煤氣監(jiān)測與能源節(jié)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(jiān)測與能源節(jié)約系統(tǒng)來減少隱患。主要表現(xiàn)在當煤氣泄露時，可以通過煙霧傳感器監(jiān)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(tǒng)，油煙機自動開啟抽出氣體，例外智能系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)控制循環(huán)系統(tǒng)。

【關鍵詞】ZigBee 紅外 監(jiān)測

1 前言

智能家具的發(fā)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(xiàn)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(tǒng)。該系統(tǒng)是由ZigBee為核心，cc2530為協(xié)調，配傳感器，電磁閥等部件，實現(xiàn)此目標。如圖l。

根據系統(tǒng)的實現(xiàn)，采用整體網絡的拓撲結構，主要結構是子節(jié)點傳感器模塊、協(xié)調器模塊、開關模塊、蜂鳴器模塊、紅外傳感器等組成。子節(jié)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(tǒng)，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(fā)送到接收的設備中。

2 系統(tǒng)的硬件介紹

協(xié)調器：收到節(jié)點的終端，將整個網絡的的連接在一起，通過PC接收和發(fā)送信息，對網絡的開關進行變換。Zigbee協(xié)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(tǒng)（SoC）解決方案。32/64/128/256K）。 支持2igbee2007/PRO協(xié)議，節(jié)點通信距離更遠，組網性能更穩(wěn)定可靠，具有18個中斷源，提供一個IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器。CC2530結合了RF收發(fā)器領先優(yōu)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(tǒng)連接與可以將其他的終端控制模塊相連，也可以遠程和現(xiàn)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(jié)省能源的效果。

監(jiān)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(xù)3分鐘左右濃度沒有下降，則通知小區(qū)保安室。

小區(qū)保安室：連接小區(qū)的報警裝置，開始傳輸數(shù)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(shù)據傳輸?shù)竭h程終端上，與智能系統(tǒng)進行交互。

3 軟件的介紹

硬件是系統(tǒng)工作的基礎，軟件則是該系統(tǒng)的控制中樞，驅動這個系統(tǒng)能夠實現(xiàn)設計目標。要想實現(xiàn)這個功能則需要編寫不同的程序，物聯(lián)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(jiān)測數(shù)值，ZigBee網絡控制程序相當于一個接收，處理，發(fā)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(fā)及APP的使用，用來控制系統(tǒng)的工作，監(jiān)測數(shù)據，實時的了解。在應用系統(tǒng)之前先對其進行初始化。初始化系統(tǒng)時鐘，初始化串口，初始化應用模塊，等待模塊的監(jiān)測數(shù)據，通過串口發(fā)送數(shù)據。如圖2所示。

ZigBee協(xié)議棧一般含有三個節(jié)點類型，協(xié)調器（可以建立ZigBee網絡，接收發(fā)送信息），終端節(jié)點則是信息采集和控制，路由器節(jié)點，這些可以通過協(xié)議的標準來規(guī)定進行數(shù)據的交換，然后以函數(shù)的形式進行實現(xiàn)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(xiàn)對控制抽煙機轉速達到降低能源消耗。在智能化發(fā)展水平不斷提高的同時也要堅持可持續(xù)發(fā)展的目標，最終實現(xiàn)智能化與社會共同發(fā)展的雙贏目標。

參考文獻

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