技术领域
背景技术
[0002] “智能家居”是现代信息技术与建筑技术相结合的产物，是
信息时代人们追求
居所“安全舒适、高效便捷、绿色节能”等现代生活理念的体现。
[0003] 近年来，随着我国国民经济的持续快速发展，人们对居住环境的要求不断提高，“智能家居”日益为市场接受，部分经济发达地区已经开始将一些智能家居系统应用到别墅和高档公寓中。
[0004] 随着经济的发展，智能化产品渐渐进入普通百姓的家中。现在市场上的各类智能化产品可谓层出不穷，最常见的有智能电饭煲、智能电
冰箱和智能
洗衣机等。所谓的智能化，其目的在于增加人与机器的互动，降低功耗，提高效率，尽量达到以人为本的目的。
[0005] 对于装有燃气
热水器的家庭来说，排气扇可谓必不可少的家电，然而由于其功能单一，因而常常被人们所忽略而缺少维护。一台积满灰尘，随时都有可能罢工的排气扇，成了浴室的安全隐患，因此设计了一种基于
单片机的智能排
风扇系统具有重要意义。
发明内容
[0006] 针对以上问题，本发明提供了一种排气扇。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种排气扇，包括扇叶、
电机以及扇架，所述电机固定设置在扇架上，所述扇叶固定设置在电机的
转轴上且由电机驱动扇叶转动，还包括微
控制器、
温度传感器、
湿度传感器、蜂鸣器报警
电路、
转速传感器、烟雾传感器、火焰传感器、按键电路、显示器、电机驱动电路和稳压电源，所述温度传感器、湿度传感器、转速传感器、烟雾传感器、按键电路、火焰传感器和显示器分别与
微控制器连接，所述温度传感器用于采集室内温度
信号，所述湿度传感器用于采集室内湿度信号，所述转速传感器用于采集电机的转速，所述烟雾传感器用于采集室内烟雾信号，所述火焰传感器用于燃气式热水器的点火信号，所述电机驱动电路的输入端与微控制器连接，所述电机驱动电路的输出端与电机连接且可
驱动电机正反转，所述稳压电源给微控制器、按键电路、显示器、电机驱动电路和蜂鸣器报警电路供电。
[0008] 所述微控制器采用ATMEL公司的AT89C51单片机，该单片机内置通用8位
中央处理器和Flash存储单元。
[0009] 所述稳压电源包括
整流桥、DC-DC降压模
块、
电解电容和型号为7805的三端稳压器，所述整流桥输入端连接市电，其输出端与DC-DC降压模块的输入端连接，电解电容并联在DC-DC降压模块的输出端，所述DC-DC降压模块的输出端与三端稳压器的输入端连接，所述三端稳压器输出5V电源给微控制器、按键电路、显示器、电机驱动电路和蜂鸣器报警电路供电。
[0010] 所述蜂鸣器报警电路包括
三极管放大电路和轰鸣器，所述三极管放大电路的控制端与
微处理器连接，所述三极管放大电路的输出端与轰鸣器、稳压电源连接而成回路。
[0011] 所述烟雾检测传感器选择MQ-2烟雾传感器。
[0012] 所述湿度传感器是型号DHT11的湿度传感器，所述温度
测量传感器采用型号为DS18B20温度传感器。
[0013] 所述显示器采用LCD1602
液晶显示器。
[0014] 所述按键电路采用两个独立按键控制排气扇的开闭。
[0015] 所述电机驱动电路采用型号为L9110的驱动芯片。
[0016] 所述火焰传感器采用型号为XZ2-BZY-60的火焰传感器。
[0017] 本发明的有益效果是：通过火焰的亮灭检测热水器的
开关，热水器开启时，排风扇自动转动，并能通过显示器显示温度，湿度及转速信息，热水器关闭时排气扇根据设定的时间延时停止，当检测到烟雾浓度较高时，强制排风扇排气并由蜂鸣器报警，用户也可通过按键手动控制排风扇的开闭。
附图说明
[0018] 图1为本发明结构示意图；图2为本发明电机驱动电路的原理图。
[0019] 图中，微控制器1、温度传感器2、湿度传感器3、转速传感器4、烟雾传感器5、火焰传感器6、按键电路7、显示器10、电机驱动电路11、稳压电源8、三极管放大电路9、轰鸣器12。
具体实施方式
[0020] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 实施例1 参考图1，一种排气扇，包括扇叶、电机以及扇架，所述电机固定设置在扇架上，所述扇叶固定设置在电机的转轴上且由电机驱动扇叶转动，本发明的改进之处在于，包括微控制器1、温度传感器2、湿度传感器3、蜂鸣器报警电路、转速传感器4、烟雾传感器5、火焰传感器6、按键电路7、显示器10、电机驱动电路11和稳压电源8，所述温度传感器2、湿度传感器3、转速传感器4、烟雾传感器5、按键电路7、火焰传感器6和显示器10分别与微控制器1连接，所述温度传感器2用于采集室内温度信号，所述湿度传感器3用于采集室内湿度信号，所述转速传感器4用于采集电机的转速，所述烟雾传感器5用于采集室内烟雾信号，所述火焰传感器6用于燃气式热水器的点火信号，所述电机驱动电路11的输入端与微控制器1连接，所述电机驱动电路11的输出端与电机连接且可驱动电机正反转，所述稳压电源8给微控制器1、按键电路7、显示器10、电机驱动电路11和蜂鸣器报警电路供电。
[0022] 所述微控制器1采用ATMEL公司的AT89C51单片机，该单片机内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，其丰富的管脚足以用来控制温度、湿度的监测以及显示和报警，同时达到控制排风扇的开关的要求。
[0023] 所述稳压电源8包括整流桥、DC-DC降压模块、电解电容和型号为7805的三端稳压器，所述整流桥输入端连接市电，其输出端与DC-DC降压模块的输入端连接，电解电容并联在DC-DC降压模块的输出端，所述DC-DC降压模块的输出端与三端稳压器的输入端连接，所述三端稳压器输出5V电源给微控制器1、按键电路7、显示器10、电机驱动电路11和蜂鸣器报警电路供电。
[0024] 由于蜂鸣器的工作
电流一般比较大，以至于单片机的I/O口是无法
直接驱动的，因此，所述蜂鸣器报警电路包括三极管放大电路9和轰鸣器12，所述三极管放大电路9的控制端与微处理器1连接，所述三极管放大电路9的输出端与轰鸣器12、稳压电源8连接而成回路。所述三极管放大电路9采用一个三极管，三极管的发射极接高电平，蜂鸣器正极接三极管的集
电极，负极与地相接，当单片机输出低电平时，三极管导通，蜂鸣器发出生音；反之单片机输出高电平时，三极管不导通，蜂鸣器不发声。
[0025] 具体电路中，所述烟雾传感器5选择MQ-2烟雾传感器。所述湿度传感器3是型号DHT11的湿度传感器3，所述温度测量传感器采用型号为DS18B20温度传感器2。温、湿度传感器3使用DHT11，DHT11自动将内部的传感器
电压信号转化为
数字信号直接输出给单片机，但是，由于DHT11的温度测量只能精确到个位，而实际浴室的温度变化范围比较小，很难通过DHT11的变化控制PWM的占空比，故本设计只用DHT11来测量湿度。温度的测量采用温度传感器2DS18B20，测温范围为-55度到125度，在测量范围从-10度到85度时
精度为0.5度。
[0026] 所述显示器10采用LCD1602液晶显示器，该液晶显示器可精确地用字体显示温度、湿度和转速等数据。
[0027] 考虑到经济成本，本系统采用按键对特殊情况进行控制。所需按键控制较少，只需用两个独立按键控制排气扇的开闭。所述按键电路7采用两个独立按键控制排气扇的开闭。
[0028] 所述火焰传感器6采用型号为XZ2-BZY-60的火焰传感器6。该火焰传感器6感应到火源时，会输出高电平。
[0029] 参考图2，图2所示了电机驱动电路的电路图，所述电机驱动电路11采用型号为L9110的驱动芯片。L9110是为控制和驱动电机设计的两通道推娩式功率放大
专用集成电路器件，该芯片具有两个TTL/CMOS兼容电平输入，具有良好的抗干扰性，两个输出端能控制电机的正反转，具有较大的电流驱
动能力。
[0030] 工作原理：排气扇一般用在浴室、厨房等领域，所述温度传感器2用于采集室内温度信号，所述湿度传感器3用于采集室内湿度信号，所述转速传感器4用于采集电机的转速，所述烟雾传感器5用于采集室内烟雾信号，所述火焰传感器6用于燃气式热水器的点火信号，微控制器1接收温度信号、湿度信号、电极的转速信号并进行模数处理，且通过显示器显示。当排风扇用在厨房时，微控制器1接收到烟雾信号并进行模数处理且计算烟雾浓度，并与内设的烟雾浓度对比，当高于内设的烟雾浓度时，微控制器1给电机
驱动器发送启动指令，强制开启排风扇，同时微控制器1导通蜂鸣器报警电路，蜂鸣器报警，当烟雾传感器5故障时，可通过按键电路来人工开启和关闭排风扇；当排风扇用在浴室时，火焰传感器6感应燃气式热水器的点火信号，微控制器1接收到点火信号给电机驱动电路发送启动指令，排风扇风工作，热水器关闭时，微控制器1不再接收点火信号且延时发送关闭指令，排风扇延时停止，微控制器1可实施监测排风扇的转速，微控制器1可根据转速状态判定排风扇状态，若排风扇不运行了，微控制器1导通蜂鸣器报警电路，蜂鸣器报警，从而提示尽早排除故障。
