中国报告大厅网讯，随着物联网、人工智能等技术的飞速发展，智能家居成为提升人们生活品质的重要方向，而厨房作为家庭生活的核心区域，其智能化需求日益凸显。传统厨房设备依赖人工手动操作，不仅过程繁琐，还难以实现设备间的协同工作。在此背景下，厨房设备智能化操控系统应运而生，它借助先进的传感器技术、物联网通信技术以及智能控制算法，实现了厨房设备的远程监控、自动化运行和智能交互，为用户打造出便捷、高效、舒适的厨房环境。
厨房设备行业智能化操控系统的整体设计涵盖硬件设计和软件设计两个主要部分。硬件部分由主控模块、语音控制模块、传感器模块、显示模块、执行器模块、蓝牙通信模块、电源模块等构成。该系统能实现多项功能：通过语音指令控制油烟机、电风扇、电灯、煤气灶、微波炉等厨房设备的开关，以及控制水龙头出热水、冷水、温水，还能语音查找并播报特色菜的制作方法;利用传感器智能检测，实现油瓶自动出油、盐糖盒自动开关盖子并定量取用，让调料取用自动化、定量化;通过温度传感器检测厨房内温度来控制电风扇的启停，通过烟雾气敏传感器检测燃气泄漏或饭菜烧煳情况，及时关闭燃气或燃气灶，提升厨房安全性;通过手机 APP 遥控厨房设备的开关及开窗通风等操作。
《2025-2030年中国厨房设备行业市场调查研究及投资前景分析报告》指出，选用高性能的微控制器作为系统核心控制单元，即盛思 SS-MC004 主板及其扩展板。它采用 ESP-32 主控，配备双核处理器，拥有 240MHz 时钟频率、520KB SRAM 和 8MB FLASH，支持 WiFi 和蓝牙双模通信。其外设接口丰富，包括 GPIO、I2C、IO 口等，能方便地与各类传感器和通信模块连接。强大的数据处理能力和较高的运行频率，满足了系统对实时性和稳定性的要求，确保系统能快速响应各种操作指令和数据处理任务。
语音控制模块采用智能语音模块 LU-ASR01，通过 IO 口与主控器和执行模块相连接。当语音模块检测到相应语音指令时，会拉高或拉低 IO 口的电平，从而控制厨房设备的开启与关停。主要有 12 条指令，分别是打开 / 关闭电灯、打开 / 关闭油烟机、打开 / 关闭燃气灶、打开 / 关闭风扇、打开 / 关闭热水水龙头、打开 / 关闭冷水水龙头，且可根据需要增减指令。
厨房设备智能化操控系统的传感器模块主要由空气温度传感器、超声波传感器、烟雾传感器、压力传感器等组成。通过传感器的智能检测将信息传输给主控模块，主控模块再发出信息控制厨房设备的开启与关闭。
温度传感器采用 DS18B20 数字温度传感器，具有高精度、单总线通信、抗干扰能力强等优点，测量范围为 - 55℃~+125℃，精度可达 ±0.5℃，能满足厨房环境温度监测的需求。
烟雾气敏传感器选用 MQ-2，它对烟雾和天然气、液化气等燃气具有较高的灵敏度，可检测多种可燃气体和烟雾。其工作原理基于气敏电阻，当检测到烟雾或相关燃气时，气敏电阻的阻值发生变化，通过电路转换为电信号输出，供系统分析判断，以实现燃气泄漏或发生烟雾时自动关闭燃气。
超声波传感器采用 HC-SR04，这是一款较为灵敏的测距传感器，作为单片机编程开发板的配件，通过发射器发出超声波遇到障碍物产生回波，计算接收器接收到回波的时间长短来实现障碍物的距离测量。利用它检测炒勺与油瓶或调料盒的距离，可实现油瓶自动出油或调料盒自动打开盖子。
压力传感器采用 HX711 模块，能精确测量压力大小变化，当调料盒中盐、糖等被取用导致质量变化时，可将质量变化的量精确传送到显示屏上。
蓝牙开关模块选用 YS-WK4 蓝牙模块，这是一款经典双模 WiFi 继电器模块，工作在 2.4GHz 频段，支持蓝牙 v2.0+EDR 协议，可实现与手机、平板电脑等具有蓝牙功能设备的通信，用于近距离或远程设备控制和数据传输。
执行器包括电磁继电器、微型抽水机和舵机，用于控制厨房设备的开关、油瓶出油及调料盒盖子的开关。
电磁继电器采用 SRD-05VDC-SL-C 继电器模块，工作电压为 5~12V，与 STM32 的常用供电电压相匹配，方便连接和控制。其最大负载可承受 250V/10A，适用于一般的中小功率控制场景，如控制小型电机、灯光等设备的开关。体积相对较小，便于在电路板上安装和布局。对于炉灶、油烟机、电灯、风扇等厨房设备的控制，通过继电器实现电气隔离和控制信号的转换。
舵机采用 SG5010 标准舵机，具有大扭矩、响应速度快、转角精确等优点，可用于厨房通风窗的打开与关闭、调料盒盖子的打开与关闭等。
微型抽水机选用 365 水泵，工作电压 5V，是一种自吸式水冷微型抽水机，工作性能稳定，适合于食用油、酱油、醋等厨房调味用品的取用。
采用 5V 锂电池给主控板、语音控制模块、传感器模块、通信模块供电，12V 锂电池为执行器继电器、舵机供电。
厨房设备智能化操控系统主要分为智能语音控制、智能检测控制和手机遥控控制三部分。
为方便操作，系统选择了较为简便的可图形化编程的软件 “天问 Block” 和 “盛思 Labplus” 进行软件开发和程序编写，这两款软件均采用了图形化编程工具，深度结合人工智能编程技术。
天问 Block 是一款功能强大的单片机开发软件，支持多种硬件芯片的离线环境下编程，包括 c51、stc12、stc15、stc8、stc16、stc32g、twen32、ASRPRO、ASRmcu 等主板及自定义主板 custum_51。适合零基础的初学者快速上手，通过拖动图形模块的方式来构建程序逻辑，像搭积木一样简单直观，程序可在多型号单片机上互通。并且拥有自定义图形库，让各类元器件的使用更加方便，支持新建项目、打开项目、保存项目、项目另存为等操作，还有项目中心，包含官方例程、最新项目和我的项目，且支持项目检索功能。用户完成作品后可以将其保存到线上，方便在其他地方使用天问 Block 时随时随地获取文件。
Labplus 是一款功能丰富的图形化编程工具，支持多种硬件编程，能脱机烧录 arduino uno 板，支持标准 scratch1.4 协议编程和标准 s4a 协议编程，这使得软件具有较高的兼容性和扩展性，方便学习和使用不同的编程协议。
智能语音控制功能利用 “天问 Block” 软件编写控制程序，实现语音指令控制厨房设备的开关。
利用 “天问 Block” 提供的丰富功能，将语音识别模块 ASRPRO-01 和电磁继电器模块结合，即可实现厨房设备智能语音操控功能和语音交互功能。语音识别模块通过识别如 “打开油烟机”“关闭油烟机” 等语音指令，来提升或降低相应引脚的电压，并输送到电磁继电器模的对应引脚，继电器接通或断开对应厨房设备油烟机的电路，以此轻松实现语音操控厨房中电灯、燃气灶、风扇、水龙头、音乐播放器等设备的开关功能。
此外，利用天问 Block 软件编程功能，语音识别模块 LU-ASR01 与通信模块结合，可实现在线查找特色菜的制作方法，并可离线语音播报特色菜制作方法步骤，为人们提供个性化的服务。
智能检测控制是多个传感器与主控模块、执行模块的结合，利用 “Labplus” 智能软件编写控制程序，通过传感器检测获取信息并传给主控模块，主控模块做出判断并发出指令给执行模块，实现多个智能检测控制功能。
厨房智能检测控制功能主要有油瓶自动出油、调料盒盖子自动打开、厨房燃气泄漏或有烟雾产生时自动断气关火等。其中油瓶自动出油的控制是利用超声波传感器检测炒勺与出油口的距离，当炒勺靠近油瓶出油口的距离小于预设值(如 6cm)时，超声波传感器将信息传送给主控板，主控板通过判断发出信息给执行器抽油机，出油口出油;当炒勺与油瓶出油口距离大于预设值(如 6cm)时，抽油机停止工作，出油口停止出油。
调料盒盖子自动打开的控制也是利用超声波传感器检测炒勺与调料盒距离，当炒勺靠近调料盒的距离小于预设值(如 10cm)时，超声波传感器将信息传送给主控板，主控板通过判断发出信息给执行器舵机，舵机正向转动 90° 打开调料盒盖子，当炒勺与调料盒距离大于预设值(如 10cm)时，超声波传感器将信息传送给主控板，主控板通过判断发出信息给执行器舵机，舵机反向转 90°，关闭调料盒盖子。
厨房燃气泄漏或有烟雾产生自动断气关火的控制，是利用烟雾气敏传感器检测到厨房空气中有燃气泄漏或烟雾产生时，将信息传给主控板，主控板通过判断发出信息给执行器舵机，舵机转动切断燃气或关闭燃气灶。
根据程序设计流程图，利用软件 Labplus 为智能检测控制编写相应程序，通过超声波传感器检测实现油瓶(酱油瓶、醋瓶)等自动出油(酱油、醋)、调料盒盖子的自动开闭，通过烟雾气敏传感器检测有燃气泄漏或烟雾产生时自动断气熄火。
手机遥控控制的实现是通过通信系统由 WiFi 模块、YS-WK4 蓝牙开关模块组合，基于 Android 平台进行手机 APP 开发，通过手机 APP 来控制厨房多个设备。
基于 Android 或 iOS 平台开发手机 APP，采用 Java 或 Swift 语言进行编写。APP 界面设计简洁直观，方便用户操作。同时，开发智能控制面板的应用程序，实现手机遥控功能。其主要功能有手机遥控电灯、油烟机、燃气灶等的开关以及开窗通风等，通过 APP 界面上的多个控制按钮，根据需要可打开或关闭电灯、油烟机、燃气灶、通风窗等，且如有需要还可增减控制按钮。
根据设计需求，从网上采购了控制器 SS-MC004 主控板及其扩展板、LU-ASR01 智能语音识别模块、型号为 SRD-05VDC-SL-C 继电器模块、SG5010 标准舵机、YS-WK4 蓝牙开关模块、多类型传感器(HC-SR04 超声波传感器、MQ-2 烟雾气敏传感器、HX711 压力传感器等)、12V30000 毫安聚合锂电池、5V18650 可充电池等组件。将其通过线路组装在一起，制作了系统实物。然后，将编写的多个程序下载到相应硬件中，并进行了多个功能的测试。
测试 1：智能语音控制功能。打开电源开关，说出口令，如 “打开油烟机”，油烟机便开始工作，“关闭油烟机”，油烟机便会停止工作。用语音控制电灯、煤气灶、风扇、音乐播放器、冷热水水龙头的开关，经测试均能正常工作。用语音查找并播报特色菜的制作方法步骤，如说 “红烧肉怎么做?”，就会听到系统语音播报红烧肉的做法，说明该功能正常。
测试 2：智能检测功能。打开电源开关，拿起炒勺靠近油瓶出油口，超声波传感器检测到炒勺靠近油瓶出油口距离小于设定值而自动出油，当炒勺远离出油口时会自动停止出油，酱油、醋等也如此测试。当人手或炒勺靠近盐、糖调料盒时，通过传感器检测后，盐、糖等调料盒盖子能自动打开，当人手或炒勺远离调料盒时盖子自动关闭，此为正常。打开燃气灶，将蚊香点燃，当产生的烟雾靠近烟雾气敏传感器时，燃气灶自动关火，说明正常。
测试 3：手机遥控功能。打开手机 app，点击手机上的油烟机开关按钮，油烟机会自动开和关，同样，点击手机上的燃气灶、通风窗、电灯等开关按钮，它们都会自动开和关，说明手机遥控功能正常。
综上所述，这种厨房设备行业智能化操控系统通过先进的传感器技术、网络通信技术和智能控制算法，实现了厨房设备的智能化控制和管理。经过测试，系统各项功能正常，性能稳定可靠，能够为用户提供便捷、高效、舒适的厨房使用体验。随着智能家居技术的不断发展，该系统具有广阔的应用前景和市场价值。未来，可以进一步拓展系统功能，如与智能家居其他子系统进行融合，实现更加智能化的家居生活。
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