一种二手烟检测智能音箱

技术领域

本发明设计一种智能音箱，具体涉及一种可以检测二手烟并通过语音对话的方式阻止吸烟者吸烟的智能音箱。

背景技术

据《2018年中国成人烟草调查》显示，中国非吸烟者的二手烟平均暴露率为68.1％。在中国，每2个男性中便有1个烟民，受到二手烟危害的主要是妇女和儿童。暴露在二手烟下的妇女多达6亿，50％的孕龄妇女经常被动吸入二手烟；暴露在二手烟下的儿童多达1.8亿，超过70％的中小学生处在二手烟的直接危害中。二手烟危害的持续时间远远长于一手烟，一手烟经过滤嘴进入吸烟者肺部，能过滤掉一定比例的有害物质，非吸烟者吸入的是未经过滤漂浮在空气中的1～2微米的二手烟颗粒，能对肺部造成直接的伤害。二手烟不仅含有甲醛、亚硝胺、砷、钋-20等强致癌物，还会导致心脏病、脑梗、不孕不育等。但是，现实生活中很多儿童正遭受二手烟的危害，有些低龄儿童甚至还没学会说话，更不懂如何表达他们对香烟的感受，只能任由二手烟危害他们的健康。还有一些非吸烟的人群也深受二手烟困扰，但是他们不愿意或者不敢与吸烟者直接面对面地沟通，这些人群需要有一个随时能帮助他们发声的产品；与此同时，有些吸烟者想要戒烟却难以自控，戒烟者也需要一款在他们吸烟时能够提醒他们的产品。

因此，提供一种能随身携带且能够自动检测香烟并通过智能对话阻止吸烟者吸烟的音箱是非常有必要的。

发明内容

本发明提供了一种智能音箱，可以检测香烟并通过智能语音对话的方式阻止吸烟者吸烟。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种二手烟检测智能音箱，包括：

音箱外壳，所述音箱外壳为透烟材料，供烟雾颗粒进出；

所述音箱内装有检测装置和智能语音主板，所述检测装置包括AT89C51单片机、MQ－2型烟雾传感器；所述MQ－2型烟雾传感器的信号输出端连接至AT89C51单片机的信号输入端；AT89C51单片机的信号输出端与智能语音主板连接；

所述MQ－2传感器采集环境中存在的可燃气体并发生阻值变化，阻值变化转化为电压值输入ADC0809芯片IN0口，经过A/D模块转换成数字信号，输入到AT89C51单片机；所述AT89C51单片机设置门限阈值，若输入的数字信号超过阈值，则启动智能语音主板，通过扬声器发出声音。

在一较佳实施例中：所述智能语音主板包括控制芯片和存储芯片；所述控制芯片分别与充电接口、电源、音频控制开关连接。

在一较佳实施例中：所述充电接口外接220V市电为所述电源充电。

在一较佳实施例中：所述音频控制开关与电源以及智能语音主板连接，用于控制电源开闭以及发出智能语音主板的音频信号。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

1.能够帮助还不会说话的婴幼儿、不知道二手烟对身体危害的低龄儿童，以及不敢或者不愿意与吸烟者正面沟通的广大非吸烟人群发声，通过一种较为友善且间接的方式来阻止吸烟者吸烟，避免与吸烟者发生口角冲突甚至当面争执，让儿童和非吸烟者远离二手烟。

2.可以在吸烟者吸烟的时候通过智能对话提醒吸烟者，让吸烟者停止吸烟，帮助吸烟者戒烟。

3.可以识别吸烟者的语态、腔调、口音等，根据吸烟者的不同答复而给出不同的回复，有效地阻止吸烟者吸烟。

4.体积较小，方便随身携带，操作简便，适用于各个年龄段。

5.音箱外形卡通化，小巧可爱，符合儿童和大多数非吸烟者的审美，市场面较广，受众人群多。

综上所述，本发明外形可爱，方便携带，操作简单，尤其合适广大非吸烟者，包括儿童、青少年学生有吸烟者的家庭等，也适用于戒烟人群。

附图说明

图1为本发明提供的一种可以检测二手烟并通过语音对话的方式阻止吸烟者吸烟的智能音箱的前视图，以线框显示；

图2为本发明提供的一种可以检测二手烟并通过语音对话的方式阻止吸烟者吸烟的智能音箱的内部结构示意图；

图3本发明提供的一种可以检测二手烟并通过语音对话的方式阻止吸烟者吸烟的智能音箱内检测装置中的MQ－2内部电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1-图3，音箱的头部由透烟材料制成，保证烟雾颗粒能够自由进出。音箱的内部设置有香烟检测装置1、智能语音主板2、电池盒5、电源与音频控制开关6、充电接口7、扬声器8。智能语音主板2主要由存储芯片3和控制芯片4组成，香烟检测装置1由一氧化碳传感器、焦油传感器、颗粒传感器、烟碱传感器的一种或几种组合，主要组成件为AT89C51单片机、MQ－2型烟雾传感器和A/D转换器。MQ－2传感器采集环境中存在的可燃气体，检测传感器阻值变化，转化为电压值输入ADC0809芯片IN0口。模拟信号经过A/D模块转换成数字信号，输入到AT89C51单片机，AT89C51单片机设置门限阈值，数字信号超过阈值启动智能语音主板2，智能语音主板2通过扬声器8发出声音。

其中检测装置1的输出信号交给智能语音主板2，智能语音主板2将输出信号交给扬声器8，智能语音主板2还连有充电接口7和电源与音频开关6，电源与音频控制开关6与电池盒5相连。

香烟检测装置1会自动检测空气中的香烟浓度，当香烟浓度达到一定值时，检测装置会将信号传到智能语音主板2，智能语音主板2会把信号传给扬声器8，从而发出声音提醒吸烟者。烟雾检测模块的核心器件为MQ－2烟雾传感器，，其中Vc连接输入端的+5V的电压，VRL连接输出端的+5V的电压，VH接入+5V电压，经过A/D模块转换后，可以得到一定数量的烟雾浓度值，通过分析各浓度的大小，设置出适合进行烟雾预警的浓度，并通过实例不断对该浓度进行优化，得到最佳浓度。图3为MQ－2传感器内部电路图。

MQ－2传感器和AT89C51单片机通过ADC0809相连。ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件，它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。

ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。

可参考如下的软件设计设定香烟检测装置：

设定定时器定时1μs通对中断程序产生周期为2μs频率为500Hz的方波，时钟信号提供给ADC0809，传感器输出电压送入ADC0809。启动转换，待EOC＝1；OE＝1输出至单片机，调用显示子程序，数码管显示超过门限值，输出低电平，扬声器发出声音。

#include＜reg52.h＞

#include＜intrins.h＞

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit EOC＝P3^0；//结束信号标志引脚

sbit OE＝P3^1；//输出允许控制端

sbit ST＝P3^2；//启动信号输入端

sbit ALE＝P3^3；//地址锁存允许信号输入端

sbit CLOCK＝P3^6；//时钟信号引脚

void yan_chi_10ms()；//定义延迟子函数

void init()；//定义初始化子函数

********************************************************************

void init()

{

TMOD＝0x01；

TH0＝(65536－4000)/256；

TL0＝(65536－4000)％256；

TR0＝1；

ET0＝1；

EA＝1；

}

********************************************************************

int dian_ya_huo_qu()

{

int a；

float b；

ALE＝0；

ALE＝1；

ST＝0；

ST＝1；

ST＝0；

while(！EOC)；

OE＝1；

a＝P1；

OE＝0；//把AD获得到的电压值赋予给a

b＝a*0.02；

b＝b*100；

a＝(int)b；

return(a)；//把获取到的电压返回

}

********************************************************************

void T0_time()interrupt1

{

TH0＝(65536－4000)/256；

TL0＝(65536－4000)％256；

CLOCK＝～CLOCK；

}

********************************************************************

void main()

{

inta；//定义a为返回的电压值

init()；//对系统进行初始化

while(1)

{

dian_ya_huoqu()；//获取到的电压值

a＝dian_ya_huoqu()；//把获取到的电压值赋给变量a

}

}

充电接口7采用USB接口技术，通过数据线与充电接口7相连，可为电池充电。

电池盒5通过电源与音频控制开关6与智能语音主板2连接，可以通过电源开关切断电源，当检测装置1检测到香烟时，扬声器8也不会发出声音；同时电源与音频控制开关6可以直接控制智能语音主板2的音频信号，当没有检测到香烟时，也可以发出提醒声音。针对婴幼儿或者低龄儿童，可以省略电源与音频控制开关6。该电源模块的主要功能是将220V的交流电压转换为5V的直流电压，首先通过变压器将220V交流电压转化为18V交流电压，通过整流装置将18V交流电压转化为20V直流电压，直流电通过多个电容到达稳压器，经过滤波后输出5V的直流电供单片机正常工作。

将电源与音频控制开关6与充电接口7通过电缆连接到外部控制面板9，可以通过外部控制面板9实现电源与音频控制开关6与充电接口7的功能，平时用尼龙扣遮盖，防止误触。电池盒3装在音箱背部靠近外壳处，同样平时用尼龙扣遮盖。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。