一種汽車(chē)溫度及新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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1、 一種汽車(chē)溫度及新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 吳征天+王濤+王建軍摘 要:本文設(shè)計(jì)了一款基于STC89C52RC單片機(jī)的汽車(chē)溫度及新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,成本低廉。該系統(tǒng)是以DHT11溫濕度傳感器作為溫濕度檢測(cè)模塊;以MG811傳感器、MQ-7傳感器作為氣體檢測(cè)模塊;以SIM900A模塊作為通信模塊;以報(bào)警器、排風(fēng)扇以及LED等作為報(bào)警與調(diào)節(jié)模塊。該系統(tǒng)穩(wěn)定性好,可以根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)顯示車(chē)內(nèi)溫濕度與氣體濃度,同時(shí)還能根據(jù)車(chē)內(nèi)氣體情況啟動(dòng)或停止換氣系統(tǒng),改善車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量,并且,可以通過(guò)手機(jī)短信及時(shí)通知車(chē)主車(chē)內(nèi)異常情況。Key:新風(fēng)系統(tǒng) MG811 二氧化碳傳感器 SIM900A模塊 排風(fēng)扇:TP

2、336 :A :1674-098X(2017)10(b)-0128-02目前國(guó)內(nèi)大部分經(jīng)濟(jì)型汽車(chē)車(chē)內(nèi)溫度調(diào)節(jié)及換氣系統(tǒng)還處于一個(gè)手動(dòng)控制狀態(tài),手動(dòng)控制不能良好地為車(chē)內(nèi)提供一個(gè)舒適的環(huán)境,這成為汽車(chē)空調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。大部分汽車(chē)是封閉式使用,由于汽車(chē)內(nèi)部空間狹小,內(nèi)部長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)循環(huán)導(dǎo)致空氣不流通,有害氣體增加,車(chē)內(nèi)空氣變得混濁,長(zhǎng)時(shí)間駕駛時(shí)人們易出現(xiàn)疲勞問(wèn)題,這會(huì)誘發(fā)事故;同時(shí),車(chē)內(nèi)的有毒有害氣體污染,嚴(yán)重影響到乘員的身心健康,甚至造成不可挽回的后果。為了獲得安全舒適的車(chē)內(nèi)環(huán)境,我們需要改善汽車(chē)內(nèi)部空調(diào)的檢測(cè)調(diào)節(jié)系統(tǒng),來(lái)達(dá)到自動(dòng)并且智能調(diào)節(jié)的效果,此舉具有很實(shí)用的社會(huì)意義和非常廣泛的 發(fā)展前景。另

3、一方面,當(dāng)家長(zhǎng)離開(kāi)汽車(chē)時(shí),將兒童等弱小人群遺留車(chē)內(nèi),因車(chē)內(nèi)二氧化碳濃度及有毒有害氣體濃度過(guò)高,使其人身安全受到威脅,造成無(wú)可挽回的傷害,甚至死亡的事時(shí)有發(fā)生。本文是基于單片機(jī)的汽車(chē)溫度及新風(fēng)監(jiān)控設(shè)計(jì)系統(tǒng),通過(guò)傳感器可自動(dòng)檢測(cè)車(chē)內(nèi)的溫度、濕度、一氧化碳?xì)怏w及二氧化碳?xì)怏w濃度,并實(shí)時(shí)反映在顯示屏中。可自主設(shè)置溫濕度上下限值與氣體濃度上限值,當(dāng)溫濕度超過(guò)或低于限定值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈,向手機(jī)發(fā)送短信;當(dāng)氣體濃度超過(guò)上限值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),點(diǎn)亮相應(yīng)指示燈,向手機(jī)發(fā)送短信,并打開(kāi)換氣系統(tǒng),對(duì)車(chē)內(nèi)執(zhí)行換氣動(dòng)作,調(diào) 節(jié)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量。1 系統(tǒng)總體控制方案本文自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能:當(dāng)啟動(dòng)系

4、統(tǒng)時(shí),可以檢測(cè)車(chē)內(nèi)的溫度、濕度、一氧化碳濃度以及二氧化碳?xì)怏w濃度,并顯示在顯示屏上;當(dāng)車(chē)內(nèi)的溫濕度超過(guò)設(shè)定上限值或者低于設(shè)定下限值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),報(bào)警燈亮,并向手機(jī)發(fā)送短信提醒;當(dāng)一氧化碳濃度或二氧化碳濃度超過(guò)設(shè)定上限值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),報(bào)警燈亮,啟動(dòng)換風(fēng)扇,風(fēng)扇指示燈亮,同時(shí)向手機(jī)發(fā)送短信提醒;當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)在設(shè)定值之內(nèi)時(shí),排風(fēng)扇關(guān)閉,報(bào)警燈滅。該系統(tǒng)根據(jù)主要功能模塊可分為控制模塊、檢測(cè)模塊、報(bào)警模塊、換氣模塊、通信模塊以及它們的外圍電路。對(duì)于檢測(cè)模塊,本設(shè)計(jì)以STC89C52RC單片作為主控器;采用DHT11溫濕度傳感器,MQ-7一氧化碳?xì)怏w傳感器,MG811二氧化碳?xì)怏w傳感器來(lái)進(jìn)行檢測(cè);報(bào)

5、警方面采用蜂鳴器與LED等結(jié)合的聲光報(bào)警方式;換氣方面,選用松樂(lè)的12V繼電器,用于風(fēng)扇的通斷電控制,結(jié)合汽車(chē)的實(shí)際,選用12V直流風(fēng)扇,來(lái)進(jìn)行功能的模擬;同時(shí)也選用了基于SIM900A芯片的模塊,用于短信的發(fā)送,提醒車(chē)主異常情況,及時(shí)做出反應(yīng)。總體方案框圖如圖1所示。2 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)主要包括傳感器的信號(hào)處理電路、報(bào)警器、繼電器以及通信模塊的驅(qū)動(dòng)電路,完成各種指令控制的單片機(jī)控制電路。其中,溫濕度信號(hào)可以直接連接單片機(jī)I/O口,接上拉電阻進(jìn)行供電與穩(wěn)流;而一氧化碳、二氧化碳傳感器電路,需要用進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化,本設(shè)計(jì)采用ADC0832,其雙通道的轉(zhuǎn)換能力完全滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的要求,并且轉(zhuǎn)換速度快

6、,轉(zhuǎn)換精度較高,同時(shí),因二氧化碳傳感器探頭輸出電壓過(guò)小,因此選用了高阻抗的CA3140放大器,進(jìn)行信號(hào)的放大,同時(shí),考慮到溫度的影響,使用熱敏電阻來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償,使測(cè)到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。報(bào)警器與繼電器模塊,主要采用三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電流的放大,同時(shí),驅(qū)動(dòng)繼電器增加了電氣隔離功能,起到了保護(hù)電路的功能。通信功能采用已經(jīng)封裝好的模塊,使用方便。想要完成基于單片機(jī)的設(shè)計(jì),除單片機(jī)等硬件之外,軟件也是不可或缺的一部分,換句話(huà)說(shuō),就是必須編寫(xiě)出源程序使得系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。然而,單片機(jī)的CPU不能直接識(shí)別所寫(xiě)的C程序,它們能夠識(shí)別并執(zhí)行的只有機(jī)器語(yǔ)言。因此,必須將所寫(xiě)的語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成機(jī)器語(yǔ)言,這個(gè)過(guò)程就是通常所說(shuō)的

7、匯編。常用的兩種方式有手動(dòng)方式與機(jī)器方式。從目前來(lái)看,由于耗時(shí)耗力,手動(dòng)進(jìn)行匯編的方式幾乎已經(jīng)沒(méi)人使用。而憑借其迅速、省時(shí)省力、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),機(jī)器匯編大受歡迎。本設(shè)計(jì)的主要的程序設(shè)計(jì),分為溫濕度、一氧化碳、二氧化碳檢測(cè)程序設(shè)計(jì),按鍵程序設(shè)計(jì)以及通信程序設(shè)計(jì),利用系統(tǒng)框圖,直觀地描述了它們工作的先后順序,以及軟件設(shè)計(jì)的思路。仿真是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要工作,在電路設(shè)計(jì)和調(diào)試中占有重要地位,在制作實(shí)物前利用軟件進(jìn)行仿真,便于直觀地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,同時(shí),仿真軟件的暫停功能和串口顯示功能,方便我們更直觀地觀察設(shè)計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)將采用proteus軟件進(jìn)行仿真。3 結(jié)語(yǔ)本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要由溫濕度檢測(cè)模塊、一氧化碳

8、及二氧化碳?xì)怏w檢測(cè)模塊、報(bào)警模塊、換氣模塊以及通信模塊幾部分組成,該系統(tǒng)不僅簡(jiǎn)單實(shí)用,更重要的是運(yùn)行穩(wěn)定。該系統(tǒng)程序的編寫(xiě)全部使用C語(yǔ)言,對(duì)使用C語(yǔ)言編寫(xiě)的一個(gè)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可讀性強(qiáng)。本文以單片機(jī)STC89C52RC作為控制核心,結(jié)合一些外圍電路構(gòu)成了汽車(chē)溫度及新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本滿(mǎn)足用戶(hù)的功能要求。Reference1 周齊,李寶成,王勇.淺談汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)控制和功能J.城市公共交通,2004(3):21-23.2 董炳武.汽車(chē)空調(diào)模糊控制J.機(jī)電技術(shù),2003(9):385-389.3 張友德.單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)M.復(fù)旦大學(xué)出版社,2000.4 肖金球,馮翼.增強(qiáng)型51單片機(jī)與仿真技術(shù)M.清華大學(xué)出版社,2011.5 閏俊坪,余成波,李彥林.基于CAN總線的汽車(chē)空調(diào)自動(dòng)控制器的研制J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2010,18(10):2278-2280.endprint科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)201

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