STM32单片机智能厨房安全系统概述

该系统基于STM32单片机，集成WIFI通信、火焰检测和声光报警功能，旨在提升厨房安全防护能力。通过实时监测环境参数，及时发现火灾隐患并触发报警机制，同时支持远程通知用户。

系统核心功能模块

火焰检测模块
采用红外火焰传感器（如KY-026）检测火源，传感器输出信号经STM32的ADC接口采集。当检测到火焰时，系统触发报警阈值算法，典型火焰信号阈值范围为1.5-3V（根据传感器规格调整）。

WIFI通信模块
常用ESP8266或ESP32作为WIFI子模块，通过AT指令与STM32串口通信（UART协议）。支持MQTT协议连接云平台（如阿里云IoT），实现手机APP报警推送。示例连接代码片段：

AT+CWMODE=1// 设置STA模式AT+CWJAP="SSID","password"// 连接路由器AT+MQTTUSERCFG=0,1,"clientID","username","password",0,0,""

声光报警模块

• 声音报警：采用有源蜂鸣器（GPIO驱动）或语音芯片（如WT588D）播放预录警示音
• 光报警：RGB LED（PWM调光）或高亮度闪光灯，火灾报警时切换为红色闪烁模式（频率2Hz）

硬件设计要点

1. 电源管理
   设计5V转3.3V电路（AMS1117芯片）为STM32供电，火焰传感器需单独5V供电。建议添加TVS二极管防止电压浪涌。

2. 接口分配

• PA0-PA3：火焰传感器ADC输入
• USART1：WIFI模块通信
• PB6-PB9：蜂鸣器+LED控制
• I2C1：可选温湿度传感器（如SHT30）

软件算法实现

多任务处理架构
采用FreeRTOS创建三个任务：

xTaskCreate(FlameMonitorTask,"Flame",128,NULL,3,NULL);xTaskCreate(WiFiCommTask,"WiFi",256,NULL,2,NULL);xTaskCreate(AlarmCtrlTask,"Alarm",128,NULL,1,NULL);

火焰识别算法
动态阈值校准方法：

floatbaseline=adc_read()*0.1;// 初始基线if(current_reading>baseline*2.5){trigger_alarm(LEVEL_HIGH);}

典型应用场景

• 燃气灶意外熄火后燃气泄漏场景：系统检测到持续火焰信号消失但存在可燃气体（需搭配MQ-2传感器）时，触发二级报警
• 油温过热预警：通过DS18B20温度传感器监测油锅温度，超过180℃时启动预警
• 远程监控：用户通过微信小程序接收报警消息，可查看实时厨房环境数据曲线

系统优化方向

1. 低功耗设计
   采用STM32L系列单片机，火焰传感器改为中断唤醒模式，WIFI模块定时连接（如每5分钟激活一次）。

2. 机器学习增强
   通过历史数据训练简单的NN模型（可部署在STM32Cube.AI上），区分烹饪火焰与真实火情，降低误报率。

3. 多传感器融合
   增加CO浓度传感器（如MQ-7）、烟雾传感器（MQ-135）进行交叉验证，提高检测可靠性。

该系统的BOM成本约80-150元（不含外壳），适用于家庭、餐厅等场景，实际开发时需注意符合GB/T 34004-2017《家用火灾安全系统》相关标准。

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