一、系统整体设计方案
本系统以 STC89C52RC 单片机为控制核心，聚焦家庭厨房抽油烟机的智能化控制需求，可实现油烟浓度检测、人体感应启停、多挡风速调节、定时关机及故障报警功能，兼顾实用性与节能性，提升厨房使用体验。系统遵循 “智能感知、自动响应” 原则，划分为五大核心模块：油烟检测模块、人体感应模块、单片机控制模块、风机驱动模块及人机交互模块。
油烟检测模块实时采集厨房内油烟浓度信号，将其转换为单片机可识别的电信号；人体感应模块检测厨房内是否有人活动，为抽油烟机自动启停提供依据；单片机控制模块作为 “核心中枢”，接收油烟浓度与人体活动信号，结合预设阈值输出控制指令；风机驱动模块根据指令调节风机转速，实现不同风速挡位切换；人机交互模块支持用户手动设置风速、定时时间，通过显示屏与按键完成操作，同时显示设备运行状态，方便用户直观掌握系统情况。
二、系统硬件设计
系统硬件围绕 51 单片机搭建，元器件选型以高灵敏度、抗油污干扰为核心，适配厨房复杂环境。油烟检测模块选用 MQ-2 烟雾传感器（兼容油烟检测），该传感器通过气敏电阻感知油烟浓度，输出 0-5V 模拟电压信号，油烟浓度越高，输出电压越高，测量范围 50-10000ppm，精度 ±5%，传感器安装于抽油烟机进风口附近，搭配防尘罩减少油污附着，确保检测稳定性。
人体感应模块采用 HC-SR501 红外热释电传感器，安装于抽油烟机操作面板下方，感应距离 3-7 米、角度 110°，可检测人体红外线辐射，输出高电平表示检测到人体活动，低电平表示无人，信号直接接入单片机 IO 口，无需额外模数转换，且支持延时调节（默认 5 秒），避免短暂离开导致设备误关。
风机驱动模块采用 L298N 双 H 桥电机驱动芯片，连接抽油烟机直流风机，芯片通过 ENA 使能引脚与 IN1、IN2 控制引脚与单片机连接。单片机通过调节 ENA 引脚的 PWM（脉冲宽度调制）信号占空比控制风机转速，实现三挡风速：占空比 100% 为高挡（强力排烟，对应油烟浓度＞300ppm）、70% 为中挡（常规排烟，对应油烟浓度 150-300ppm）、40% 为低挡（轻微排烟，对应油烟浓度＜150ppm）；通过 IN1、IN2 引脚电平控制风机启停。
人机交互模块采用 LCD1602 显示屏与 4 个独立按键（“风速 +”“风速 -”“定时”“开关机”），LCD 屏显示 “Oil Smoke: 220ppm”“Wind Speed: Medium”“Timer: 10min” 等信息；按键用于手动调节风速、设置 1-30 分钟定时关机及强制开关机。系统电源采用 220V 转 12V 开关电源，经 LM1117-5V 稳压芯片为单片机、传感器、显示屏供电，电源回路串联保险丝，防止过载损坏设备。
三、系统软件设计
系统软件基于 Keil C51 开发环境编写，采用模块化编程思想，主要包含主程序、油烟检测子程序、人体感应子程序、风机控制子程序及人机交互子程序，各模块协同工作，确保控制响应时间小于 1 秒。
主程序负责系统初始化与流程调度，初始化阶段完成单片机 IO 口、ADC 模块、定时器、LCD 显示屏的参数配置，设置定时器 0 定时 500ms 用于油烟浓度采样，定时器 1 定时 1 秒用于定时计数与状态更新，同时初始化风速阈值（高挡＞300ppm、中挡 150-300ppm、低挡＜150ppm）及默认状态（待机）。初始化完成后，主程序进入循环状态，依次调用油烟检测子程序获取浓度数据、人体感应子程序判断人员状态、风机控制子程序调节风速、人机交互子程序响应用户操作。
油烟检测子程序通过 ADC 模块读取 MQ-2 传感器输出电压，结合传感器电压 - 浓度校准曲线（如 2V 对应 200ppm）计算实际油烟浓度，采用滑动平均滤波法（取 3 次采样平均值）去除油烟波动干扰，提升检测精度。人体感应子程序读取 HC-SR501 输出电平，若检测到人体活动且油烟浓度＞50ppm，触发风机启动；若无人且油烟浓度＜50ppm 持续 5 秒，控制风机关机，实现自动启停。
风机控制子程序将实时油烟浓度与风速阈值对比：浓度＞300ppm 时，输出高挡 PWM 信号；150-300ppm 时输出中挡信号；＜150ppm 时输出低挡信号；若用户手动调节风速，优先执行手动指令，且手动指令持续 5 分钟后自动切换回自动模式。人机交互子程序扫描按键状态：按下 “风速 +”“风速 -” 循环切换风速挡；按下 “定时” 可设置定时时间，定时结束后自动关机；按下 “开关机” 强制切换设备启停状态，并更新 LCD 屏显示内容。
系统总结
本基于单片机的智能家庭抽油烟机自动控制系统，通过 MQ-2 传感器精准检测油烟浓度，HC-SR501 实现人体感应自动启停，L298N 驱动模块调节风机风速，51 单片机统筹智能控制逻辑，人机交互模块提升操作便捷性，形成适配家庭厨房的智能化解决方案。系统硬件抗油污、稳定性强，软件自动控制与手动操作结合，兼顾智能与灵活，能有效减少无效运行能耗，提升排烟效率。后续可拓展蓝牙模块，支持手机 APP 远程控制与故障提醒，增加油污清洁提醒功能，进一步提升系统智能化与实用性，助力家庭厨房电器的自动化升级。
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