CN219574648U

CN219574648U - 一种多功能厨房天然气监测电路

Info

Publication number: CN219574648U
Application number: CN202320539518.7U
Authority: CN
Inventors: 宋磊; 赵启政; 肖求美
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2023-03-20
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2023-08-22
Anticipated expiration: 2033-03-20

Abstract

本实用新型公开了一种多功能厨房天然气监测电路，该电路采用AT89C51单片机为主控制器，由天然气检测模块电路、温湿度检测模块电路和LCD1602显示模块电路构成监测电路部分；由独立按键模块电路、声光报警模块电路、通风模块电路、蓝牙模块电路构成处理电路部分；所述多功能厨房天然气监测电路环保节能、实用性广泛，能够根据不同厨房环境以及用户需求，设定不同天然气浓度报警值和温湿度阈值，在出现天然气泄漏时发出警报并及时处理好异常情况，实时获取厨房内天然气浓度情况并将信息传输到用户手机端，以便于及时发现潜在的风险，提高了居家厨房天然气使用的安全性。

Description

一种多功能厨房天然气监测电路

技术领域

本实用新型属于天然气检测技术领域，具体涉及一种多功能厨房天然气监测电路。

背景技术

室内天然气泄露容易导致家庭发生火灾。目前，现有的一些天然气浓度检测装置只具有检测的功能，不能及时的消除天然气浓度过高带来的隐患，而且往往需要人待在家中才能实现对可燃气泄露情况的及时处理，功能单一。因此，设计一种能实现自动监测、声光报警、蓝牙远程通知及自动排气稀释等多功能于一体的可燃气监测装置符合居家厨房的需求，能够确保在天然气泄漏危及人们生命财产安全的第一时间内采取措施。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种厨房天然气检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题，保障居民的人身安全和财产安全。

本实用新型解决上述不足采取的技术方案为：

提供了一种多功能厨房天然气监测电路，包括厨房内天然气以及温湿度环境监测电路和处理模块电路两部分，第一部分厨房内天然气以及温湿度环境监测电路包括天然气检测模块电路、DHT11温湿度检测模块电路以及LCD1602显示模块电路；所述的天然气检测模块天然气检测模块电路包括ADC0832模数转换芯片、LTC3411AEMS气敏电阻RQ、第九电阻R9；ADC0832模数转换芯片的CLK引脚与AT89C51单片机的P1.1引脚相连，ADC0832模数转换芯片的DI和DO引脚分别与AT89C51单片机的P1.2和P1.3引脚相连，ADC0832模数转换芯片的CHO引脚与LTC3411AEMS气敏电阻RQ的一端和第九电阻R9的一端相连，LTC3411AEMS气敏电阻RQ的另一端与电源VCC相连，第九电阻R9的另一端接地GND；第九电阻R9电压信号经ADC0832模数转换芯片转变数字信号并传输到AT89C51单片机，单片机将输入信号数据与设定阈值对比，处理模块电路运作；其中设定阈值由独立按键模块电路调整并在显示模块电路中的LCD1602显示器中显示。

第二部分处理模块电路包括声光报警模块电路、独立按键模块电路、蓝牙通信模块电路和通风模块电路; 所述的独立按键模块电路中第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4一端分别与AT89C51单片机的P3.0、P3.1、P3.2和P3.3引脚相连，另一端接地GND；第一按键S1用于界面显示切换设置，根据用户需求调整浓度值和温湿度值，第二按键S2用于天然气浓度和温湿度阈值上下限切换，并由第三按键S3和第四按键S4分别作为数值增减按键；所述的通风模块电路中第五电阻R5的一端连接AT89C51单片机P3.6引脚，另一端与NPN三极管Q1的基极相连，NPN三极管Q1的集电极与电源VCC相连，NPN三极管Q1的发射极与第一继电器RL1相连，第一继电器RL1一端与步进电机相连，另一端与电源VCC相连；所述的蓝牙通信模块电路中的蓝牙芯片RXD引脚和TXD引脚分别与AT89C51单片机的P3.0和P3.1引脚相连，蓝牙通信模块可与用户手机端相连，实时同步显示厨房的监测信息，通知用户进行人为干预处理泄漏情况。

本实用新型的有益效果在于。

1、本实用新型提供的厨房内天然气以及温湿度环境监测电路，能监测厨房内天然气和温湿度的环境，并通过监测电路由单片机在显示器进行实时的显示。

2、本实用新型提供的按键模块电路、声光报警模块电路和蓝牙通信模块电路，可根据用户需求设置天然气浓度阈值和温湿度阈值，操作简单，当浓度超过阈值时，进行声光报警的同时通过蓝牙模块会及时将报警同步到用户手机端，以便于及时发现潜在的风险。

3、本实用新型提供的通风模块电路，在用户未能及时人为干预处理天然气泄漏的情况下，进行自动的通风换气稀疏天然气浓度以及调整室内空气温湿度，提高天然气使用情况安全性的同时，减轻了人工负担。

附图说明

图1为系统设计整体框图。

图2为整体电路结构图。

图3为AT89C51单片机最小系统电路图。

图4为天然气检测模块电路图。

图5为温湿度检测模块电路图。

图6为LCD1602显示模块电路图。

图7为独立按键模块电路图。

图8为声光报警模块电路图。

图9为通风模块电路图。

图10为蓝牙通信模块电路图。

图11为电源模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容作进一步描述。

如图1所示，电路系统结构框图。该电路由AT89C51单片机最小系统电路、天然气检测模块电路、LCD1602显示模块电路，通风模块电路，温湿度检测模块电路，独立按键模块、声光报警模块电路、蓝牙通信模块电路和电源模块电路所构成。其中包括厨房内天然气以及温湿度环境监测电路和处理模块电路两部分，监测电路包含天然气检测模块电路DHT11温湿度检测模块和LCD1602显示模块电路；主控模块采用AT89C51单片机最小系统，其作用是接收监测电路信号，输出信号控制处理电路；处理电路包含蓝牙模块、声光报警模块和通风电路模块；所述监测电路模块连接在AT89C51单片机上，天然气检测模块电路和温湿度检测模块电路将采集到的信号转换后传输至AT89C51单片机，AT89C51单片机接收输入信号输出到显示模块电路,当天然气浓度和温湿度超过设定的阈值时，控制处理电路中的声光报警模块进行报警，及时的运行阀门进行通风控制，并通过蓝牙通信模块将信号传输到手机端，天然气泄漏将在用户手机端进行报警。

如图2所示，整体电路结构图。整体电路结构图包括AT89C51单片机最小系统电路、天然气检测模块电路、温湿度检测模块电路、LCD1602显示模块电路、独立按键模块电路、声光报警模块电路、通风模块电路、蓝牙通信模块电路和电源模块电路。

如图3所示，AT89C51单片机最小系统电路图。最小系统由AT89C51单片机、晶振电路和复位电路构成。晶振电路包括第一晶振X1、第一电容C1、第二电容C2和地GND。第一晶振X1一端与第一电容C1一端以及AT89C51单片机的XTAL1引脚相连，另一端与第二电容C2一端以及SCT89C52单片机的XTAL2引脚相连。第二电容C2一端与第一晶振X1端口以及SCT89C52单片机的XTAL2引脚相连，另一端与地GND以及第一电容C1一端相连。第一电容C1一端与第一晶振X1端口以及SCT89C52单片机的XTAL1引脚相连，另一端与地GND相连以及第二电容C2一端相连。复位电路包括电源VCC 、第三电容C3、第一电阻R1和地GND。第三电容C3一端与电源VCC引脚以及AT89C51单片机的RST引脚相连。第一电阻R1一端与第三电容C3一端以及AT89C51单片机的RST引脚相连，另一端与地GND相连；AT89C51单片机EA引脚与电源VCC相连，AT89C51单片机的GND引脚接地GND。

如图4所示，天然气检测模块电路包括ADC0832模数转换芯片、LTC3411AEMS气敏电阻RQ、第九电阻R9；ADC0832模数转换芯片的CLK引脚与AT89C51单片机的P1.1引脚相连，ADC0832模数转换芯片的DI和DO引脚分别与AT89C51单片机的P1.2和P1.3引脚相连，ADC0832模数转换芯片的CHO引脚与LTC3411AEMS气敏电阻RQ的一端和第九电阻R9的一端相连，LTC3411AEMS气敏电阻RQ的另一端与电源VCC相连，九电阻R9的另一端接地GND；天然气检测模块电路用于检测室内天然气泄漏的浓度并将数据传到单片机系统，单片机将输入数据与设定阈值比较，并控制处理电路进一步的操作处理；当厨房内天然气浓度增加时，LTC3411AEMS气敏电阻RQ阻值降低，第九电阻R9两端电压升高，厨房内天然气浓度降低时，LTC3411AEMS气敏电阻RQ阻值恢复正常，第九电阻R9两端电压保持初始值，电压信号经ADC0832模数转换芯片转变并传输到AT89C51单片机，与设定的阈值对比，当超过设定阈值时，处理模块电路运作。

如图5所示，温湿度检测模块电路图。DHT11传感器的DATA引脚与AT89C51单片机的P1.7引脚相连，第二电阻R2的一端与电源VCC连接，第二电阻R2的另一端与DHT11传感器的DATA引脚相连，DHT11传感器的VDD引脚和GND引脚分别连接电源VCC和地GND；温湿度检测模块电路用于检测厨房内温度值和湿度值。

如图6所示，LCD1602显示模块电路图。LCD1602液晶显示模块包括LCD1602液晶显示器、排阻RP1，电源VCC和地GND。排阻RP1的引脚1与电源VCC相连，排阻RP1的引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9分别与LCD1602液晶显示器的D0引脚、D1引脚、D2引脚、D3引脚、D4引脚、D5引脚、D6引脚、D7引脚相连。LCD1602液晶显示器的RS引脚、RW引脚、E引脚分别与AT89C51单片机的P2.0、P2.1、P2.2引脚相连。LCD1602液晶显示器的D0引脚、D1引脚、D2引脚、D3引脚、D4引脚、D5引脚、D6引脚、D7引脚分别与AT89C51单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引脚相连，LCD1602液晶显示器的VCC引脚和VEE引脚均与电源VCC相连，LCD1602液晶显示器的VDD引脚与地GND相连。LCD1602显示器用于显示当前检测气体的浓度值和温湿度值以及独立按键修改值的显示。

如图7所示，按键模块电路图。独立按键电路模块包括第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3、第四按键S4。第一按键S1为界面显示切换，可用于切换天然气浓度和温湿度实时监测值；第二按键S2用于设定阈值上下限切换；第三按键S3和第四按键S4为数值加减按键，可用于调节阈值的上下限值设置；第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4的一端与AT89C51单片机的P2.5、P2.6、P2.7、P2.8引脚相连，另一端与地GND相连。

如图8所示，声光报警模块电路图；声光报警模块电路包含NPN三极管Q2、蜂鸣器BUZ1、LED发光二极管和第三电阻R3。NPN三极管Q2的基极与AT89C51单片机的P3.7引脚相连，NPN三极管Q2的集电极与电源VCC相连，蜂鸣器BUZ1与LED发光二极管的一端共同连接NPN三极管Q2的发射极，LED发光二极管的另一端与第三电阻R3连接，第三电阻R3的另一端与蜂鸣器BUZ1的另一端相连并共同接地GND。一旦厨房内超过设定的天然气浓度值和温湿度值，单片机P3.7引脚接收高电平的信号，三极管处于放大器的工作模式，线路接通，蜂鸣器报警；基极同连接一个二极管D1和串联一个电阻构成放光信号，一旦超过阈值，灯变为红色指示灯。

如图9所示，通风模块电路图。通风模块电路包括第五电阻R5、NPN三极管Q1、第一继电器RL1和步进电机。第五电阻R5的一端连接AT89C51单片机P3.6引脚，另一端与NPN三极管Q1的基极相连，NPN三极管Q1的集电极与电源VCC相连，NPN三极管Q1的发射极与第一继电器RL1相连，第一继电器RL1一端与步进电机相连，另一端与电源VCC相连；当天然气环境监测模块电路检测到的浓度值大于设定浓度值，则继电器闭合控制步进电机转动进行通风控制，当检测浓度值小于设定浓度值，则继电器断开；当天然气环境监测模块电路检测到的温湿度值大于设置温湿度值，则继电器闭合进行通风散热。

如图10所示，蓝牙通信模块电路。蓝牙通信模块电路的蓝牙芯片RXD引脚和TXD引脚分别与AT89C51单片机的P3.0和P3.1引脚相连，蓝牙通信模块可与用户手机端相连，实时同步显示厨房的监测信息，当天然气环境监测模块电路检测到天然气的浓度值大于设定浓度值，将通过蓝牙模块在手机端进行报警，通知用户进行人为干预处理泄漏情况。

如图11所示，电源模块电路。电源模块包括PT1301D23F电源芯片、第一电感L1、二极管D2、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8。PT1301D23F电源芯片的CE引脚与电池引脚VBAT相连，电池引脚VBAT与第四电容C4和第一电感L1一端相连，PT1301D23F电源芯片的GND引脚接地，PT1301D23F电源芯片的FB引脚与第六电容C6一端相连，PT1301D23F电源芯片的LX引脚与第一电感L1另一端相连，PT1301D23F电源芯片的VDD引脚与第七电阻R7一端相连，第七电阻R7另一端与第五电容C5另一端接地GND, 经第七电阻R7输出转换电压； PT1301D23F电源芯片的LX引脚与单向导通二极管D2相连，二极管D2另一端与第六电阻R6相连，第六电阻R6与第四电阻R4串连，第四电阻R4接地GND,第七电容C7和第八电容C8一端接输出电源电压，另一端接地GND；所述的电源模块电路将电池电压转换为监测电路和处理电路所需的4.5V和12V直流电压，给各模块电路提供电源。

Claims

1.一种多功能厨房天然气监测电路，包括厨房内天然气以及温湿度环境监测电路和处理模块电路两部分，其特征在于：两部分由AT89C51单片机最小系统电路、天然气检测模块电路、LCD1602显示模块电路、通风模块电路、温湿度检测模块电路、独立按键模块电路、声光报警模块电路、蓝牙通信模块电路和电源模块电路所构成；第一部分厨房内天然气以及温湿度环境监测电路包括天然气检测模块电路、DHT11温湿度检测模块电路以及LCD1602显示模块电路；所述的天然气检测模块天然气检测模块电路包括ADC0832模数转换芯片、LTC3411AEMS气敏电阻RQ和第九电阻R9；ADC0832模数转换芯片的CLK引脚与AT89C51单片机的P1.1引脚相连，ADC0832模数转换芯片的DI和DO引脚分别与AT89C51单片机的P1.2和P1.3引脚相连，ADC0832模数转换芯片的CHO引脚与LTC3411AEMS气敏电阻RQ的一端和第九电阻R9的一端相连，LTC3411AEMS气敏电阻RQ的另一端与电源VCC相连，第九电阻R9的另一端接地GND；第九电阻R9电压信号经ADC0832模数转换芯片转变数字信号并传输到AT89C51单片机，单片机将输入信号数据与设定阈值对比，处理模块电路运作；其中设定阈值由独立按键模块电路调整并在显示模块电路中的LCD1602显示器中显示。

2.根据权利要求1所述一种多功能厨房天然气监测电路，其特征在于：第二部分处理模块电路包括声光报警模块电路、独立按键模块电路、蓝牙通信模块电路和通风模块电路;所述的独立按键模块电路中第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4一端分别与AT89C51单片机的P3.0、P3.1、P3.2和P3.3引脚相连，另一端接地GND；第一按键S1用于界面显示切换设置，根据用户需求调整浓度值和温湿度值，第二按键S2用于天然气浓度和温湿度阈值上下限切换，并由第三按键S3和第四按键S4分别作为数值增减按键；所述的通风模块电路中第五电阻R5的一端连接AT89C51单片机P3.6引脚，另一端与NPN三极管Q1的基极相连，NPN三极管Q1的集电极与电源VCC相连，NPN三极管Q1的发射极与第一继电器RL1相连，第一继电器RL1一端与步进电机相连，另一端与电源VCC相连；所述的蓝牙通信模块电路中的蓝牙芯片RXD引脚和TXD引脚分别与AT89C51单片机的P3.0和P3.1引脚相连，蓝牙通信模块可与用户手机端相连，实时同步显示厨房的监测信息，通知用户进行人为干预处理泄漏情况。