一种厨房智能安全警报系统的设计

张芯瑜 江帆 尹慧 王静宇

摘要：针对家庭厨房中的安全隐患问题，本文提出了一种基于ZigBee的厨房智能安全警报系统，该系统结合环境监控模块、设备响应模块、报警模块及显示模块等，实现了集检测、报警、响应、显示等功能为一体的安全系统。

关键词：家庭安防；报警；ZigBee；传感器

0 引言

随着生活水平的提高，人们对于家庭安全问题日益重视，在安全事故频发的现状下，如何保证家庭安全成为了备受关注的问题，厨房的安全也愈发受到重视。随着科技的发展，智能化生活成为了一个重要趋势，ZigBee以其低功耗、短时延、安全可靠等特点及强大的组网能力成为了智能家居系统的主要技术之一。

基于此，本文将厨房安全隐患问题的解决与智能家居的应用有机结合，提出一套基于ZigBee的厨房智能安全警报系统设计方案，利用终端设备检测厨房各项环境指标，处理后发送至其他模块。厨房环境出现异常时，系统报警并启动各设备，同时在显示屏显示信息。本安全警报系统能够很好地满足厨房安全监控及警报功能的需求。

1 系统的总体设计及功能

本文所提出的厨房智能安全警报系统的构成如图1所示。其中环境监控模块主要检测厨房中的烟雾浓度、可燃气体浓度、温湿度，并将相应信息显示在显示模块上；一旦发生异常，将触发报警模块，启动蜂鸣器和LED灯进行报警，同时触发设备响应模块，打开通风扇及关闭燃气阀门。

2 系统的模块构成

2.1 主控制器模块

本系统采用TI公司的CC2530作为主控制器。CC2530结合了领先的RF收发器、工业标准增强的8051 CPU、系统中的可编程闪存、8KB RAM和许多其他的优异性能，具有不同的运行方式，适用于超低功耗系统。

2.2 传感器检测模块

传感器模块用于检测收集厨房中的各项环境信息，并传送至单片机进行数据处理。所使用的传感器包括烟雾传感器、可燃气体传感器和温湿度传感器。

烟雾传感器采用ZYMQ-2气体传感器模块，该传感器模块具有双路信号输出，具有长期的使用寿命、可靠的稳定性和快速的响应恢复特性；

可燃气体传感器采用ZYMQ-5气体传感器模块，适用于家庭或工业上对液化气、天然气、煤气的监测装置，具有优良的抗乙醇、烟雾干扰能力；

温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

2.3 报警、控制及显示模块

报警模块由蜂鸣器及LED灯组成。当收到环境监控模块的异常信息时，单片机立即控制启动蜂鸣器和LED灯进行报警，从而引起户主及安保人员的注意；

控制模块由通风扇及燃气阀门组成。当收到环境监控模块的异常信息时，单片机立即控制启动开启通风扇或关闭燃气阀门，在户主未能及时采取措施的情况下最大限度地减小损失；

显示模块采用LCD显示屏，将接收到的各项信息显示在显示屏上。

2.4 ZigBee模块

ZigBee标准要解决的问题是设计一个维持最小流量的通信链路和低复杂度的无线收发信机，它提供低带宽、低数据传输率的应用。同时，其具有低功耗、低成本、短时延、安全可靠的特點，一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，组成灵活。

3 系统的控制流程设计

系统的控制流程如图2所示。

4总结

本文针对厨房安全隐患问题，提供了一种厨房智能安全警报系统的设计方案，利用ZigBee的无线传输性能，采用CC2530作为主控制器，结合环境监控模块、设备响应模块、报警模块及显示模块构成了厨房智能安全警报系统，利用各类传感器对厨房环境进行实时检测，并在发现异常后及时出发报警和响应，很大程度上确保了厨房的安全。本系统相对独立，具有一定的使用价值和发展前景。

参考文献：

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