CN106989419A

CN106989419A - 一种集成灶灶具控制系统

Info

Publication number: CN106989419A
Application number: CN201710227837.3A
Authority: CN
Inventors: 杜明月
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2017-07-28

Abstract

一种集成灶灶具及其控制系统，包括安装在灶具上的上位机、电磁阀、旋塞阀、灶头；热电偶和脉冲点火器及引射器调节机构；实现了厨房的集成化控制，尤其是提高了集成灶灶具控制的精确性和实时性，并提高了混合空气和燃气的混合效率，实现燃烧充分、火力细分、节能低碳。

Description

一种集成灶灶具控制系统

技术领域

本发明涉及集成灶，尤其是一种集成灶灶具的控制系统。

背景技术

近几年，随着人们生活水平的提高，家用灶具数量得到迅速增加，并且还在以每年大约7％的速度增加。目前，有些高档灶具增加了意外自动熄火、漏气检测等自动保护功能，还有些高档灶具增加了油温过热保护装置、防干烧保护装置。总得来说，人们不仅要求灶具节能、环保、卫生，而且还要求灶具具有智能、人性化的功能，诸如自动点火、自动调温、自动报警、与其他厨房电器联动、实现远程控制等。考虑到中国烹饪习惯的复杂要求，还要求灶具具有多种自动烧煮模式。随着电子技术引入抽油烟机行业，抽油烟机的自动化和智能化程度都有一定的提高。而抽油烟机的感应功能、延时功能、定时功能、记忆功能等都体现着消费者对于智能化、人性化家居产品的追求。而抽油烟机的外观，也在向时尚、美观方向发展，主流产品大多以不锈钢面板为主。

但目前市场上虽然出现了一种能够实现灶具和抽油烟机一体化控制的集成灶，但对集成灶灶具的控制并没有实现各种功能的集成化、精确化和实时化，而且在燃烧气体的混合上及燃烧效率的提高上还存在缺陷。

发明内容

为此针对现有技术的不足，本发明综合运用微处理器技术、机电一体化技术，发明了一套集成灶具控制系统，从而对灶具、抽油烟机进行集成化控制。特别地，本发明提出了一种集成灶灶具及其控制系统。

为实现该技术目的，本发明采用的技术方案是：一种集成灶灶具，包括安装在灶具上的上位机、电磁阀、旋塞阀、灶头；热电偶和脉冲点火器及引射器调节机构；

进一步地，所述上位机是灶具控制器，所述灶具控制器包括单片机、步进电机驱动及电磁阀驱动模块、人机交互模块、电力线载波通信模块、点火控制器、熄火和锅温检测及信号处理模块。

进一步地，所述灶具控制器分待机和工作两个状态，在待机状态下，所述灶具控制器不断监测灶具机械阀体的位置，一旦发现阀体没有处于“关”的位置，则自动关闭阀体；当灶具控制器收到来自用户的命令后，则进入工作状态；在工作状态，灶具控制器通过电力线载波通信模块将灶具开启、关闭、烧煮模式、灶具火力大小信息传送给抽油烟机控制器；

进一步地，本发明还提供一种控制该集成灶的控制系统，采用51系列的AT89S51单片机作为集成灶灶具控制系统MCU。

进一步地，所述MCU采用11.0592MHZ晶振；复位为上电复位或者按S1键复位。

进一步地，在所述MCU电路中，P1.0和P1.1分别与MAX488芯片的RO和DI口相连，数据总线P0口P0.0-P0.7与A/D转换芯片MAX156的D0-D7相连；MCU的地址锁存引脚ALE与MAX156的CLK引脚相连，起到外部时钟的作用；

进一步地，在所述MCU电路中，P1.6与MAX156的BUSY相连，P2.6与MAX156的CS相连，P3.7(WR)和P3.6(RD)分别与MAX156的WR、RD相连。

进一步地，在所述MCU电路中，P3.0(RXD)和P3.1(TXD)分别与MAX232的R10UT和T1IN相连。

进一步地，本发明的集成灶燃烧器，采用内外双圈燃烧器，具有坡向内置、旋转、条缝形火孔和切向供气引射器；

进一步地，本发明还提供了集成灶引射器调节机构，引射器调节机构为一混合风扇，通过安装在混合管中的支架而位于混合管的中心轴线上，所述支架具有左右两根立柱，两根立柱安装在混合管的内壁上，左右两个立柱之间安装有转轴，混合风扇安装在该转轴上；

进一步地，所述混合风扇由空心轴16和扇叶17组成，扇叶17包括前部叶片18和尾部叶片19两部分，前部叶片18与尾部叶片19的结构不同，前部叶片18为螺旋结构，尾部叶片19为平直叶片，两部分叶片均固定于空心轴16外表面上，之间由圆弧光滑过渡；

进一步地，混合风扇扇叶17边缘上开有一个或数个V形、矩形、梯形或半圆形切口20；

进一步地，混合风扇的前部叶片18上开有导流槽21，可引导混合气体的径向流动，促进气体的径向混合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了厨房的集成化控制，尤其是提高了集成灶灶具控制的精确性和实时性，并提高了混合空气和燃气的混合效率，实现燃烧充分、火力细分、节能低碳。

附图说明

图1本发明的集成灶灶具整体结构图；

图2为本发明的集成灶灶具控制系统MCU电路图；

图3为本发明的引射器；

图4为本发明的引射器调节机构结构图；

具体实施方式

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，本发明中提及的各个商品型号或通讯协议及各技术术语，都是所属技术领域中早已明确知晓的技术用语，故不再做过多解释。

实施例一：

本发明的集成灶控制系统由两部分组成，即装在灶具上的上位机和装在抽油烟机上的下位机。上位机主要完成人机交互、进气阀控制、电子点火、灶头火力大小控制及灶头熄火、锅底温度、燃气泄漏等检测；而下位机主要完成风机调速、烟雾检测、蜂鸣器报警。上、下位机之间通过电力线载波通信，以实现灶具与抽油烟机的联动。

上位机是灶具控制器。灶具控制器分待机和工作两个状态，在待机状态，它不断监测灶具机械阀体的位置，一旦发现阀体没有处于“关”的位置，则自动关闭阀体。当灶具控制器收到来自用户的命令后(如点火)，则进入工作状态。在工作状态，灶具控制器通过电力线载波通信模块将灶具开启、关闭、烧煮模式、灶具火力大小等信息传送给下位机抽油烟机控制器。在烧煮过程中，灶具控制器不断地监测灶具熄火、燃气泄漏(通过监测灶具进气压力及灶具机械阀体的位置实现燃气泄露检测)等情况，一旦发现异常，立即切断气源。整个系统的人机界面接口都装在灶具上，系统的工作状态、灶具火力大小及灶具定时均由数码管LED显示。

下位机是抽油烟机控制器。抽油烟机控制器根据电力线载波通信模块接收到的上位机信息，决定自己的工作状态。当灶具开启时，启动风机模块；灶具关闭时，延时1min后自动停止风机。风机调速模块可根据烟雾传感器模块的检测结果以及上位机传送过来的灶具烧煮模式、火力大小自动调节抽油烟机风速，从而达到最佳节能效果(因为风机的功耗与其转速的三次方成正比，因此根据实际情况调节风速能大大降低功耗)。当风机停止工作时，若烟雾传感器模块检测到燃气泄露，则自动打开风机排气，以实现灶具、抽油烟机系统双重安全保护。

灶具控制模器主要完成人机交互、进气阀控制、电子点火、灶头火力大小控制及灶头熄火、锅底温度、燃气泄漏等检测。灶具整体结构如图1所示。其功能主要包括感应按键实现开关机、火力大小数字化调节、烧煮模式设置、定时设置、安全保护等功能。

在图1所示的集成灶灶具整体结构图中，MCU是整个集成灶灶具控制系统的核心，起到控制、判断、数据处理的功能。本发明根据实际生产和生活中的要求，选择了51系列的AT89S51单片机作为集成灶灶具控制系统MCU。

AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程。AT89S51提供以下标准功能：4k字节的可系统编程的Flash只读程序存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗(WDT)，两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。低价位的AT89S51单片机提供了高性价比的应用选择，可灵活地满足控制系统的设计。MCU电路图如图2所示。MCU采用11.0592MHZ晶振。复位为上电复位或者按S1键复位。

P1.0和P1.1分别与MAX488芯片的RO和DI口相连，数据总线P0口P0.0-P0.7与.A/D转换芯片MAX156的D0一D7相连。MCU的地址锁存引脚ALE与MAX156的CLK引脚相连，起到外部时钟的作用。

P1.6与MAX156的BUSY相连。P2.6与MAX156的CS相连，P3.7(WR)和P3.6(RD)分别与MAX156的WR、RD相连。

P3.0(RXD)和P3.1(TXD)分别与MAX232的R1OUT和T1IN相连。

此外，本发明中的集成灶具在集成了灶具和抽油烟机协同控制的基层上还对集成灶中的燃烧器进行了改进。如图3所示，本发明的集成灶燃烧器，采用内外双圈燃烧器，具有坡向内置、旋转、条缝形火孔和切向供气引射器。引射器包括喷嘴1、吸气收缩管2、混合管3、扩压管4、一次空气吸入口5。为了提高混合管中空气与燃气的混合作用，本发明还提供了集成灶引射器调节机构，如图4所示，引射器调节机构为一混合风扇，通过安装在混合管中的支架而位于混合管的中心轴线上，所述支架具有左右两根立柱6，两根立柱安装在混合管的内壁上(安装方式可以采用各类机械安装方式，如焊接)，左右两个立柱之间安装有转轴7，混合风扇安装在该转轴上。当混合气体通过时，混合风扇在气流作用下发生转动，从而提高了空气和燃气的混合作用。其中混合风扇由空心轴16和扇叶17组成，扇叶17包括前部叶片18和尾部叶片19两部分，前部叶片18与尾部叶片19的结构不同，前部叶片18为螺旋结构，尾部叶片19为平直叶片，两部分叶片均固定于空心轴16外表面上，之间由圆弧光滑过渡。在空气和燃气的混匀过程中，混合空气受到前部叶片18的推动进行旋转，由于结构上的不一致性，尾部叶片19会提供一个相反的力矩，从而增强了混合气体的混合效果。进一步地，混合风扇扇叶17边缘上开有一个或数个V形、矩形、梯形或半圆形切口20，以增加气流的扰动，提高混合效果。进一步地，混合风扇的前部叶片18上开有导流槽21，可引导混合气体的径向流动，促进气体的径向混合。

对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种集成灶灶具，包括安装在灶具上的上位机、电磁阀、旋塞阀、灶头、热电偶和脉冲点火器，其特征在于，所述灶具还包括引射器调节机构。

2.如权利要求1所述的集成灶灶具，其特征在于，所述上位机是灶具控制器，所述灶具控制器包括单片机、步进电机驱动及电磁阀驱动模块、人机交互模块、电力线载波通信模块、点火控制器、熄火和锅温检测及信号处理模块。

3.如权利要求1所述的集成灶灶具，其特征在于，所述灶具控制器分待机和工作两个状态，在待机状态下，所述灶具控制器不断监测灶具机械阀体的位置，一旦发现阀体没有处于“关”的位置，则自动关闭阀体；当灶具控制器收到来自用户的命令后，则进入工作状态；在工作状态，灶具控制器通过电力线载波通信模块将灶具开启、关闭、烧煮模式、灶具火力大小信息传送给抽油烟机控制器。

4.一种控制如权利要求1-2之一所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，采用51系列的AT89S51单片机作为集成灶灶具控制系统的MCU。

5.如权利要求3所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，所述MCU采用11.0592MHZ晶振；复位为上电复位或者按S1键复位。

6.如权利要求4所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，在所述MCU电路中，P1.0和P1.1分别与MAX488芯片的RO和DI口相连，数据总线P0口P0.0-P0.7与A/D转换芯片MAX156的D0-D7相连；MCU的地址锁存引脚ALE与MAX156的CLK引脚相连，起到外部时钟的作用。

7.如权利要求5所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，在所述MCU电路中，P1.6与MAX156的BUSY相连，P2.6与MAX156的CS相连，P3.7(WR)和P3.6(RD)分别与MAX156的WR、RD相连。

8.如权利要求6所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，在所述MCU电路中，P3.0(RXD)和P3.1(TXD)分别与MAX232的R1OUT和T1IN相连。

9.如权利要求7所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，集成灶控制系统控制集成灶燃烧器，所述集成灶燃烧器采用内外双圈燃烧器，具有坡向内置、旋转、条缝形火孔和切向供气引射器。

10.如权利要求8所述的集成灶灶具的控制系统，其特征在于，所述集成灶燃烧器还包括集成灶引射器调节机构，引射器调节机构为一混合风扇，通过安装在混合管中的支架而位于混合管的中心轴线上，所述支架具有左右两根立柱，两根立柱安装在混合管的内壁上，左右两个立柱之间安装有转轴，混合风扇安装在该转轴上。