一种基于单片机的吸烟室通风控制系统的制作方法

本实用新型涉及烟雾检测及自动化排风领域，具体涉及一种基于单片机的吸烟室通风控制系统。

背景技术：

目前宾馆、剧院、候机楼、商场等场所均设置了吸烟室，以防止不吸烟者被动吸烟。已有的吸烟室大多通过排风设备进行空气流通，然而排风设备会存在有无吸烟人员在场时都会常时开启，导致浪费电能的问题。由于吸烟室是相对封闭的房间，当吸烟室内存在大量烟雾时需要值守人员长时间等待烟雾完全排净才能关闭排风离场，会浪费值守人员的时间。另外，现在市面上也有一类野外吸烟室，是设立在露天场所的简易吸烟室，这类吸烟室不适合安装排风系统，需要人力进行开窗通风等，自动化程度很低。

因此需要一种新的吸烟室系统，来解决现有技术存在的诸多问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有公共场所的吸烟室排风设备一般常时开启，导致电能浪费，且野外吸烟室需要人力开窗通风，自动化较低的缺点，而提出一种基于单片机的吸烟室通风控制系统。

一种基于单片机的吸烟室通风控制系统，包括：单片机、CO传感器、电源电路、A/D调理电路、光电耦合驱动电路、电机、线位移传感器，其中CO传感器的输出引脚通过A/D调理电路与单片机的CO检测引脚连接，单片机的电源输入端与电源电路的输出端连接，单片机的电机控制引脚依次连接光电耦合驱动电路和电机；线位移传感器的输出引脚与单片机的线位移检测引脚连接。

本实用新型的有益效果为：1、与公共场所内设置的吸烟室相比，能够检测一氧化碳浓度，在浓度高时通过电机控制开窗进行通风，具有较高的自动化，不需要人工操作；2、与常时开启的排风扇相比，更加节电；3、使用的基础电路元件和芯片价格非常低，低于安装整套排风系统的成本；4、相比于野外吸烟室，不需要人工开窗通风，节省了人力；5、不需要依赖于排风系统，在不适于安装排风系统的野外吸烟室也可以安装使用。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的基于单片机的吸烟室通风控制系统的方框原理图；

图2为本实用新型一个实施例的电源电路结构图；

图3为本实用新型一个实施例的A/D调理电路的电路结构图；

图4为本实用新型一个实施例的光电耦合驱动电路的电路结构图；

图5为本实用新型一个实施例的线位移传感器的电路结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的基于单片机的吸烟室通风控制系统，如图1所示，包括单片机、CO传感器、电源电路、A/D调理电路、光电耦合驱动电路、电机、线位移传感器，其中CO传感器的输出引脚通过A/D调理电路与单片机的CO检测引脚连接，单片机的电源输入端与电源电路的输出端连接，单片机的电机控制引脚依次连接光电耦合驱动电路和电机；线位移传感器的输出引脚与单片机的线位移检测引脚连接。

本实施方式的工作原理是：CO传感器用于检测一氧化碳浓度，检测到的信号经过A/D调理电路的整流滤波作用后输入给单片机，单片机检测到一氧化碳浓度超过一定阈值后，通过光电耦合驱动电路驱动电机，电机用于控制吸烟室内的窗体，控制原理与车辆的电动车窗原理相同，即通过步进电机的驱动使车窗上升或下降。光电耦合驱动电路除了驱动作用之外，还有通过光电耦合隔离单片机与步进电机的作用，这样设置是为了避免步进电机工作时产生较大电流从而影响单片机的工作。线位移传感器设置在窗框附近，能够随着窗体的运动而运动，线位移传感器用于识别窗体运动到了何种位置，当检测到窗体运动到达了特定的位置则控制电机停止。当检测到浓度为不同的值时，可以让窗体在不同的位置停止，这样可以实现浓度越大则窗体打开的程度越大效果。

使用本实施方式的好处是，在吸烟室内一氧化碳浓度过高的时候，能够自动打开窗来保持空气流通，以减少有害气体的浓度。

需要说明的是，本实用新型不需要依赖于软件实现，单片机仅需检测电平高低即可完成控制。并且本实用新型仅保护一种硬件电路的配置，这种硬件配置本身属于新的电路连接关系，使得本领域的技术人员在使用这种硬件配置时能够便于在这种配置上进行进一步的开发和应用，而不要求单片机内搭载任何软件程序，如果研发人员需要使用软件功能，可以在这种硬件配置上进行二次开发，而本实用新型不提供软件程序的实现。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：单片机为16F877A芯片。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：CO传感器为MQ-2型烟雾传感器。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：如图2所示，电源电路包括12V蓄电池、LM7805C芯片、第一电容和第二电容，其中12V蓄电池的正极与LM7805C芯片的1号引脚连接，12V蓄电池的负极与LM7805C芯片的3号引脚连接，LM7805C的3号引脚接地，LM7805C芯片的2号引脚连接单片机的电源输入端；第一电容并联在LM7805C芯片的1号引脚和3号引脚之间，第二电容并联在LM7805C芯片的2号引脚和3号引脚之间。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：如图3所示，A/D调理电路具体包括：传感器连接端、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻和TVS管，第三电容的第一端作为传感器连接端，用于连接CO传感器；第三电容的第二端接地；第三电容的第一端连接第一电阻后与第四电容的第一端连接，第四电容的第二端接地；第五电容与第四电容并联，第二电阻与第五电容并联，TVS管与第二电阻并联，TVS管的第一端与单片机的I/O引脚连接。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：电机为步进电机。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：如图4所示，光电耦合驱动电路具体包括第一光电耦合芯片、第二光电耦合芯片、时序芯片和负载控制芯片，第一光电耦合芯片的输入引脚和第二光电耦合芯片的输入引脚均与单片机的控制引脚连接，第一光电耦合芯片和第二光电耦合芯片的输出引脚均与时序芯片的输入引脚连接，时序芯片的输出引脚与负载控制芯片连接，负载控制芯片的输出引脚与电机的输入引脚连接。

其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：第一光电耦合芯片和第二光电耦合芯片均为TLP521-4芯片；所述时序芯片为L297芯片，所述负载控制芯片为L298N芯片。

其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式对线位移传感器做进一步的限定，如图5所示，线位移传感器主要利用变压器T1的铁芯或磁芯部分，当电路结构产生位移时，一次绕组和二次绕组之间的耦合随着铁芯或磁芯的移动而改变，从而可以将被测量位移转换为传感器的互感变化，从而将被测位移转换为电压输出。U4和U5为LM358N运算放大器，U6为NE555定时器。

其中，U6、R17、Q3、R18、R19、C8、D6、R20、D7、C9的部分构成多谐振荡器；T1、D2、D3构成差分整流电路；R4、R5、D4、D5、RP1、RP2、R7、U4、R8、R9的部分构成差分运算放大电路；R10、R11、C4、C5、C6、R12、R13、R14、U5、R16、C7、R15的部分构成有源低通滤波电路。

具体使用时，可以将线位移传感器与窗户玻璃做固定，这样窗户玻璃移动时可以带动线位移传感器移动，从而将检测到的表示位移的电压通过最右侧的输出端传输给单片机。由于本实用新型仅保护电路结构，不保护窗体，因而未示出带有窗体的视图，本领域人员可以依据具体的吸烟室内的具体窗体情况做出准确的判断。

本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。