厨房安全一直是生活中一种尖锐的问题，我们经常在新闻上看到某些厨房由于忘关煤气而失火，造成大量的生命财产损失。提高消防安全意识一直是非常重要的事情，我们要记得关闭煤气，消除安全隐患。除了自己注意用火用气安全之外，我们也可以为厨房添加第二种安全保障，让厨房变得更加安全，在本节课我们将一起来制作一个厨房安全卫士。

知识锦囊

火焰传感器

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火焰传感器可用于检测波长在760nm-1100 nm范围内的火源或其他光源。它基于YG1006传感器，该传感器是一种高速，高灵敏度的NPN硅光电晶体管。由于其黑色环氧树脂的材质，该传感器对红外辐射即为敏感。在消防机器人系统中，传感器起着非常重要的作用，它可用作机器人的眼睛来寻找火源，最大检测距离为1米。当检测到前方有火焰时，则会输出高电平并且板载LED灯会点亮；当没有火焰时，则会输出低电平。

空气质量传感器

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该传感器专为室内空气状况的综合监控而设计，它可以检测多种有害气体，例如一氧化碳，酒精，丙酮，稀释剂，甲醛等。

舵机

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舵机为输出模块，由直流电机，传动齿轮，集成电路和输出转轴组成，通过控制传输到电路的编码信号，可以控制舵机转动，输出转轴到特定的角度并维持特定的位置。舵机常常被用在玩具和机器人设备中，角度范围为0-180°。

实践操作

任务一：使用火焰传感器控制舵机的转动

首先我们将火焰传感器和舵机分别通过Grove线连接到主控板的A0/D0和IIC接口上。
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接下来先导入舵机的库文件，下载Servo.zip文件，然后解压到ardunio的库文件夹中（文件夹地址：此电脑/文档/Arduino/libraries）完成舵机库的导入。

打开Arduino IDE，新建一个程序文件，编写以下代码：

  1. #include <Servo.h>
  2. #define FLAME_SENSOR 0 //设置火焰传感器接D0脚
  3. #define BAT_ENABLE 19 //Grove端口使能引脚
  4. Servo myservo;
  5. void setup()
  6. {
  7.     pinMode(FLAME_SENSOR,INPUT);
  8.     digitalWrite(BAT_ENABLE, HIGH);//启用Grove端口
  9.     myservo.attach(5);//设置舵机接D5脚（IIC接口的SCL也是D5接口）
  10. }
  11. void loop(){
  13.  if(digitalRead(FLAME_SENSOR) == 1){
  14.       myservo.write(0); //如果火焰传感器检测到信号舵机就转动到0度
  15.       delay(100);
  16.  }
  17.     if(digitalRead(FLAME_SENSOR) == 0){
  18.       myservo.write(90); //如果火焰传感器检测不到信号舵机就转动到90度
  19.       delay(100);
  20.     }
  22. }

然后，

  • 单击工具>开发板> Wio LTE
  • 单击工具>端口以选择正确的端口号。（不要选择COM1）

接下来单击Arduino IDE左上方的Upload按钮，几秒钟后，程序成功上传。程序上传成功之后，尝试用打火机在传感器前方点火，观察舵机是否转动。
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任务二：使用空气质量传感器控制舵机的转动

接下来我们尝试使用空气质量传感器来控制舵机打开窗户，首先将传感器和舵机正确的接入开发板上，空气质量传感器接A2/D2接口，舵机接IIC接口。
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下载传感器的库文件AirQuality_Sensor，然后解压到ardunio的库文件夹中，打开Arduino IDE，新建一个程序文件，编写以下代码：

  1. #include "Air_Quality_Sensor.h"
  2. #define BAT_ENABLE 19 //Grove端口使能引脚
  3. AirQualitySensor sensor(A2);//设置空气质量传感器接A2引脚
  4. #include <Servo.h>
  5. Servo myservo;
  6. void setup(void) {
  7.     digitalWrite(BAT_ENABLE, HIGH);//启用Grove端口
  8.     Serial.begin(9600);
  9.     while (!Serial);
  10.     myservo.attach(5);
  11.     Serial.println("Waiting sensor to init...");
  12.     delay(5000);//开机延时5秒钟，初始化空气质量传感器
  14.     if (sensor.init()) {
  15.         Serial.println("Sensor ready.");//传感器工作正常
  16.     } else {
  17.         Serial.println("Sensor ERROR!");//传感器工作错误
  18.     }
  19. }
  21. void loop(void) {
  22.     int quality = sensor.slope();
  24.     Serial.print("Sensor value: ");
  25.     Serial.println(sensor.getValue());
  26.   if(sensor.getValue() < 100){
  27.     Serial.println("Fresh air");//当空气质量值小于100则判断空气好，舵机转到0度
  28.     myservo.write(0); 
  29.     delay(100);
  30.   }
  31.   else if(sensor.getValue() > 100){
  32.     Serial.println("High pollution!");//当空气质量值大于100则判断空气有污染，舵机转到90度
  33.     myservo.write(90); 
  34.     delay(100);  
  35.   }
  36.     delay(1000);
  37. }

然后，

  • 单击工具>开发板> Wio LTE
  • 单击工具>端口以选择正确的端口号。（不要选择COM1）

然后，单击Arduino IDE左上方的Upload按钮，几秒钟后，程序成功上传。上传完成之后，尝试将传感器放入有害气体一段时间后，观察舵机是否正常转动。
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任务三：使用火焰和空气质量同时控制舵机转动

完成火焰传感器和空气质量传感器分别控制舵机转动之后，我们是否可以同时使用两种传感器来监测信息呢？当其中任意一种检测到信号，那么就控制舵机转动打开窗户。这是当然可以的，我们可以用“逻辑或”语句来实现它。
首先正确连接传感器和舵机。
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然后打开Arduino IDE，新建一个程序文件，编写以下代码：

#include "Air_Quality_Sensor.h"
#define BAT_ENABLE 19 //Grove端口使能引脚
#define FLAME_SENSOR 0 //设置火焰传感器接D0脚
AirQualitySensor sensor(2);//设置空气质量传感器接A2引脚
#include <Servo.h>
Servo myservo;
void setup(void) {
    digitalWrite(BAT_ENABLE, HIGH);//启用Grove端口
    pinMode(FLAME_SENSOR,INPUT);//设置火焰传感器为输入模式
    Serial.begin(9600);
    while (!Serial);
    myservo.attach(5);
    Serial.println("Waiting sensor to init...");
    delay(5000);//开机延时5秒钟，初始化空气质量传感器

    if (sensor.init()) {
        Serial.println("Sensor ready.");//传感器工作正常
    } else {
        Serial.println("Sensor ERROR!");//传感器工作错误
    }
}

void loop(void) {
    int quality = sensor.slope();

    Serial.print("Sensor value: ");
    Serial.println(sensor.getValue());
  if((sensor.getValue() < 100) && (digitalRead(FLAME_SENSOR) == 1)){
    Serial.println("Fresh air and no fire  ");//当空气质量值小于100并且火焰传感器没有检测到火焰，则舵机转到0度
    myservo.write(0); 
    delay(100);
  }
  else if((sensor.getValue() > 100) || (digitalRead(FLAME_SENSOR) == 0)){
    Serial.println("High pollution or fire");//当空气质量值大于100或者火焰传感器检测到火焰，则舵机转到90度
    myservo.write(90); 
    delay(100);  
  }
    delay(1000);
}

然后，

  • 单击工具>开发板> Wio LTE
  • 单击工具>端口以选择正确的端口号。（不要选择COM1）

然后，单击Arduino IDE左上方的Upload按钮，几秒钟后，程序成功上传。

在该程序中我们用了两种逻辑符号分别是逻辑与（&&）和逻辑或（||）。当火焰传感器检测不到信号，同时空气质量传感器检测不到有害气体，那么控制舵机转动到0度关闭窗户；当火焰传感器或空气质量传感器检测到危险信号，都会控制舵机转动到90度打开窗户。
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