全文总字数：6733字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着生活水平的提高，人们对保持厨房的环境清洁和防止空气污染的问题日益重视。厨房中的油烟污染是目前室内主要的大气污染来源，并且对于室内的人员尤其是妇女儿童的身体健康危害很大。流行病学的研究显示，烹调时产生的油烟会引起鼻咽癌、口腔癌、膀胱癌和肺癌，并且能够抑制免疫系统使得人体免疫力下降^[1]，刘秀芳等人利用大鼠吸入烹调胡麻油烟染毒的动物模型,光镜下观察肺组织病理形态的改变,电镜下观察肺泡Ⅱ型细胞的形态变化。发现烹调胡麻油烟可引起实验动物肺组织病理形态的改变, 且随时间延长, 病理改变更为严重。因而，近些年来，各种油烟机相继进入千家万户，成为人们厨房中必不可少的设备。但这些油烟机在使用了一段时间后需要定时清理油烟机管道中残留的油污，然而随着生活节奏的加快，我们也越来越依赖于方便快捷的电器时代，有时也会忽视对于油烟机的定期检查清洁。当油烟机由于油污过多而造成管道堵塞时，再次使用油烟机不仅会对油烟机本身造成损耗，而且油烟机中的油烟会溢出，继而污染室内空气环境，给人体造成危害。这时就需要一个油烟机排烟管状态检测系统来及时提醒人们清理油烟机。这样就能及时保证了厨房环境,有利于人身体健康。

随着对居民烹饪习惯和厨房环境的深入研究，随着消费者对生活品质提升的追求，抽油烟机在产品种类、技术含量、标准化等各方面都取得了一定的成就。油烟机的数量增长非常大，产品技术也不断得到升级，功能花样百出。油烟机成为我们生活必不可少的用品。目前，对于油烟机管道是否堵塞的情况的检测并不多，用户的油烟机还是要靠自己不定时清理，这造成了很大的不便。经常会有用户的厨房油烟机管道没有及时清理导致油烟布满整个房间造成污染危害，甚至还有一些餐饮经营单位厨房油烟管因烟管管道中的油脂积累过多同时又处于高温环境下从而发生火灾造成一定经济的负面影响^[2]。针对这些问题，本文设计一种对厨房油烟机排烟管道内状态进行实时监测对解决用户不能够及时发现油烟机排烟管的堵塞而造成生活的不便非常必要。

zigbee是一种新兴的短距离、低功耗、可靠性强的无线通信技术。蜜蜂在发现花丛后会通过zigzag行舞蹈这种肢体语言来告知同伴发现食物源位置等信息，zigbee的名字就来源于此意义。由于zigbee模块较小，灵活性高，并且有一定的抗干扰能力，可以嵌入各种设备中。并且它的成本较低，具有很低的功耗，在能源方面减少了很多不必要的浪费。还有其时延较短，zigbee的响应速度较快。它主要作用与工业控制、环境监测、智能家具控制等领域。本设计可以利用zigbee模块来实现油烟机管道内部的加速度传感器与厨房中天花板表面上的单片机主控模块进行信息交流，解决了有线通信在厨房中对于已经设好的布线格局的破坏和线自身的重量和连接会影响加速度传感器对于排烟管道振动的测量精度等缺点。并且zigbee技术相对于红外、蓝牙等无线通讯方式具有较稳定，抗干扰性较强、成本低等优势。并且通讯范围为10到100米，适合本设计中加速度传感器模块和单片机主控模块能够长期稳定的传送信息。

2. 研究的基本内容

本毕业设计采用zigbee的无线通讯技术，利用单片机及adxl345三轴加速度传感器、mq-2烟雾传感器、声光报警模块、电源模块实现一种排烟管道状态监测系统。本设计以烟雾传感器模块、加速度传感器和单片机主控模块作为整个监控系统的核心，可以通过加速度传感器模块来检测油烟机外部排烟管管道由于气体流过而引起的管道振动，然后采集的数据被zigbee终端节点接收并转发给zigbee协调器节点。通过烟雾传感器来检测厨房中空气状态。最终通过单片机模块收集完所有模块的信息，再根据信息值来控制报警系统是否提醒户主清理油烟机。电源模块给整个系统供电。该系统先报警以提醒户主及时清理油烟机，来减少油烟机的损坏率。减少了室内的空气污染，有效的保护了室内人员的身体健康。

本设计可以大大减少厨房油烟机中管道堵塞没有及时清除的隐患，减少了厨房油烟机的维护成本，节省了财政支出，且本系统成本低廉，安全可靠。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本毕业设计利用cc2530芯片集成的单片机模块和烟雾传感器模块、声光报警器模块、加速度传感器、zigbee模块、lcd显示模块、电源模块实现一种厨房排烟管道状态监测系统。系统原理框图如下图所示

4. 参考文献

[1]章丹,叶翠卿.厨房污染,主妇的健康噩梦[j].名医,2017(03):25-28.[2] 张田莉. 餐饮经营单位厨房油烟道火灾成因及防控对策研究[a]. 中国消防协会.2010中国消防协会科学技术年会论文集[c].中国消防协会:,2010:3[3]任富佳,鲁登科,陈晓伟.一种监测厨房气味的油烟机及监测方法[p].浙江：cn106871192a,2017-06-20.[4]申锦. 具有降温、环境监测和油烟屏蔽风幕的油烟机[p]. 广东：cn206582927u,2017-10-24.[5]余少言,仇明贵,丁佳俐,魏立,权兴涛. 一种带称重传感器清洁提醒功能的吸油烟机及其清洁提醒方法[p]. 广东：cn106439975a,2017-02-22.[6]汪振中.基于cc2530芯片的zigbee无线数据传输模块设计[j].中国设备工程,2017(14):133-134.[7]史洁,赵裕明,李晓东,张宏龙.基于51单片机的烟雾报警器的设计[j].黑龙江科技信息,2013(32):74.[8].附带发短信功能的烟雾报警器[j].发明与创新(综合科技),2011(09):50.[9]邓志彬. 天然气管道堵塞检测理论方法研究[d].西南石油大学,2016.[10]齐斌. 温度和烟雾监测及远程报警系统的设计与实现[d].电子科技大学,2015.[11]方欢.液晶显示温度及烟雾浓度的声光报警器的设计[j].信息技术与信息化,2015,0(8):49-50. [12]卓可强,王鹏程,左开中.基于zigbee的烟雾检测火灾报警传感节点设计[j].现代计算机,2013(08):78-80.[13]彭军.传感器与检测技术.西安电子科技大学出版社,2003: 263~315[14]谢望.烟雾传感器技术的现状和发展趋势[j].仪器仪表用 户,2006,13（5）:1~2[15]谢天羽,庞波.烟雾传感器灵敏度与烟雾浓度关系的研究[j].煤矿设计,1996(10):36-39.[16]徐晓明,叶盛,胡洁.新型光电式烟雾传感器及其应用[j].仪器仪表学报,2002(s1):117-118.[17]童少为,翟玉文,梁伟,王聪,张桂琴.智能闪光报警器设计[j].吉林化工学院学报,1998(04):37-38.[18]董卫兵.一种新型串行闪光报警器[j].冶金动力,2000(02):13-14.[19]强天驰.一种采用单片机的闪光报警器[j].工业仪表与自动化装置,1987(01):21-22.[20]张宝勇,周才琼.烹调油烟的组成与危害及防治措施[j].中国油脂,2006(07):44-47.[21]边义祥,张弋,何灿,孙凯旋,刘榕榕.一种仿生感觉毛气流传感器[j].传感技术学报,2017,30(11):1647-1652.[22]arsen z. adamyan,zaven n. adamian,vladimir m. aroutiounian. smoke sensor with overcoming of humidity cross-sensitivity[j]. sensors actuators: b. chemical,2003,93(1).[23]tai-an chiang,pei-fen wu,ying-chin ko. identification of carcinogens in cooking oil fumes[j]. environmental research,1999,81(1).[24]z. mokhtari,s. hol,j. lewiner. temperature and humidity behaviour of a corona based smoke sensor[j]. journal of electrostatics,2015,76.[25]arsen z. adamyan,zaven n. adamian,vladimir m. aroutiounian. smoke sensor with overcoming of humidity cross-sensitivity[j]. sensors actuators: b. chemical,2003,93(1).