作模式以及接收实时报警信息。

智能化清洁：部分研究还着眼于智能化的清洁功能，探索使用自洁材料、自动清洁装置等技术，降低用户的维护负担，提高油烟机的使用寿命和性能。

国外在智能油烟机领域也取得了一系列研究成果，许多发达国家的研究机构和企业都投入了大量资源进行相关研究和开发。以下是国外智能油烟机的主要研究方向：

智能感知与监测：国外研究者着重开发高精度的感知与监测技术，包括气体传感器、图像识别等，以实时检测和分析油烟排放的成分和浓度，从而精确控制油烟机的工作状态。

人工智能与机器学习：在国外，智能油烟机的研究也与人工智能和机器学习相结合，通过训练算法来优化油烟机的运行模式和控制策略，使其能够更好地适应不同环境和使用习惯，提高能效和用户体验。

智能化联动与集成：一些国外研究聚焦于智能家居生态系统的集成，将智能油烟机与其他智能设备进行联动，实现更智能、更便捷的家居环境控制。例如，油烟机可以与智能照明、空调等设备协同工作，提供更全面的舒适体验。

可持续发展与环保：一些国外研究还关注智能油烟机的可持续发展和环保特性。他们探索使用更环保的材料、节能技术以及低噪音设计，以减少对环境的不良影响。

总体而言，智能油烟机的国内外研究都致力于提高其感知能力、控制智能化、实现远程监控等功能，以满足用户对高效、节能、智能家居产品的日益增长的需求。

1.3 课题主要内容

本设计是基于物联网的智能油烟机系统，主要实现以下功能：

1.通过OLED显示燃气浓度；

2.可通过按键设置燃气阈值；

3.燃气超标时进行报警，排风；

4.发生火灾时报警，洒水；

5.可通过手势、按键、和手机控制油烟机；

6.用WIFI连接手机；