智能抽油煙機系統(tǒng)設計說明

1、 .PAGE39 / NUMPAGES39畢業(yè)設計（論文）（說 明 書）題 目： 智能抽油煙機系統(tǒng)設計姓 名： 姬鵬飛 編號： 5070109 工業(yè)職業(yè)技術學院 年 月 日系 系 主 任批準日期畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 機械 系 數(shù)控技術 專業(yè) 一 班學生 姬鵬飛 一、畢業(yè)設計(論文)課題 智能抽油煙機系統(tǒng)設計 二、畢業(yè)設計(論文)工作自年月日起至年月日止三、畢業(yè)設計(論文)進行地點 工業(yè)職業(yè)技術學院 四、畢業(yè)設計(論文)的容要求：廚房是家庭中空氣污染最嚴重的空間，其污染來源主要有兩方面；一是以煤、煤氣、液化氣常用炊火中釋放出的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體；二是烹

2、飪菜肴時產(chǎn)生的油煙。現(xiàn)在時尚的廚房裝修多采用開放式設計，但制作中餐的進程會產(chǎn)生較大的油煙，開放式的廚房，空氣流動圍較大，油煙機不能很好地聚斂排放油煙，這就造成了餐廳和客廳的油煙廢氣污染。油煙是健康、環(huán)保的“大敵” ，中餐一直以美味著稱于世，然而廚房油煙成分復雜含有200-300種有害物質，是家人健康的大敵。我國婦女很少吸煙、酗酒，可是她們卻很容易衰老，這是什么原因呢？醫(yī)學家發(fā)現(xiàn)，這與她們天天在廚房里炒菜時吸入的油煙有關。通過動物試驗發(fā)現(xiàn)，廚房的油煙油霧中含有致癌物質，可導致細胞染色體畸變。這些物質通過口腔進入消化道，或通過呼吸進入肺部，都可引起相應部位的病變。油煙、醉油加上烯料的污染，可以說，

3、廚房是家庭污染的“重災區(qū)”，也是家庭的“化工廠”。作為“重災區(qū)”的指揮員、“化工廠廠長”的家庭主婦，不可避免地要遭受到這睦來自廚房的污染物的襲擊。這是家庭主婦容易衰老和多病的原因之一。油煙對婦女、兒童、老人、家庭都有很大的傷害。最好方法是去除油煙。第一，安裝開放式廚房，但是許多家庭空間不允許；第二，安裝抽油煙機，為了節(jié)省電能，所以設計變頻的油煙機。本課題的容要求如下：1了解檢測油煙傳感器原理與應用。2抽油煙機的總體設計與其可行性分析。3熟悉自動控制技術原理和應用。4檢測信號電路部分設計（標明符號與參數(shù)的大?。?控制軟件的設計。6對系統(tǒng)進行性能分析。7系統(tǒng)總體調試。8查閱有關文獻后，完成一份文

4、字不少于5000字的文獻綜述。9寫出開題報告。10論文的容需要寫出摘要（中文）、致、參考文獻。11參考文獻不少于15篇。 目 錄摘要5第一章 緒論61.1油煙的危害61.2 油煙機、評定與發(fā)展7第二章 系統(tǒng)結構與原理13第三章 硬件設計與計算143.1 檢測電路設計14 3.1.1 煤氣檢測14 3.1.2 油煙檢測16 3.1.3 按鍵輸入193.1.4 系統(tǒng)自動復位電路213.2 主控制電路設計22 3.2.1 AT89C5122 3.2.2 對油煙機的開關控制25自動照明控制27定時顯示電路29報警電路31第四章 軟件程序設計324.1 軟件設計324.1.1 主程序的設計324.1.2

5、 中斷鍵盤掃描334.1.3 LED顯示子程序344.1.4 INTI中斷報警服務程序35第五章 結論36參考文獻37符箓38摘要本設計不僅具備油煙機基本開關功能，而且還能根據(jù)廚房在燒菜做飯過程中產(chǎn)生的煙氣溫度高，而泄露的燃氣溫度低的特點，采取不同的傳感器件，即對溫度高、污染大的煙氣采用熱敏電阻檢測，而溫度低但危險大的燃氣采用氣敏傳感器檢測，當廚房的右眼或可燃有害氣體達到一定濃度的值時，經(jīng)傳感器進入單片機分析，使電機電路自動啟動并發(fā)出聲音報警，吸油煙機迅速將有害氣體抽走。本設計設有定時功能，可對抽油煙機進行工作時長的設定。論文的硬件部分主要設計了油煙機的煙氣、燃氣檢測模塊，按鍵輸入模塊，定時顯

6、示模塊，執(zhí)行電路模塊等，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細的分析，控制主程序、中斷按鍵掃描子程序、顯示子程序，中斷報警服務程序，以此從而實現(xiàn)抽油煙機自動控制功能。本次設計的抽油煙機主要靠單片機進行控制，通過軟件設計來自動控制抽油煙機的開關，所以相對于普通的抽油煙機來說，根據(jù)其自動檢測功能，具有靈活性比較好，功耗低，便于操作等特點。關鍵詞：單片機，抽油煙機，檢測，自動控制緒論摘要 現(xiàn)代廚房一般都離不開煤氣灶和抽油煙機(通風設備)，一旦使用煤氣灶，則一定會產(chǎn)生油煙、水汽與乙烷等影響廚房空氣環(huán)境的混合氣體，為了健康生存的需要，往往用通風設備如抽油煙機來改善充滿油煙氣的廚房環(huán)境本論文即針對廚房產(chǎn)

7、生的煙霧設計相應的抽油煙機. 論文首先介紹抽油煙機的概念、結構、工作原理等方面，對抽油煙機產(chǎn)品在日常生活所起到重要作用。其次論文對系統(tǒng)總體設計進行了概況闡述，在廚房不僅具備油煙機的基本功能，而且還能利用氣敏傳感器進行煙霧的自動檢測，并根據(jù)檢測到油煙大小，自動切換油煙機的風力開關，調節(jié)風力大小，實現(xiàn)智能化吸油煙功能依此設計制作了相應的軟硬件，論文的硬件部分主要設計了油煙機的顯示部模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，執(zhí)行電路模塊等，對系統(tǒng)做了整體的設計，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細的的分析，并且編寫了響相應的匯編程序來實現(xiàn)相應的功能。有顯示子程序，數(shù)據(jù)比較子程序，數(shù)據(jù)采集程序。從而實現(xiàn)了抽油煙機自動控

8、制的功能。 本次設計的抽油煙機主要靠單片機進行控制，通過軟件設計來調節(jié)電機的轉速，所以相對于普通的抽油煙機來說，靈活性比較好，功耗低，體積小，便于操作；同時可以做到自動檢測。 11 油煙的危害廚房是家庭中空氣污染最嚴重的空間，其污染來源主要有兩方面；一是以煤、煤氣、液化氣常用炊火中釋放出的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體；二是烹飪菜肴時產(chǎn)生的油煙?，F(xiàn)在時尚的廚房裝修多采用開放式設計，但制作中餐的進程會產(chǎn)生較大的油煙，開放式的廚房，空氣流動圍較大，油煙機不能很好地聚斂排放油煙，這就造成了餐廳和客廳的油煙廢氣污染。油煙是健康、環(huán)保的大敵 ，中餐一直以美味著稱于世，然而廚房油煙成分復

9、雜含有200-300種有害物質，是家人健康的大敵。我國婦女很少吸煙、酗酒，可是她們卻很容易衰老，這是什么原因呢？醫(yī)學家發(fā)現(xiàn)，這與她們天天在廚房里炒菜時吸入的油煙有關。通過動物試驗發(fā)現(xiàn)，廚房的油煙油霧中含有致癌物質，可導致細胞染色體畸變。這些物質通過口腔進入消化道，或通過呼吸進入肺部，都可引起相應部位的病變。油煙、醉油加上烯料的污染，可以說，廚房是家庭污染的“重災區(qū)”，也是家庭的“化工廠”。作為“重災區(qū)”的指揮員、“化工廠廠長”的家庭主婦，不可避免地要遭受到這睦來自廚房的污染物的襲擊。這是家庭主婦容易衰老和多病的原因之一。油煙對人體的傷害：對婦女：油煙中含有致癌物苯并芘 ，長時間吸入油煙一是人體

10、組織發(fā)生病變，長期接觸油煙的40-60歲女性患病的比例將增加幾倍。皮膚粗糙有皺紋、掉頭發(fā)、色斑、發(fā)胖 油煙顆粒堵塞皮膚毛孔，導致女性皮膚粗糙干燥、出皺紋、色斑，使人更易發(fā)胖，油煙可損傷體免疫系統(tǒng)，有5年下廚經(jīng)歷，便會有不同程度脫發(fā)。對兒童：對兒童的危害巨大 小孩吸入油煙則會引起眼、鼻、呼吸道病變、影響正常的生長發(fā)育，少年兒童正處在長身體的階段，油煙的污染是少年兒童容易患上結膜炎、鼻炎、咽喉炎、氣管炎、肺炎等疾病，嚴重危害孩子的健康成長。對老人：更易引發(fā)老年病，油煙中的脂肪氧化物會引發(fā)心血管、腦血管疾病，尤其是老年人長年累月的油煙熏嗆，更易患病。 對家庭：油煙入侵呼吸道，可引起食欲減退、心煩、精

11、神不振、疲乏無力等癥狀；醫(yī)學上稱為油煙綜合癥。油煙主要成分丙烯醛對眼、鼻、咽喉黏膜有強烈的刺激，可引起慢性角膜炎、鼻炎、咽喉炎、氣管炎、肺炎等疾病，另外油煙中有74種化學物質，能使細胞發(fā)生變化，導致不育成為家庭殺手。廚房被油煙熏的臟兮兮、擦洗廚房成了極大的負擔，一身的油煙味難聞死了。最好方法是去除油煙。1.2 油煙機、發(fā)展與評定抽油煙機簡介抽油煙機又稱吸油煙機，是一種凈化廚房環(huán)境的廚房電器。它安裝在廚房爐灶上方，能將爐灶燃燒的廢物和烹飪過程中產(chǎn)生的對人體有害的油煙迅速抽走，排出室外，減少污染，凈化空氣，并有防毒、防爆的安全保障作用。抽油煙機已成為現(xiàn)代家庭必不可少的廚房設備。抽油煙機進入中國普通

12、家庭廚房的時間還不是很長。早期的家庭廚房排煙工作都是由排風扇來完成的。排風扇雖然能排除掉廚房中的大部分油煙，但是它卻無力解決烹飪中產(chǎn)生的油煙對整個廚房污染。烹飪中產(chǎn)生的油煙含有很多對人體有害的物質，如果人長期在充滿油煙的房間工作，可導致很多疾病的發(fā)生。對于中國人來說，膳食結構與西方人不同，所以廚房中從 HYPERLINK :/baike.baidu /view/675147.htm t _blank 廚具的品種、樣式到布置，都與西方國家都有很大的不同。中國是一個講究美食的國度，在食品加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式廚房中的油煙很大，容易使廚房環(huán)境變得油膩而不好清洗，所以抽油煙機就

13、成了改變廚房環(huán)境的一個“有力武器”。它改變了廚房的大環(huán)境，減少油煙對廚房環(huán)境和人體健康造成傷害。抽油煙機可謂是廚房的“ HYPERLINK :/baike.baidu /view/21947.htm t _blank 肺”。抽油煙機歷史中國第一臺抽油煙機是我國商務部在德國慕尼黑商品博覽會上引進由帥康生產(chǎn)，當時引進的是技術和產(chǎn)品的外觀。但沒有結合中國人的自己的烹飪方式生產(chǎn)。外國家庭烹飪主要強調保持蔬菜的營養(yǎng)和原汁原味，基本采用蒸煮煎炸烹飪技巧不會產(chǎn)生多大的油煙。而中國人強調的猛火爆炒會產(chǎn)生大量的油煙。抽煙煙機是利用熱氣上升的原理設計。通過油網(wǎng)過濾但不達到100%過濾油煙。一、我國吸油煙機發(fā)展的歷

14、史沿革在二十世紀七十年代末期，我國五金行業(yè)的科技情報工作者根據(jù)掌握的國外信息就提出了在我國開發(fā)吸油煙機的建議。限于當時各方面條件的制約，國無一廠家開發(fā)這種產(chǎn)品。直到1984年7月，桅燈廠根據(jù)掌握的實物情報（產(chǎn)吸油煙機樣機）試制成功了我國第一臺外排式吸油煙機，同年12月投入生產(chǎn)，當年產(chǎn)量為629臺。成為我國最早開發(fā)和生產(chǎn)吸油煙機的地區(qū)。鉸鏈廠也曾在1984年開始試制吸油煙機，但當年未投入生產(chǎn)，也是最早開發(fā)和生產(chǎn)吸油煙機的廠家之一。1985年，沙頭角粵海家電五金總廠、航海儀器廠、不銹鋼制品廠、市炬光制燈廠、五金工具廠、日用五金研究所等單位也開始試制吸油煙，但只有不銹鋼制品廠當年投產(chǎn)。這樣，1985

15、年正式投產(chǎn)的有桅燈廠、鉸鏈廠、不銹鋼制品廠，共計生產(chǎn)15900臺，應該說是我國吸油煙機開始投入批量生產(chǎn)的第一年。1986年，余杭紅星五金廠（即現(xiàn)在的老板牌吸油機的誕生地），廚房設備廠、電風扇廠、新峰家用五金廠、東海微電機廠、洗衣機廠、開平三埠家用電器一廠等廠家也爭相加入到開發(fā)吸油煙機的行列，但當年未投入批量生產(chǎn)。實際上，1986年只有6家企業(yè)批量生產(chǎn)，總計年產(chǎn)量為10.26萬臺，但發(fā)展勢頭之猛可見一斑。1987年，我國吸油煙機生產(chǎn)企業(yè)一躍發(fā)展到52家，年產(chǎn)量也增加到37.4萬臺。其中，省產(chǎn)量比1986年增長7倍，產(chǎn)量比1986年增長10.3倍，產(chǎn)量增長1.9倍。1988年，我國吸油煙生產(chǎn)企業(yè)發(fā)

16、展到76家，年產(chǎn)量達134.81萬臺。1989年，僅上半年我國吸油煙機產(chǎn)量就達到86.1萬臺。但六月份之后，受國家經(jīng)濟形勢的影響，吸油煙機的生產(chǎn)銷售出現(xiàn)了突然下滑的局面。但是，吸油煙機的發(fā)展并未因此因而止步，重點生產(chǎn)企業(yè)轉而調整產(chǎn)品結構，改進產(chǎn)品質量，從而促進了吸油煙機產(chǎn)品質量和功能的完善和提高。1990年，據(jù)對31個主要生產(chǎn)吸油煙機廠家的統(tǒng)計，年產(chǎn)量為152.2萬臺，據(jù)稱，全國吸油煙機在1990年的產(chǎn)量約為400萬臺。1991年，僅據(jù)重點吸油煙機生產(chǎn)企業(yè)計劃產(chǎn)量統(tǒng)計，為302萬臺，實際產(chǎn)量應該突破400萬臺大關。選擇抽油煙機首先要選擇排煙率高的。廚房油煙對人體的呼吸系統(tǒng)會產(chǎn)生傷害，有資料顯示

17、，我國因呼吸系統(tǒng)疾病而死亡者占各類死亡原因的首位，煤煙型氟中毒，砷中毒已成為某些地區(qū)居民的地方病。安裝抽油煙機的目的就是為了在烹飪中抽走油煙，減少室污染，因此在選擇機型時首先就要選擇排煙效率高的。其次，要選擇負壓大的。因為抽油煙機的負壓越大，吸煙能力越強。如您所述，目前市場上的抽油煙機分為平板式、半深型、深型和柜式等類型，它們因結構的不同產(chǎn)生的“負壓區(qū)”也不同，大多數(shù)深型抽油煙機的負壓區(qū)域約為0.14立方米，其排煙效率為60左右，柜式抽油煙機的負壓區(qū)域約為0.32立方米，排煙效率大于95。但由于柜式油煙機采用了三面封閉的形式，所以在外觀上沒有吊掛式顯得豪華。要選擇各項技術指標符合國家標準的。目

18、前全國生產(chǎn)抽油煙機的廠家400余家，其中有些是十幾個人組成的小作坊式的生產(chǎn)廠，一些產(chǎn)品沒有經(jīng)過國家權威部門認證。因此消費者在選擇時一定要注意選擇產(chǎn)品質量有保證的產(chǎn)品。抽油煙機分類分為三種：一是中式煙機，二是歐式煙機，三是側吸式。中式煙機主要分為老式淺深吸式抽油煙機，尤其是淺吸式為主要淘汰的對象。就是普通排氣扇，是直接把油煙排到室外。深吸式煙機最大的問題是占用空間， HYPERLINK :/baike.baidu /view/21385.htm t _blank 噪音大，容易碰頭，滴油油煙抽不干凈，使用壽命短，清洗不方便，對環(huán)境污染大。品牌眾多二種是歐式煙機，利用多層油網(wǎng)過濾5-7層，增加電機

19、HYPERLINK :/baike.baidu /view/44147.htm t _blank 功率以達到最佳效果，一般功率都在300瓦以上。特點是：外觀漂亮，價格昂貴，費電。油網(wǎng)清洗不方便，容易碰頭，滴油。以老板方太為代表三是側吸式油煙凈化器。利用空氣動力學和流體力學設計，先利用表面的油煙分離板把油煙分離再排出干凈空氣的原理。它的特點是抽油煙效果好抽油煙效果都在99%以上。不滴油不碰頭，隱藏在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/480366.htm t _blank 櫥柜里與櫥柜融為一體，不占空間。電機不粘油使用壽命長，清洗方便。省電一般在160瓦。油煙不通過呼吸

20、區(qū)保證主婦的身體健康。排出干凈空氣不污染環(huán)境。抽油煙機評定評定油煙機的好壞應有以下四個標準：1、能否把廚房油煙完全抽干凈2、能否把油和煙分離，讓風機得到有效的保護3、清洗是否輕松方便4、是否省電并長期保持超強功效用上面四個標準來審視傳統(tǒng)抽油煙機自然就知道了這么多年來抽油煙機行業(yè)無法讓人滿意的原因了。第一，傳統(tǒng)抽油煙機都是吊頂設計，安裝高度一般在700mm左右，而其主流機型的風機功率大都在200250W之間，故其有效抽吸半徑大致在400mm 左右，因而鍋面完全在它的風機抽吸圍之外，這樣油煙從鍋面一產(chǎn)生自然就會四處漫延。要想抽干凈，從空氣功力學的原理上講，它只有把高度降下來，讓其抽吸的有效半徑將鍋

21、面覆蓋住，自然也可實現(xiàn)99%的抽吸效果，但這顯然又無法炒菜了，仔細剖析后不難發(fā)現(xiàn)，這種吊頂式設計就是傳統(tǒng)煙機抽不干凈的根本原因。第二，傳統(tǒng)油煙機在油煙過濾方面，都是采用濾油網(wǎng)方式。有一層、二層或多層，濾孔有方形、菱形、圓形等，目的是寄希望通 HYPERLINK :/baike.baidu /view/632768.htm t _blank 過濾網(wǎng)把油煙擋住，但從這么多年的使用情況來看，這種解決方案的效果非常差，有一著名品牌宣傳資料就坦誠告之：濾網(wǎng)即便小到0.01平方厘米時，仍有37%的油煙擋不住，而現(xiàn)在市面多數(shù)煙機的濾網(wǎng)孔均在0.04平方厘米左右，因而幾乎就是直接排放了，其結果就是污染煙機壁，

22、造成風機葉輪大量不均勻積油，風機轉動失去動平衡，故而抽吸效果自然就越來越差，其機械噪音也就越來越大?？傊疀]有有效的凈化功能是傳統(tǒng)煙機功效快速下降直第三：由于其吊頂設計的缺陷與欠缺有效的凈化手段，為保證短期的抽吸效果，其功率一般都較高（主流機型均在200W250W之間），顯然非常耗電。第三，由于沒有有效的凈化手段，致使風機與機器腔大量積油，清洗非常困難，一般需要專業(yè)人員才能完成，有時清洗后效果反而更差，費時又費力。反觀火能環(huán)保抽油煙機（油煙凈化機），由于采用了專利的弧形簡約外觀設計與旋流技術，側面進風，低位安裝，巧妙地在不占用用戶炒菜操作空間的前提下，將進風口大大降低，只抽油煙，不抽火苗，經(jīng)日用

23、電器檢測所抽樣簽定，實現(xiàn)了99%的抽吸效果，同時專利的線型雙面旋流分離器經(jīng)二次油煙分離實現(xiàn)了90.5%的凈化效果，從而風機得到有效保護，整機壽命自然大大延長（一般是傳統(tǒng)煙機的兩倍），高效節(jié)能，整機功耗大大降低，最大功率為 180W（弱檔只有120W）比傳統(tǒng)煙機省電20-30%，為此已獲得“中國節(jié)能產(chǎn)品認證證書”。并且機器壁與風機無需拆洗，左右分離器可方便的取下，清洗工作普通家庭人員都可勝任，方方便便，輕松自如中國抽油煙機行業(yè)中國抽油煙機行業(yè)經(jīng)過20多年的發(fā)展，已成為一個較成熟的產(chǎn)業(yè)。與其他家電產(chǎn)品相比較，這一產(chǎn)業(yè)處于一個相對激烈的競爭環(huán)境里，以珠江三角洲和長江三角洲為代表的各大抽油煙機生產(chǎn)企業(yè)

24、占據(jù)了國抽油煙機市場上的主要份額。2006年1-12月全國抽油煙機累計產(chǎn)量為10,898,703臺，與2005年同期相比增長了45.74%。2007年1-12月中國抽油煙機企業(yè)繼續(xù)保持穩(wěn)定的增長勢頭，2007年1-12月全國抽油煙機累計產(chǎn)量為10,898,703臺，與2006年同期相比增長了45.74%。2008年上半年，盡管受到雪災、地震、洪澇等自然災害影響，但我國抽油煙機市場仍然出現(xiàn)了價格、銷量雙雙上漲的形勢。中國抽油煙機工業(yè)在發(fā)展的同時，一些問題也日益顯露出來。特別是抽油煙機行業(yè)標準不規(guī)，科研開發(fā)能力弱，技術提升緩慢，環(huán)保能效低，安全問題和污染問題嚴重等制約了行業(yè)的進一步發(fā)展和品質的提高

25、。因此，中國抽油煙機企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢，加大科技創(chuàng)新，提高技術含量，加強售后服務水平，打造有效推廣策略，對抽油煙機行業(yè)的國家標準進行統(tǒng)一規(guī)劃，注重環(huán)保要求，這也是行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。而在全球金融危機和經(jīng)濟增速放緩的背景下，小家電卻在整體增速下滑的國家電業(yè)中獨樹一幟。08年國從事小家電的企業(yè)前三季度銷售額均出現(xiàn)大幅增長。第二章系統(tǒng)結構與原理系統(tǒng)分為檢測部分和控制部分（如圖 2.1），檢測部分為鍵盤輸入、煙霧檢測、煤氣檢測三部分，單片機控制電路由AT89C51單片機、抽油煙機開關電路、聲音報警、定時顯示四部分組成，其中當抽油煙機啟動時，自動照明電路才有效，為保證單片機正常工作，設有看門狗

26、芯片監(jiān)測電源穩(wěn)定與程序是否正常執(zhí)行。AT89C51按鍵輸入自動照明抽油煙機開/關聲音報警煤氣檢測煙霧檢測定時顯示看門狗圖2.1系統(tǒng)原理圖單片機通過對監(jiān)測信號的實時采集，對溫度高、污染大的煙氣采用熱敏電阻監(jiān)測，而溫度低但危險大的燃氣采用氣敏傳感器監(jiān)測，當廚房的右眼或可燃有害氣體達到一定濃度的值時，經(jīng)傳感器進入單片機分析，使電機電路自動啟動并發(fā)出聲音報警，吸油煙機迅速將有害氣體抽走，本設計并設有定時功能，可對抽油煙機進行工作時長的設定，從而實現(xiàn)智能化吸油煙功能。本設計同時設有手動開關，在手動運行下，其功能和普通油煙機一樣，可認為的要求開啟或關閉，擔當煤氣泄漏時，不論在自動還是手動運行情況下，抽油煙

27、機會立即啟動，并伴隨聲音報警。第三章 硬件設計與計算3.1 檢測電路設計3.1.1 煤氣檢測1 對氣敏元件的選擇對煤氣檢測選用氣敏電阻，氣敏電阻是一種半導體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發(fā)生變化這一機理來進行檢測的。目前國產(chǎn)的氣敏元件有2種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極一同燒結在金屬氧化物半導體管芯；另一種是旁熱式，這種氣敏元件以瓷管為基底，管穿加熱絲，管外側有兩個測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫燒結而成。另外半導體氣敏元件有N型和P型之分。N型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減小；P型阻值隨氣體濃度的增大而增大。本設計用SnO2(MQ-2氣體傳感器)氣敏元件

28、，它是由0.1-10um的晶體集合而成，這種晶體是作為N型半導體而工作的。在正常情況下，是出于氧離子缺位的狀態(tài)。當遇到離解能較小且易于失去電子的可燃性氣體分子時，電子從氣體分子向半導體遷移，半導體的載流子濃度增加，因此電導率增加。而對于P型半導體來說，它的品格是陽離子缺位狀態(tài)，當遇到可燃性氣體時其電導率則減小。SnO2在溫室下雖能吸附氣體，但其電導率變化不大。但當溫度增加后，電導率就發(fā)生較大的變化，因此氣敏元件在使用時需要加溫。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。MQ-2氣敏元件的結構外形與測量電路如圖3.1所示：MQ-2氣體傳感器標準工作條件：Vc回路

29、電壓15V AC or DCVH加熱電壓5.0V0.2V AC or DCRL負載電阻可調RH加熱電阻313溫室PH加熱功耗900mWRs敏感體表面電阻3K-30K（1000ppm異丁烷）探測濃度圍：100ppm-1000ppm 液化氣和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-20000ppm甲烷300ppm-5000ppm 氫氣標準工作條件溫度：202 Vc：5.0V0.1V相對濕度：65%5% Vh：5.0V0.1V響應時間約為10秒，恢復時間約為30秒60秒。MQ-2放置一段時間后，再通電使用時，阻值是先下降，然后又上升，通電大約10分鐘后（叫初期穩(wěn)定時間），才能穩(wěn)定到與氣

30、氛狀態(tài)相應的阻值。為了避免通電開始時的誤報動作，本設計在單片機部特別設置十幾分鐘的延遲電路。2 煤氣檢測電路MQ-2型氣敏元件對不同種類、不同濃度的氣體有不同的電阻值，因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調整是很重要的。本設計中RP2為靈敏度調整電阻。本設計煤氣檢測原理圖（圖3.2）：當空氣中不含有煤氣或煤氣含量低于設定值時，MQ-2電阻值很大，使得RP2上的分壓很小，進入74LS04的電壓為低電平，因此單片機中斷入口的輸入信號一直保持為高電平，不能觸發(fā)單片機中斷服務程序。當空氣中煤氣含量超過預警值時，MQ-2電阻減小，負載RP2上分壓變大，74LS04輸入由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)反向后，單片

31、機INT0口得到一下將沿，進入中斷服務程序，抽油煙機啟動并報警。3.1.2 油煙檢測對油煙蒸氣的檢測選用熱敏電阻，熱敏電阻的主要特點是：（1）靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬打10100倍以上，能檢測出10-6的溫度變化；（2）工作溫度圍寬，常溫器件適用于-55315；（3）體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔與生物體血管的溫度；（4）使用方便，電阻值可在0.1100K間任意選擇；（5）易加工成復雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；（6）穩(wěn)定性好、過載能力強。1 熱敏電阻的選擇熱敏電阻分三類：在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻PTC（Positive Temperature Co

32、eff1Cient），隨溫度上升電阻呈指數(shù)關系減小、具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻NTC（Negative Temperature Coeff1Cient），具有負電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小的臨界溫度熱敏電阻CTR（Critical Temperature Resistor）,具有很大的負溫度系數(shù)。本設計選用NTC負溫度系數(shù)熱敏電阻，它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和空穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)

33、目增加，所以電阻值降低，NTC熱敏電阻器在室溫下的變化圍在1001000000歐姆，溫度系數(shù)-2%-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。電阻值和溫度變化的關系式為：在溫度T（）時的NTC熱敏電阻阻值。根據(jù)國際規(guī)定，額定零功率電阻值時NTC熱敏電阻在基準溫度25時測得的電阻值R25。RN：在額定溫度TN（K）時的NTC熱敏電阻阻值。T：為（）+273.15，規(guī)定溫度（K）。B：NTC熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。Exp：以自然數(shù)e為底的指數(shù)（e=2.71828）。2 油煙檢測電路設計負溫熱敏電阻選型：NTC-MF5A其參數(shù)為：R25：10K1%，熱敏

34、指數(shù)：B25/50:39501%設45為抽油煙機的最低啟動溫度，由進行計算：R45=4.35K調節(jié)RP1的電阻值為4.35K，當空氣中油煙蒸汽含量較低時，空氣溫度偏低，熱敏電阻RTRP1，R6、R7上獲得的分壓Vr6Vr7，因此IN+IN-，電壓比較器LM324輸出低電平，熱敏電阻阻值較大。當空氣中含有大量油煙蒸汽式，溫宿隨之升高，NTC-MF5A電阻率增大，當熱敏電阻的溫度超過45時，RTRP1，IN+IN-，LM324由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)74LS04反向后，單片機P0.2口得到低電平，然后被單片機檢測到，進入相應的子函數(shù)。電極啟動后每隔約120秒進行一次溫度檢測，以免繼電器頻繁通斷。3.

35、1.3按鍵輸入1 按鍵說明鍵盤輸入采用中斷掃描方式，可以節(jié)省CPU大量時間，這種辦法的實質是，當沒有鍵入操作時，CPU不對鍵盤進行掃描，以節(jié)省大量的時間對系統(tǒng)進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理，一旦鍵盤輸入，即可向CPU申請中斷，CPU響應中斷后，立刻轉到中斷服務程序，對鍵盤進行掃描，判別鍵盤上閉合鍵的鍵號，并作相應的處理。該系統(tǒng)鍵盤采用開關式鍵盤，也稱線性鍵盤，各鍵時相互獨立的，當某個鍵按下時，該鍵所對應的口線的電位就有高電平變?yōu)榈碗娖?，CPU訪問并查詢所有接鍵口線，即可識別是哪一個鍵按下。各功能鍵設置如表3.1：表3.1功能鍵說明S1S2S3S4S5S6手動開/關+10定時-10自動運行取消報警各功能鍵介

36、紹：定時：鍵入此鍵，單片機開啟定時功能默認定時時間為40分鐘。+10/-10：定時輔助鍵，通過加減10分鐘確定自己要定的時長。手動開/關：認為的對抽油煙機開動或關閉。自動運行：系統(tǒng)自動檢測煤氣和煙氣，并作相應的控制。取消報警：取消煤氣泄漏報警。另外設S7為系統(tǒng)復位鍵。按鍵都是利用機械觸點的合、斷作用來實現(xiàn)信息輸入的。當按鍵開關的觸點自合或斷開到其穩(wěn)定狀態(tài)，會產(chǎn)生一個短暫的抖動和彈跳，這是機械式開關的一個共同性問題，抖動時間的長短，與開關的機械特性有關，一般為5-20ms，為了避免單片機多次處理按鍵的一次閉合，僅作一個按鍵輸入出路，必須消除抖動干擾。有鍵按下通常去抖動干擾可以采用硬件方法，也可采

37、用軟件延時的方法。通常在按鍵較少的情況下采用硬件方法，當按鍵數(shù)目較多時則常采用軟件延時的方法來消除干擾。硬件方法是通過如濾波電器、雙穩(wěn)態(tài)電路等實現(xiàn)。軟件方法是在檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個10ms的延時程序后再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認為真正鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動干擾。2 按鍵接口電路如圖3.4所示，沒有鍵按下時，P10P15口輸入均為1，同時經(jīng)八輸入與非門（74LS30本設計只用六個口）與反相器，輸出一高電平到51單片機的/INT1引腳，此時不申請中斷。一旦有鍵按下，則低電平通過按鍵輸入到P10P15的某一口，同時經(jīng)八輸入與非門輸入到/INT1引腳，從而使

38、/INT1有效，向51申請中斷，51響應后，立即轉至中斷服務程序，查出鍵號，進一步做相應處理。這樣可以節(jié)省大量的空間掃描時間，進而提高計算機的工作效率。3.1.4系統(tǒng)自動復位電路DS1232是一個具有看門狗功能的電源檢測芯片，在電源上電、斷電、電壓瞬間下降和死機時都會輸出一個復位脈沖，十分適合做為單片機的復位信號。主要有以下特點：具有看門狗功能，可以防止單片機系統(tǒng)死機：貼片式8腳封裝（如圖3.5）：輸入給看門狗的脈沖時間間隔可以設置；具有5%或10%的兩種電源檢測精度。芯片含溫度補償電路，DS1232的引腳邏輯如圖所示。對所有引腳定義如下：/PBRST引腳1，復位鍵連接引腳，直接連接復位鍵；T

39、D引腳2，看門狗定時器延時設置。如果連接到地，輸入給看門狗的脈沖間隔不得大于150ms；如果不連接，脈沖間隔不得大于600ms；如果連接到電源，脈沖間隔不得大于1.2s；OL引腳3 ，選擇5%或10%的電源檢測精度。如果這個引腳連接到地，當電源下降到4.75V時芯片才輸出一個復位脈沖；GND引腳4，底線；RST引腳5，復位高脈沖輸出引腳；/RST引腳6，復位低脈沖輸出引腳；/ST引腳7，看門狗脈沖輸入，低脈沖有效；VCC引腳8，5V電源。芯片DS1232在系統(tǒng)工作時，必須不間斷的給引腳7輸入一個脈沖系列，這個脈沖的時間間隔由引腳2設定，如果脈沖間隔大于引腳2的設定，芯片將輸出一個復位脈沖使單片

40、機復位。一般將這個功能稱為看門狗，將輸入給看門狗的一系列脈沖稱為“喂狗”。這個功能可以防止單片機系列死機，是非常有用的。圖3.6時DS1232與單片機連接的原理圖，其中TD連接到5V電源，因此輸入給看門狗的脈沖間隔不可以超過1.2秒；TOL連接到地，因此電源電壓下降到4.75V時就會引起DS1232輸出復位脈沖；把51單片機的P0.3引腳連接到DS1232的/ST，程序中必須從P0.3引腳輸出一個脈沖系列到/ST，否則將引起系統(tǒng)復位。3.2主控制電路設計3.2.1 AT89C51AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM-Flash Programmable and

41、 Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，外形與引腳排列如圖3.7所示。圖3.7 AT89C51引腳圖（1）特征：eq oac(,1)與MCS-51兼容eq oac(,2)4K字節(jié)可編程閃爍存儲器eq oac(,3)壽命：1000寫/擦循環(huán)eq oac(,4)數(shù)據(jù)保留時間：10年eq oac(,5)三級程序存儲器鎖定eq oac(,6)1288位部RAMeq oac(,7)32可編程I/O線eq oac(,8)兩個16位定時器/計數(shù)器

42、eq oac(,9)5個中斷源eq oac(,10)可編程串行通道eq oac(,11)低功耗的閑置和掉電模式eq oac(,12)片振蕩器和時鐘電路eq oac(,13)全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz（2）管腳（圖3.7）說明：VCC：供電電壓；GND：接地；P0口：P0為一個8位漏極開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P1能夠用于外部程序數(shù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程中，P0口作為原碼輸入口，當FLASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，

43、P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器能接收輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入，并因此作為輸入時，P2口的管腳被尾部拉低，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出四肢的高八位。在給出地址“1”時，它利用部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出

44、其特殊功能寄存器的容，P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳時8個帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，他們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。/PSEN：外部程序存儲器的宣統(tǒng)信號。在由外部程序存儲器取指期間，每隔機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩側有效地/PS

45、EN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有部程序存儲器。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入與部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。(3)振蕩器特點：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入、輸出。3.2.2對油煙機的開關控制1 SSR固態(tài)繼電器的介紹 單片機控制電機的開關通過SSR系列固態(tài)繼電器，SSR成功地實現(xiàn)了弱信號對強點的控制。第一種方法在固態(tài)繼電器的控制輸入端增加一級積分電路或者增加一個定時器，對控制信號進行延時。選擇的固態(tài)繼電器是應該選擇DCDC型的，220伏交流電先經(jīng)過整流，濾波電路得到

46、所需的直流電（實際應該沒有那么大，可能還需要升壓電路）供給固態(tài)繼電器，這樣在通電后，需要經(jīng)過設定的延時時間后，才能在負載上得到所需要的電壓。在延時過程中，負載上的電壓為零。第二種方法用同樣的固態(tài)繼電器，不過在積分電路與固態(tài)繼電器之間增加放大電路，經(jīng)積分過程中的電壓轉化為門極控制信號的導通角，從而控制輸出的電壓。此種情況下，從延時開始到延時結束，輸出電壓從0增加到320伏。 固態(tài)繼電器因為沒有機械觸點以與其他機械部件，因此它的可靠性非常高，壽命長，在通與斷的瞬間不會產(chǎn)生電火花、更沒有噪聲，其開關速度相當快、工作頻率也相當高。又因該種繼電器的輸入與輸出間采用 HYPERLINK :/ dzsc /

47、product/searchfile/432.html t _blank 光耦合器，因此又具有良好的抗干擾性能。固態(tài)繼電器另一個特點是驅動電壓、電流很小，也就是給輸入端一個很小的信號，就能完成對系統(tǒng)的控制。因此可由TTL、C HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/5640.html t _blank MOS等數(shù)字 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/1053.html t _blank 電路直接驅動。所以被廣泛應用于數(shù)字程控裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的終端裝置，以與其他各種自動控制系統(tǒng)。固態(tài)繼電器另一個特點是驅動電壓、電流很

48、小，也就是給輸入端一個很小的信號，就能完成對系統(tǒng)的控制。因此可由TTL、C HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/5640.html t _blank MOS等數(shù)字 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/1053.html t _blank 電路直接驅動。所以被廣泛應用于數(shù)字程控裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的終端裝置，以與其他各種自動控制系統(tǒng)。(2)固態(tài)繼電器的類型 按其所控制的負載 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/2937.html t _blank 電源進行區(qū)分有 HYPERLIN

49、K :/ dzsc /product/searchfile/2065.html t _blank 交流固態(tài)繼電器 (AC-SSR)和百流田態(tài)繼電器 (DC-SSR)。交流固態(tài)繼電器能夠控制 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/6501.html t _blank 交流負載電源的接通與斷開，其輸出開關器件多為雙向 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/595.html t _blank 晶閘管。 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/81.html t _blank 直流固態(tài)繼電器

50、能夠控制 HYPERLINK :/ dzsc /product/searchfile/3422.html t _blank 直流負載電源的接通與斷開，其輸出開關器件多為大功率晶閘管。2 SSR系列固態(tài)繼電器選型品牌：FUCHS/福斯貨號:SSR-10DA(1)產(chǎn)品特點：eq oac(,1)雙向可控硅輸出，零電壓開啟，零電流關斷； eq oac(,2)輸入回路與輸出回路之間光隔離； eq oac(,3)輸入端-輸出端之間隔離耐壓2500V； eq oac(,4)100%負載電流老化試驗，通過歐共體CE認證，國際ISO9000認證，國3C認證。SSR-10DA技術參數(shù)（如表3.2）:表3.2 SS

51、R-10DA技術參數(shù)與部結構圖控制方式直流控交流（DC-AC）負載電流10A負載電壓24-380VAC控制電壓3-32VDC控制電流DC:3-25mA通態(tài)漏電流2mA通態(tài)降壓1.5VAC斷態(tài)時間10ms介質耐壓2500VAC絕緣電阻500M/500VDC環(huán)境溫度-30- +75安裝方式螺栓固定工作指示LED3 單片機對抽油煙機的控制單片機對點擊控制如圖3.8所示，單片機通過PO.O外接一反相器控制固態(tài)繼電器發(fā)光二極管的閉合，控制點擊的啟動與關閉。當PO.O輸出低電平時，固態(tài)繼電器SSR-10DA部的發(fā)光二極管通電變亮，觸發(fā)導通右側的光控晶閘管，形成電機啟動的閉合回路，抽油煙機啟動，當PO.O輸

52、出為高電平時，發(fā)光二極管不發(fā)光，固態(tài)繼電器SSR-10DA不能觸發(fā)導通，無法形成電機啟動的閉合回路，抽油煙機關閉。圖3.8 電機控制電路3.2.3自動照明控制1 光敏電阻介紹光敏電阻又稱光導管，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器。常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硫化鋁、硫化鉛等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性，這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導電，在外加電場的作用下作飄逸運動，電子奔向嗲遠的正極，空穴奔向電源的負極，從而使光敏電阻的阻值迅速下降。因此入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉

53、換（將光的變化轉換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，他是由半導體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，他的阻值（暗阻）可達110M歐，在強光條件下，他的阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特征）與人眼可見光（0.40.76）um的響應很接近，只要人眼可感受的光，都會引起他的阻值變化。2 光敏電阻的選型與電路連接圖本設計選用硫化鎘光敏電阻MG45型號：MG45-3功率（MW）:200亮阻（千歐）：210暗阻（兆歐）：110環(huán)境溫度（攝氏）：-40+70時間常數(shù)（ms）：20工作電壓（v）：150電路中單向可控硅選用

54、MCR100-8,主要參數(shù)：通態(tài)電流IT（AV）=0.6A浪涌電流ITSM=15A正向耐壓VDRM600V反向耐壓VRRM600V觸發(fā)電流IGT200(us)通態(tài)壓降VTM1.7V結溫=1205（）封裝形式=TO-92光敏電阻對照明的自動控制如圖3.9所示，只有當抽油煙機啟動時，光控電路外接電壓，光敏電阻MG45-3才起到控制作用，當光照強度變?nèi)鯐r，暗阻變大，流入MCR100-8單向可控硅的電流變大，達到一定峰值時，觸發(fā)導通MCR100-8,電燈形成閉合回路，電燈通電變亮。當光照強度變強時，電阻變小，觸發(fā)電流變小，而當交流電壓變?yōu)榱銜r，觸發(fā)電流不能再次觸發(fā)導通MCR100-8,電燈回路斷開，燈

55、滅。圖3.9 光控電路3.2.4定時顯示電路系統(tǒng)中需要顯示定時時長與定時剩余時間，本設計計數(shù)數(shù)碼顯示管顯示。1LED數(shù)碼顯示概述Led是一類可以直接將電能轉換成光能和輻射能的發(fā)光器件。Led發(fā)光數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)采用的廉價輸出設備。作為系統(tǒng)的顯示器件。本設計采用7段碼led顯示。通常在顯示我們采用的方法包括：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。本設計中采用靜態(tài)顯示。2 led數(shù)碼顯示器接法Led數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：如圖3.10：共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連接在一起為公共陰極，每個二極管使用時陽極通過電阻與輸入端相連。共陽極接法：把發(fā)光二極管陽極連在一起作為公共陽極，使用時陽極接5v，每個管子陰極通過電阻與輸入端相連。本設計采用共陰極：圖3.10 數(shù)碼管連接方法3數(shù)碼顯示電路本設計中由單片機P2口輸出顯示碼,P0口輸出位選碼。由于發(fā)光二極管通常需要10到40毫安驅動電流才能正常發(fā)光，發(fā)出的顯示控制信號經(jīng)過74HC573鎖存器來驅動數(shù)碼管正常工作，到底讓哪個鎖存器選通, 主要取決于P05,P06,P0三個輸出口的狀態(tài)。如圖3.