1. 研究目的与意义
社会的发展和经济的进步使得人们越来越想去追求高科技、智能化的生活方式，其中电器行业由此而得到了非常巨大的发展。值得注意的是，近些年来人工智能技术发展得非常迅速，这无疑是为电器行业的智能化提供了坚实的基础，比如说智能油烟机。我们在炒菜的时候会产生非常多的油烟水气，这些东西对人体的健康是有害的，而油烟机正是一种可以排除油烟净化厨房环境的工具，它一般安装在炉灶的上方，能够将炉灶燃烧产生的废物以及烹饪过程产生的油烟水气等快速地抽走，从而净化空气。中国第一台抽油烟机是国家商务部在德国慕尼黑商品博览会上引进的，当时引进的是技术以及产品的外观，不过遗憾的是没有根据中国人的烹饪方式而生产。我们中国人做菜喜欢猛火爆炒所以会产生大量油烟，而外国人烹饪喜欢采用蒸煮煎炸的方式，所以产生的油烟很少。
二十世纪七十年代末期，我国五金行业内的科技情报工作者根据掌握的国外信息提出了在国内开发吸油烟机的建议，但是由于各方面的原因，国内并没有厂家开发这种产品。直到1984年7月份上海桅灯厂据台湾地区生产的油烟机实物试制出来了中国大陆地区的第一台外排式吸油烟机，同一年的12月投入生产，当年的产量为629台，之后油烟机在中国就蓬勃发展起来了。进入21世纪以后，现代工业自动控制技术、互联网技术与多媒体技术飞速发展，从而诞生了智能油烟机，并且随着近年消费升级、工业4.0、人工智能等概念的兴起，油烟机的智能化水平也因此不断提高，方太、美的等大品牌都在研发和生产自己的智能油烟机。现在有的智能油烟机可以自动感知工作环境空间状态、家电自身状态，可以自动控制及接受用户在家里或外面的控制指令，但智能油烟机并没有那么普及，市场上油烟机普遍还没有那么智能，智能油烟机未来10年的发展依旧值得期待。
现在的人非常注重家庭人居环境的舒适性，而智能油烟机的诞生显然是能够提高这种舒适性的。传统的油烟机最主要的问题是不能自动，比如挡位不能根据实际的情况实时调控而是必需要手动调节控制，试想当你做饭本就手忙脚乱时，还要腾出时间和手去手动调节（或许手上的油污还会污染到油烟机按钮）这显然是非常麻烦和不适的，并且人也不能够准确感知出当前的油烟水气浓度从而去选择合适的挡位。可见传统的油烟机智能化低，使用起来很不方便，所以设计智能油烟机控制系统的目的是让油烟机能够根据厨房环境状态的变化而自动控制调节油烟机开关和风扇挡位，从而提高油烟机的智能化水平和使用者的舒适性，让使用者可以专心致志地烹饪并享受其中的乐趣而不用考虑过多的其它因素。我国油烟机的发展虽然经历了几十年，但市场上智能油烟机型号数量占比还不足2%，可以说智能油烟机是当前市场上的高端产品，它发展的空间很大，是未来普及的趋势方向，设计智能油烟机控制系统具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。此外目前市场上的智能油烟机普遍智能化水平不高，而本课题设计的基于感知技术的智能油烟机控制系统能够改善市场上智能油烟机占比少且智能化水平不高的问题，一方面可以促进社会科技的进步，另一方面对中国智能厨电行业的发展也会起到一定的推动作用。本课题设计的智能油烟机控制系统，可以使油烟机根据厨房烟雾水气的浓度变化而合理地做出相应地动作，提高了智能化水平，它具有一定的实用价值和社会经济价值，可以促进社会进步。此外在本课题的设计中需要我用到模型分析方法、电机控制等许多相关内容的知识，还要做信号检测与控制、方案实施、电路设计制作和软件编程及功能调试等具体的工作，所以可以说是一个综合性的考验，能够对自己的大学四年做一个交代，还能提高自己的综合能力，为以后的工作打下坚实的基础，对自己的成长提高有非常大的作用。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
设计一个基于感知技术的油烟机控制系统，实现油烟机在各种特殊情形下抽排风的合理分配控制；该系统应包括：厨房环境状态和电机运行状态检定单元（包括转速、流量、烟雾以及水气等）、微处理器匹配控制单元、智能化单元、电机驱动单元、人机交互及数码显示单元等；完成的功能：转速、流量、烟雾以及水气等的数据采集、显示、运算处理、按需要控制输出量；电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。
预期目标：
3. 研究的方法与步骤
如图1所示是智能油烟机控制系统的硬件结构图，当单片机启动之后，烟雾检测模块，转速检测模块和流量检测模块负责厨房环境状态和电机运行状态的检测，通过模数转换装置将模拟量转换为数字量传输给微处理器。当检测到一定浓度的烟雾水气后，微处理器会通过电机驱动模块自动打开油烟机开始抽排风，并且会根据烟雾水气浓度的增加而自动加大风扇挡位，当浓度降低到一定程度以下后会自动停止。烟雾水气浓度、电机转速和流量大小会通过微处理器在lcd/数码显示单元上显示出来。可以通过按键人机交互控制端手动控制油烟机。此外智能化语音模块还可以识别使用者的语音命令来通过微处理器控制油烟机。
4. 参考文献
[1] 张洪润,孙悦等.单片机原理及应用[m].北京:清华大学出版社,2008.
[2] 张晓华.系统建模与仿真[m].北京:清华大学出版社,2006.
[3] 孙圣等.吸油烟机燃气灶高效智能联动控制装置的设计[j].电气自动化,2013,35(6):71-76.
5. 计划与进度安排
（1）2022.2.24—2022.3.24查阅资料，撰写开题报告；
（2）2022.3.25—2022.4.14 硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；
（3）2022.4.15—2022.5.5 设计电路原理图、编制应用程序；
