煤氣監測與能源節約的智能化應用

王吳

摘要 廚房智能化水平的提高和煤氣的大量使用，方便了人們的生活，但同時也伴隨著多種隱患。本文主要論述利用煤氣監測與能源節約系統來減少隱患。主要表現在當煤氣泄露時，可以通過煙霧傳感器監測到氣體濃度，當濃度達到一定值時，自動關閉閥門，開啟報警系統，油煙機自動開啟抽出氣體，例外智能系統可以根據煤氣燃燒的火苗大小，來控制抽煙機的轉速。以此可以避免能源的不必要消耗。該系統硬件利用煙霧傳感器，紅外傳感器，電磁閥，ZigBee模塊等構成。軟件是由IAR軟件以及SmartRF FlashProgrammer來買現控制循環系統。

【關鍵詞】ZigBee 紅外 監測

1 前言

智能家具的發展，給人們的生活帶來質的飛躍。但在煤氣在使用過程中，依然存在各種各樣的問題需要改進，如煤氣的泄露等，為了解決這些問題以及實現煤氣跟抽煙機智能控制整體化，因此設計一個利用紅外感應檢測火苗的大小，來控制抽煙機電機的轉速的智能系統。該系統是由ZigBee為核心，cc2530為協調，配傳感器，電磁閥等部件，實現此目標。如圖l。

根據系統的實現，采用整體網絡的拓撲結構，主要結構是子節點傳感器模塊、協調器模塊、開關模塊、蜂鳴器模塊、紅外傳感器等組成。子節點處與ZigBee的cc2530相連接，它的結構類似于一種小型的處理器系統，進行存儲信息和處理，對傳感器的感知信號進行接收和處理，發送到接收的設備中。

2 系統的硬件介紹

協調器：收到節點的終端，將整個網絡的的連接在一起，通過PC接收和發送信息，對網絡的開關進行變換。Zigbee協調器的主控芯片采用的是002530芯片，此款芯片是一個真正應用于2.4GHzIEEE802.15.4、Zigbee及RF4CF的片上系統（SoC）解決方案。32/64/128/256K）。 支持2igbee2007/PRO協議，節點通信距離更遠，組網性能更穩定可靠，具有18個中斷源，提供一個IEEE802.15.4兼容無線收發器。CC2530結合了RF收發器領先優良性能，它能夠工作在多種方式下，這樣就能夠運用在對各種不同功耗有嚴格要求限制的場合中。

開關模塊：燃氣電磁閥是燃氣的管道的安全緊急切斷裝置，可以將報警系統連接與可以將其他的終端控制模塊相連，也可以遠程和現場的自動/手動控制，遇到泄露時，自動關閉閥門。

煙霧傳感器：采用MQ-2可燃氣體/煙霧傳感器，對煤氣，天然氣有著極高的靈敏度，具有快速響應恢復特性，是一款適合多種應用低成本的傳感器。

蜂鳴器模塊：可以當做報警裝置，告訴及時通知戶主。

紅外傳感器模塊：根據火苗的大小，自動控制抽煙機轉速，來達到節省能源的效果。

監測設計時間：可以設定一下時間，當氣體的濃度超安全值時，持續3分鐘左右濃度沒有下降，則通知小區保安室。

小區保安室：連接小區的報警裝置，開始傳輸數據，以及當前的狀況。

遠程終端：用遠程戶可以用遠程控制開關，將數據傳輸到遠程終端上，與智能系統進行交互。

3 軟件的介紹

硬件是系統工作的基礎，軟件則是該系統的控制中樞，驅動這個系統能夠實現設計目標。要想實現這個功能則需要編寫不同的程序，物聯網在智能廚房中的應用分為三個部分，ZigBee網絡控制程序，遠程終端控制程序。

應用模塊的程序是對傳感器的控制，監測數值，ZigBee網絡控制程序相當于一個接收，處理，發送的一個中間樞紐，遠程終端控制程序則涉及手機Android應用的開發及APP的使用，用來控制系統的工作，監測數據，實時的了解。在應用系統之前先對其進行初始化。初始化系統時鐘，初始化串口，初始化應用模塊，等待模塊的監測數據，通過串口發送數據。如圖2所示。

ZigBee協議棧一般含有三個節點類型，協調器（可以建立ZigBee網絡，接收發送信息），終端節點則是信息采集和控制，路由器節點，這些可以通過協議的標準來規定進行數據的交換，然后以函數的形式進行實現并且使用者可直接調用。

4 結束語

該論文闡述了如何減少煤氣使用安全隱患，以及利用傳感器的功能實現對控制抽煙機轉速達到降低能源消耗。在智能化發展水平不斷提高的同時也要堅持可持續發展的目標，最終實現智能化與社會共同發展的雙贏目標。

參考文獻

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