廚房安全系統設計的案例
基于STM32的遠程廚房安全系統設計
本系統采用STM32F103C8T6芯片作為核心處理器，搭配WiFi技術實現無線傳輸，從而把煙霧傳感器和火焰傳感器實時采集到的廚房煙霧濃度和火焰傳送到阿里云服務器。再結合OLED顯示屏、蜂鳴器進行數據的顯示和報警。
1 遠程廚房安全系統設計
1.1 系統性能目標
系統設計目標主要是每個家庭廚房內的煙霧、火焰等環境狀態。現代化信息技術以及物聯網技術的發展，人們的生活變得更加舒適，從而對廚房的安全性也有了更高的期待。其總體設計主要體現在以下幾個方面。
1）將廚房的遠程控制優勢發揮出來，使用戶可通過阿里云服務器隨時查看廚房內各類電器的相關參數。在對整個系統進行設計之前，不僅要考慮成本的高低，還需要滿足通用性的需求。
2）主控芯片能實現對各類信息的集中控制，保證系統運行的可靠性和安全性。
3）所設計的網絡通信系統在保障各項功能的同時，提升信息傳遞速率。
4）為實現對系統的控制，每個傳感器都能與中心系統通信，以便完成信息實時傳輸與采集。
1.2 系統總體框架設計
遠程廚房安全系統主要由主控單元、傳感器模塊、WiFi通信模塊和阿里云服務器4個部分組成。各種傳感器主要負責采集各種數據傳遞到主控芯片，主控芯片對數據進行接收并處理，然后通過WiFi模塊傳遞到阿里云服務器[3]。總體框架如圖1所示。
圖1 遠程廚房安全總體框架設計圖
1.3 各子模塊介紹
1.3.1 STM32主控模塊
本系統用STM32F103C8T6作為主控芯片，是控制遠程節點的核心。
展開 產品設計之——安全氣囊系統設計指南
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安全氣囊主要用來防止乘員在碰撞事故中的二次碰撞的裝置，屬于汽車的被動安全系統。主要工作原理：當發生碰撞事故時，傳感器接收汽車碰撞信號，并將接收到的信號傳送到控制器，控制器接收傳感器的信號并進行處理。當判斷須打開氣囊時，發出點火信號以觸發氣體發生器，氣體發生器接收到點火信號后，迅速點火并產生大量氣體填充氣囊，使乘員通過氣囊的吸能緩沖降低碰撞
時的傷害。通常情況下，如果將氣囊沖破模塊面蓋的時刻定為0ms，則10ms 時氣囊沖出，20ms 時氣囊已基本展開，30ms 后氣囊完全充滿氣體。
1.安全氣囊系統構成與命名
安全氣囊一般由傳感器、控制器、氣體發生器、氣袋、時鐘彈簧等組成，通常氣體發生器和氣袋等做在一起構成氣囊模塊。
2.安全氣囊系統分類
根據布置位置不同，安全氣囊主要分為：駕駛員安全氣囊、乘員安全氣囊、左右側氣囊和側氣簾。駕駛員安全氣囊：英文名稱Driver Airbag（DAB），在發生嚴重正面碰撞時，直接保護駕駛員的上軀干，可在一定程度上阻止駕駛員向前運動。一般安裝在方向盤里面，通常DAB 的飾蓋作為方向盤的喇叭蓋。
展開 甲烷傳感器：科技守護，家庭廚房用氣安全無憂
隨著城市化進程的加快，燃氣作為家庭廚房的主要能源，其使用安全日益受到重視。燃氣泄漏事故不僅會造成財產損失，更可能威脅到人們的生命安全。因此，如何有效監測和預警燃氣泄漏，成為保障家庭安全的重要課題。
燃氣隱患：家庭廚房的隱形“殺手”
燃氣作為一種清潔、高效的能源，給家庭生活帶來了極大的便利。然而，燃氣泄漏所引發的安全事故也時有發生。燃氣泄漏后，如果遇到明火或靜電，極易引發爆炸或火災，造成無法挽回的后果。
燃氣泄漏的原因多種多樣，如燃氣管道老化、破損、連接不牢、使用不當等。此外，廚房中的高溫、油煙等環境因素也會對燃氣管道造成損害，增加泄漏的風險。
隨著燃氣普及率的逐年提升，不僅城市中的居民享受到了清潔能源帶來的便利，廣大鄉村地區也加入了燃氣改造的行列。然而，燃氣的普及也帶來了安全隱患，燃氣安全問題成為了社會關注的焦點。尤其是在工商業用氣場所和家庭燃氣使用中，如何確保用氣安全，防止燃氣泄漏引發的火災、爆炸等事故，成為亟待解決的問題。
在工商業用氣場所，可燃氣體傳感器已經成為不可或缺的安全設備。這些傳感器能夠實時監測空氣中的可燃氣體濃度，一旦濃度超過安全范圍，就會立即發出警報，提醒工作人員采取措施，避免事故發生。工采網代理的可燃氣體傳感器，憑借其高精度、高穩定性和快速響應的特點，贏得了市場的廣泛認可，為工商業用戶的用氣安全提供了堅實保障。
與此同時，家庭燃氣安全也日益受到政府和消費者的重視。燃氣泄漏是家庭燃氣使用中最大的安全隱患之一，一旦泄漏不能被及時發現和處理，就可能引發火災、爆炸等嚴重后果。為此，全國各地紛紛出臺了相關政策，鼓勵家庭用戶加裝燃氣泄漏報警器，以提高家庭燃氣使用的安全性。
在眾多的燃氣泄漏報警器中，甲烷傳感器TGS2619憑借其卓越的性能和廣泛的適用性，成為了市場上的熱門選擇。
展開 淺談系統安全架構設計
對于一個系統，架構設計通常決定了該系統的整體性能表現，而功能安全標準對架構設計的要求及安全分析方法論引用比較復雜，如何在系統設計之初，合理并充分的考慮其安全設計成為了當前很多同行在做安全設計的一個難點。
筆者從事功能安全領域工作八年有余，有過多家外企合資企業的三電系統，ADAS系統相關產品的安全開發設計經驗。此次受SESETECH安全技術論壇邀請，結合個人經驗分享一下對系統安全架構設計的淺薄理解，希望能夠解決部分同行對于安全架構設計的痛點。限于個人認知，此文僅供各位同行交流討論，不針對任何企業或者產品安全提出設計建議。
內容框架：
安全架構設計必須了解的術語及安全方法說明
E-GAS三層架構的理解及使用約束
ADAS系統安全架構設計及安全等級的分解
02
安全架構設計必須了解的
術語及安全方法說明
在ISO 26262的第三部分，第四部分及第九部分，提到了很多關于系統或者相關項的安全術語，包括故障類型判斷，安全分解策略，故障控制/避免措施，等。如何正確地理解并應用這些術語及背后的方法論，對于安全架構設計尤為重要。本文主要針對涉及到系統安全架構設計的必要術語進行一些系統性闡述，幫助大家理解其中關系。
故障控制措施（Fault control）
和故障避免措施（Fault avoidance）
在功能安全標準或者一些教學中，經常會提到系統性失效和隨機硬件失效兩個概念作為電子電氣系統的兩大失效來源。
展開 
談安全系統設計中的冗余技術
在實際系統的設計中，往往不僅僅采用單一的技術，而是多種冗余技術相結合。同時，冗余技術在于它對隨機故障的檢測有效性，與異構多樣化相結合，實際使用可以提高對系統性故障的檢測能力。
文章來源：薄說安全
文檔 I 將安全系統和未來的汽車設計相結合
隨著自動駕駛車輛 (AV) 和車輛電氣化的發展，汽車行業正在經歷一場更加安全、更加環保的轉型。
將安全系統集成到車輛中的重要性正在日漸提高，這也使穩健、快速和準確的數值仿真在其開發過程中變得至關重要。
本白皮書討論了汽車行業正在發生的轉變，以及集成式安全系統設計目前有哪些或者未來會出現哪些相關考慮因素。
應對汽車安全系統設計挑戰
集成式安全解決方案或許沒有一個普適性答案。當務之急是優化設計，使其適合不同身高、不同族群和不同性別的人，以確保全球范圍的所有類別的乘員的安全，而不僅僅是部分乘員的安全。實現最佳設計還需要大量時間。物理碰撞測試雖然可以提供洞察，但卻是一個枯燥乏味的過程，而且測試所有可能的安全悠關場景并不是最具成本效益的途徑；此時就需要一個數值仿真框架。
在汽車安全系統中實施 Simcenter? Madymo? 軟件
Simcenter? Madymo? 是一款用于車輛乘員和弱勢道路使用者安全仿真的軟件解決方案。多體動力學的概念與多物理場求解器相結合可以方便安全仿真建模。該軟件配備多種人體和假人多體模型，可用于分析各種各樣的安全悠關場景。得益于人體和假人模型的生物力學反應研究，工程師能夠開發經過驗證的多體仿真模型。通過使用這些經過驗證的模型，工程師可以借助多體動力學相較于有限元分析 (FEA) 的計算速度優勢，設計高效的安全系統。
展開 石油化工罐區安全儀表系統（SIS）的設計及SIL驗證
由于石油化工罐區儲存介質多為有毒、可燃介質，危險化學品品種相對密集，導致危險化學品在儲罐區很容易超過《危險化學品重大危險源辨識》所列出的臨界值，成為重大危險源，需要重點進行風險分析和安全監控。針對該問題，原國家安全生產監督管理總局于2011年和2014年先后發布了40號令和116號令，要求涉及“兩重點一重大”的在役生產裝置或化工企業和危險化學品儲存單位，要在全面開展過程危險分析基礎上，通過風險分析確定安全儀表功能及其風險降低要求，并盡快評估現有安全儀表功能（SIF）是否滿足目標安全完整性等級（SIL）。明確涉毒的一級、二級重大危險源應配備獨立的安全儀表系統（SIS）。對于在役SIS要制訂相關維護方案和整改計劃，并于2019年底前完成SIS的評估和完善工作。SH/T 3184-2017《石油化工罐區自動化系統設計規范》規定罐區安全設計，需要采用SIS的場合，應符合GB/T 50770-2013《石油化工安全儀表系統設計規范》的規定。
這些規定都明確了設置SIS是保障石化罐區安全性的有效措施。然而，罐區SIS的設計選型不當、冗余結構設置不合理、缺乏明確的檢驗測試周期、預防性維護策略針對性不強等問題導致SIS不能實現其高可靠性和高可用性。今天的文章就針對這些問題，重點討論石化罐區SIS的設計、選型及SIL驗證，并利用中國石化風險評估管理評估平臺PHAMS，以丙烯罐區為例進行SIL驗證，通過驗證結果，針對不滿足目標SIL的SIF回路進行敏感性分析，提出改進優化方案，進而提出罐區SIS設計要求，為新建和改造罐區的SIS設計和管理要求提供借鑒。
展開 汽車底盤電子控制系統的安全性設計及質量保障
汽車底盤電子控制系統的安全性設計及質量保障
智能廚房系統受關注 凈菜設備、機器人作用凸顯
在這樣的行業背景下，智能廚房系統給餐飲行業帶來了希望。
外賣團餐市場容量大 智能廚房系統或將代替傳統“后廚”
我國團餐市場容量很大，被稱為餐飲業“最后一片藍海”。據相關統計數據顯示，2017年，中國團餐市場規模達到9000多億元，并以年均超過19%的增長率快速增長。隨著互聯網的發展進入物聯網階段，業內人士認為，廚房(尤其是智能廚房系統)或可能代替傳統意義上的“后廚”在“廚房經濟”領域中占有一些之地。
據悉，某家電廠家推出了自己的智慧廚房系統，主要是打通了凈菜加工、冷鏈配送、智能烹飪到手機點餐、食材溯源等全流程，并且以廚房機器人為核心，借助智能技術和互聯網平臺，為消費者提供營養味美、安全、高效的智能餐飲服務，可以說，通過用物聯網技術、智能化廚房設備重構了未來大廚房的智能生態系統。
業界表示，智慧廚房系統能夠改變傳統餐食制作流程，通過物聯網數據把消費者、凈菜加工車間、廚房機器人等系統及設備連接在一起，之后廚房機器人按照規劃好的菜譜完成餐食制作、出鍋、清洗等動作，這樣既提高了菜品的生產效率，減少當前團餐大量的食品浪費現象，也能保證餐食的加工安全。
餐飲廚房實現智能化 凈菜設備、機器人著實給力
據企業負責人介紹，在智能廚房系統中，凈菜車間、智能廚房機器人、標準化菜譜等一樣都不能少，高自動化的凈菜車間是整個智能廚房系統的樞紐，而廚房機器人是提高生產效率，保證餐食色香味俱佳及品質安全強有力的“法寶”。
筆者獲悉，凈菜生產需要經過分級、分選、切割、清洗、殺菌、保鮮、瀝干等多道工序，且全自動化凈菜加工生產線可以減少過多的人工操作，有效地避免二次污染，不僅保障了食材的安全，還能實現食材標準化、轉運容器標準化、料包標準化。
展開 為你準備絕佳早餐的十款廚房電器設計！
早上是一天中最忙碌的時間
盡管再忙碌
也不要忘記吃早餐哦
今天我們就來看看
關于早餐的廚房電器設計
01、滑動烤面包機
這款面包機具有獨特的滑動托盤，LED環實時指示烘烤程度。托盤半透明，你可以看到面包逐漸變為完美的棕色，并有音頻提醒你烘烤完成。
02、中西結合早餐機
這款由設計師Ellie Zeng設計的早餐機可謂中西結合。一站式享受多種早餐，具備蒸籠、烤箱、烤盤、烤面包等功能。煎蛋、烤肉和烤面包可以同時進行，既方便又節省時間。
03、Toaster Player
早餐吃面包雖然便捷，但面包碎屑清潔是個問題
。
Toaster Player使用熱板代替熱絲，并加入磁感應線圈提高熱板溫度，
前門開合的設計使清潔變得簡單方便。
04、USM面包機
如果你是瑞士模塊化家具品牌 USM 的粉絲，那么這會是你喜愛的東西。簡約的設計和絕贊的實用性，幫助開啟你美好現代生活的一天。
05、CucinaPro 積木華夫餅機
這款華夫餅機的加熱板被設計成類似樂高模具的形狀。由它烘烤的華夫餅表面有螺柱，下部具有中空區域，這樣華夫餅就可以互相堆疊，給你的早餐時間帶來樂趣。
06、Crunch Cup
上班路上想來一杯營養又簡單的麥片牛奶嗎？Crunch Cup由內外容器組成，分別用于盛放牛奶和麥片，頂部雙層蓋子可以讓你一邊喝牛奶，一邊咀嚼依然酥脆的麥片。
展開 聊一下汽車電傳電控系統中的安全死穴：實時系統和分時系統
第三道關，也是最重要的一道關，是安全關。
手機玩游戲時死機，頂多是被隊友罵兩句，但汽車如果開在路上，芯片崩了，那可能就要出人命了。
用更直觀的數據來說，手機芯片可接受的不良率是萬分之二，汽車芯片的不良率則不能高于百萬分之一。
二、系統區別
為了進一步能夠讓大家理解汽車上控制單元操作系統和消費電子產品操作系統區別，將一些公開的資料匯總整理如下：
實時操作系統 實時操作系統
英文稱Real Time Operating System，簡稱RTOS。
1.實時操作系統定義
實時操作系統（RTOS）是指當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應，并控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。因而，提供及時響應和高可靠性是其主要特點。實時操作系統有硬實時和軟實時之分，硬實時要求在規定的時間內必須完成操作，這是在操作系統設計時保證的；軟實時則只要按照任務的優先級，盡可能快地完成操作即可。我們通常使用的操作系統在經過一定改變之后就可以變成實時操作系統。
實時操作系統是保證在一定時間限制內完成特定功能的操作系統。例如，可以為確保生產線上的機器人能獲取某個物體而設計一個操作系統。在“硬”實時操作系統中，如果不能在允許時間內完成使物體可達的計算，操作系統將因錯誤結束。在“軟”實時操作系統中，生產線仍然能繼續工作，但產品的輸出會因產品不能在允許時間內到達而減慢，這使機器人有短暫的不生產現象。一些實時操作系統是為特定的應用設計的，另一些是通用的。一些通用目的的操作系統稱自己為實時操作系統。但某種程度上，大部分通用目的的操作系統，如微軟的Windows NT或IBM的OS/390有實時系統的特征。
展開 
閥井（室）密閉空間安全監測系統：守護城市地下設施安全
TGS6814的蓋帽內有特殊設計的過濾層，使其對有機蒸汽的交叉靈敏度很低。此外，此傳感器對硅化合物的耐受性更佳，更適應惡劣環境。
閥井（室）密閉空間安全監測系統的應用，不僅提高了地下設施的安全性，降低了事故發生的概率，同時也為城市的安全運行提供了有力保障。在未來，隨著技術的不斷進步，相信這一系統將會更加完善，為城市的可持續發展貢獻更大的力量。
EPB系統功能安全筆記 (19)： 功能安全的認可措施（Confirmation Measures）理解與辨析
本文要點
：ISO 26262將功能安全開發融入了廣為熟知的“V模型”開發流程中。根據系統/軟件/硬件三個層級的劃分，ISO 26262的功能安全開發活動被融入了三個“V模型”之中，如下圖所示。在前面的系列文章中已經對這三個“V模型”中包含的功能安全開發要點進行了說明。
“V模型”中的功能安全開發，截圖來自ISO 26262
做工程項目的朋友都知道，對于一款量產產品，除了完成開發工作以外，還需要對開發產物進行審核，審核通過后方能釋放產品。功能安全開發也是如此。“ISO 26262，part2，功能安全管理”中詳細介紹了功能安全的審核流程和要求，對應的術語為“認可措施，Confirmation measures”。
安全管理流程圖，截圖來自ISO 26262-2018, part2
一個現實的情況是，當讀者實際上去讀ISO 26262中“認可措施，Confirmation measures”相關的解釋和要求時，很容易就被其中包含的三個維度的措施給繞暈了，尤其是結合中文國標GB/T 34590對這三個維度的翻譯更加混淆，如下所示：
Confirmation review (認可評審)
Functional safety audit (功能安全審核)
Functional safety assessment (功能安全評估)
基于此，本文將試圖對“認可措施，Confirmation measures”以及其中包含的三個維度的措施進行辨析，旨在為讀者提供有價值的參考。
Note:
1. 考慮到中文翻譯的混淆性，除非有必要，本文接下來將使用英文概念進行描述。
2.
展開 周界防范系統包含哪些子系統？系統架構如何？系統如何設計？
1.5系統優勢
1.5.1全方位的防護設計
系統通過多層報警防護體系設計、報警與視頻的有機結合、入侵報警系統防區的合理布局等實現了全方位的安全防護。
視頻與報警的有機結合，實現了入侵行為和緊急情況的探測和警情及時上報，而視頻監控則以直觀的方式向中心管理人員反映現場狀況并記錄報警過程，能夠迅速定位精確，較少誤報，提高管理效率。
1.5.2全面的系統聯動
系統基于綜合安防管理平臺對傳統定義的多個安防子系統進行業務整合，實現豐富的功能聯動機制，通過視頻監控和報警的功能互補避免安防疏漏，提高安防管理的業務自動化程度，對報警事件防患于未然，對警情及時響應。
系統的聯動特性概括如下：
?全面的聯動觸發事件設計；
?可配置多種聯動結果響應警情；
?支持短信、電子郵件等遠程告警；
?可設置軟硬件聯動輸出，產生報警時與周邊設備聯動。
展開 特斯拉Autopilot系統安全研究
智遠程轉向控制
在本節中，我們將介紹 APE 單元如何與 EPAS（電動助力轉向）單元一起實現轉向系統控制。此外，由于我們已經獲得了 APE 的 root 訪問權限，我們將演示如何遠程影響 EPAS 單元以控制特斯拉汽車在不同駕駛模式下的轉向系統。
APE是特斯拉高級駕駛輔助系統的核心單元。它負責汽車在輔助駕駛和自動泊車模式下的轉向系統控制和電子速度控制。據我們所知，這些先進的輔助駕駛功能是基于高級視覺和汽車總線（以太網、CAN、LIN、FlexRay）系統。
CAN總線系統
圖6 APE的CAN總線系統
通過對APE中與CAN總線相關的一些服務(canrx、cantx等)進行逆向工程，初步了解了APE CAN總線系統的網絡結構。如圖6所示，APE集成了兩個CAN-Bus接口(CAN0和CAN1)，通過CAN1與雷達互連。為了冗余機制或其他安全考慮，CAN0和LB一起連接到私有CAN總線。
此外，由于域隔離，APE與LB單元共享一個邏輯CAN(稱為APE2LB_CAN)總線，用于與PT(動力總成)和CH(底盤)CAN總線通信。
對于特斯拉汽車，轉向系統可由底盤 CAN 總線上的 EPAS 單元控制。雖然有了APE的系統的完全接入，但顯然我們需要打破APE的CAN總線系統的一些安全機制障礙，比如冗余CAN總線、CAN消息計數器和域隔離。
我們主要關注 cantx 服務，它接收來自視覺系統的中間信號，然后將信號轉換為車輛控制命令。這些命令將被封裝到特殊的 CAN 消息（APE2LB_CAN）中，并通過 LB 單元轉發到 PT/CH CAN 總線。
展開 