厨房是每个家庭中不可或缺的部分，使用厨房时的安全是特别需要注重的，特别是老人和小孩独自在家使用厨房燃气时，很容易引发安全问题，即使我们谨慎的使用燃气，也难免会有担心燃气泄露的隐患。本设计的家用燃气管理系统中使用了stm32为核心的单片机作为主控制模块，采用了温度传感器，人体红外传感器，蜂鸣器，以及气体传感器。通过燃气气体传感器来实时监控燃气的使用情况，通过温度传感器实时显示温度变化，运用人体红外检测检测人员是否离开，并可以实时在oled上显示数据。一旦传感器的数值超过阈值，蜂鸣器会自动发出警报提醒。本设计可以提醒用户正确的安全的使用燃气设备,在发生燃气泄漏时及时提醒用户，很大程度上减少了燃气引发火灾造成伤亡的可能性，保障了用户的生命安全以及财产安全。
目 录
引言 1
(一)厨房燃气管理系统概述 1
(二)家用燃气泄露报警研究的目的与意义 1
一.智能厨房管理系统的硬件设计 2
(一)家用厨房燃气管理系统整体设计 2
(二)stm32f103c8t6单片机介绍及最小系统设计 3
(三)燃气检测传感器介绍及燃气检测电路设计 3
(四)人体红外传感器介绍及人体红外检测电路设计 4
(五)温湿度传感器介绍及温湿度检测电路设计 5
(六)有缘蜂鸣器介绍及报警电路设计 5
(七)OLED显示电路设计 6
二．系统软件设计 6
(一)整体流程图 6
(二) OLED流程图 7
(三) 温湿度检测流程 9
三.系统调试与实现 10
(一)编译烧录程序 10
(二)系统功能运行测试 12
(三)人体红外传感器调试 13
(四)温湿度传感器调试 14
(五)蜂鸣器传感器报警调试 15
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一 原理图 19
附录二 实物图 21
附录三 元件清单 21
附录四 代码 22
引言
(一)厨房燃气管理系统概述
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家用燃气作为日常生活中最基础的物资，燃气安全问题也格外引人注目，然而我们却经常在电视等途径看到燃气泄漏导致的火灾等等问题，使得燃气安全在我们的生活中备受关注。伴随着信息技术的进步发展的浪潮，智能家居逐渐普及，智能家居的覆盖面也越来越广泛，智能家居的信息化以及数据的网络化的需求也在不断提高。本设计将单片机通信技术与安全使用厨房燃气紧密结合，是一款适合大多数家庭日常生活中使用的智能简洁可靠安全的燃气报警系统。本系统通过燃气传感器，温度传感器和人体红外传感器获取厨房燃气，温度及人员信息，并将信号发送到单片机微处理器，使受其控制的oled屏上实时的反馈当前数据，当可燃气体传感器所处的环境可燃气体浓度超过用户设定的安全阈值时，蜂鸣器报警电路会自动运行报警来提醒用户注意燃气安全。这不仅大大提高系统可靠性和智能性，也能更好的提醒厨房人员正确安全使用燃气。
(二)家用燃气泄露报警研究的目的与意义
小时候家里一般是奶奶帮我做饭，但人老了记性不太好，有好几次都差点着了火，于是当要求做毕业设计时就想着用已学的传感器模块组成一个简易的燃气检测装置，该系统由stm32芯片为核心，通过代码实现与各个传感器之间的互动，装有燃气检测模块，温度传感器，蜂鸣器，人体红外传感器等。通过设置不同的判定条件来使传感器和蜂鸣器做出反馈。
燃气的不正确使用会对我们造成很大的危害。根据国家数据显示2021年度大大小小的火灾不计其数，而引起火灾的主要原因就是天然气等家用燃气设备。如9月11日0时许，大连市普兰店区一居民家中液化气罐发生泄漏并造成爆炸。截至4时30分许，事故造成8人死亡，另有5人在医院救治。2月11日青岛市市南区一家居民发生疑似燃气爆燃，即使火情很快被扑灭，但任然造成房屋内2人死亡。
可见人们对于天然气的使用还存在些许问题，这就需要一个可以用来及时检测及时预防及时提醒及时报警的燃气检测设备。有相关部门的专家经过长时间测试，燃气报警器防止燃气泄露造成事故发生的有效率高达95%以上。相信有了这样的设备以后家用天然气引发火灾造成财产损失,人员伤亡的案列一定会大幅度减少。一.智能厨房管理系统的硬件设计
(一)家用厨房燃气管理系统整体设计
根据家用燃气管理系统的设计，实现厨房空气中燃气浓度的检测，厨房的温度和湿度的检测以及厨房是否有人员在的检测。家用厨房燃气管理系统选用stm32f103c8t6为核心，系统由DHT11温湿度测量电路，MQ4天然气检测电路，HCSR501人体红外检测电路，OLED显示电路和蜂鸣器报警电路组成。通过这些不同的电路配合以及单片机的控制，完成的家用厨房燃气管理系统如图1所示。


图1 家用厨房燃气管理系统的设计与实现框图
家用厨房燃气管理系统的设计与实现中，主要是通过stm32f103c8t6单片机控制系统驱动。智能燃家用气管理系统通过天然气检测电路，温湿度检测电路和人体红外检测电路来分别进行环境中的天然气浓度,温度，湿度和人员的检测，等数据检测完成后，人员可以通过oled显示器上看到厨房中的温度，湿度数据以及厨房中的天然气浓度含量。在家用厨房燃气管理系统运行时，若天然气检测电路检测到空气中天然气浓度数据明显变大超过阈值时，蜂鸣器模块进行报警，提醒人员及时对燃气进行处理，若燃气浓度难以控制则应当赶紧疏散人员。
(二)stm32f103c8t6单片机介绍及最小系统设计
主控电路采用的是STM32F103C8T6单片机，该单片机是基于ARM CortexM 内核的32位微控制器，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，工作温度为40°C ~ 85°C。电源电路，晶振电路，芯片电路和下载电路是设计出一个单片机的最小系统的主要部分。其中下载电路一般根据自己的需要有USB下载或者JTAG下载两种下载方式进行选择。如图2是单片机的最小系统电路图。


图2 STM32F103C8T6单片机图
(三)燃气检测传感器介绍及燃气检测电路设计
MQ4气体检测传感器可以精确有效的通过电导率来检测出甲烷丙烷以及丁烷的浓度变化。MQ4气体传感器是一个低成本且检测可燃气体数据准确可靠的传感器。而且它的使用限制小，能使用的场合多，大多数的家庭内的环境都可以用到该传感器。MQ4气体传感器的工作原理是它的气敏材料为二氧化锡，在正常环境下对于可燃气体的电导率随着环境内天然气甲烷等可燃气体的浓度变化，可燃气体的浓度越高，气敏材料的电导率也会变大，接着输出的信号也会所变化，在oled上显示的数据也就相应的变化，这样我们就能通过oled看到当前环境的可燃气体浓度变化了。

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