一種汽車空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設計

隨著無線通信、信息傳感技術的迅猛發(fā)展和日漸成熟， 通過信息傳感設備和網(wǎng)絡將物品聯(lián)接成物聯(lián)網(wǎng)， 以實現(xiàn)物品的自動識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理為目標的服務已成為可能。物聯(lián)網(wǎng)技術在國民經(jīng)濟中的應用越來越廣泛， 近年來引起學術界和工業(yè)界的廣泛重視， 目前已成為全球的熱點問題， 許多國家都將物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提高到國家級的戰(zhàn)略高度， 本文就是從物聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)提出一種以GSM 無線網(wǎng)絡為基礎， 通過溫度傳感器， 將用戶手機、汽車空調(diào)組合成一個小型物聯(lián)網(wǎng)的應用設計。現(xiàn)代汽車中的空調(diào)一般是利用手工進行控制的，空調(diào)只有等到司機進入駕駛室才能開啟或關閉，這就使得在炎熱的夏天或寒冷的冬天， 剛進入車內(nèi)時由于空調(diào)沒有開啟，人會感覺到異常的燥熱或寒冷，因此設計和制造出能監(jiān)控車內(nèi)溫度并根據(jù)監(jiān)測到的溫度情況來進行提前遠程控制開啟車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的設備便提到人們?nèi)粘Ｉ畹淖h事日程上來，本設計就是為滿足這一要求而提出來的。

　　1 系統(tǒng)的組成和工作原理

　　系統(tǒng)是由兩大部分組成， 一部分是由STC89C52RC單片機為中心的溫度采集和繼電器控制部分， 另一部分是以GSM 移動通信網(wǎng)、TC35I 和用戶手機組成的數(shù)據(jù)的遠程傳輸部分。系統(tǒng)的組成框圖見圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)組成方框圖

　　系統(tǒng)的工作原理是： 用戶通過手機發(fā)一條溫度查詢指令， 指令以短消息的方式通過GSM 短信息服務中心發(fā)送到安裝在車內(nèi)的TC35I， 模塊接收到指令后通過串口把指令傳送到STC89C52RC 單片機， 單片機啟動DS18B20 采集車內(nèi)溫度信息， 再通過單片機和TC35I 把采集到的溫度信息通過GSM 短信息服務中心傳回到用戶手機上， 如果車內(nèi)溫度過高或過低， 則用戶可通過指令控制車內(nèi)繼電器開關來開啟車內(nèi)空調(diào)從而達到致冷或致熱的效果。

　　2 系統(tǒng)的硬件設計

　　系統(tǒng)的硬件設計部分包括微控制器模塊、DS18B20溫度采集模塊、繼電路開關控制模塊、電源模塊和TC35I模塊。

　　2.1 微控制器模塊

　　微控制器模塊主要完成溫度的采集、繼電器開關的控制及和TC35I 的串口通信等。考慮到模塊的驅動能力、功耗及性價比等因素， 系統(tǒng)采用宏晶公司的STC89C52RC 芯片， 該款芯片具有功耗低、控制和抗干擾能力強、性價比高的優(yōu)點。微控制器具有8 KB 的FlashROM 存儲器，512 B 的RAM 和2 KB 的EEPROM 存儲器， 內(nèi)部還集成了看門狗電路和UART， 具有在系統(tǒng)編程和在應用編程的功能， 無需專門的仿真器和編程器，因此選用該款控制器可以為本系統(tǒng)的設計帶來很大的便利。

　　2.2 溫度采集模塊

　　系統(tǒng)中的溫度采集模塊采用DALLAS 公司生產(chǎn)的高精度、高可靠性的DS18B20 溫度傳感器， 它具有體積小、硬件開銷低、抗干擾能力強、精度高的特點， 采用單總線數(shù)據(jù)通信， 全數(shù)字溫度轉換及輸出， 最高12 位分辨率，精度可達±0.5℃， 檢測溫度范圍為-55℃~+125℃， 因此它能滿足本系統(tǒng)的設計要求。DS18B20 與微控制器的連接電路見圖2 所示。

圖2 STC89C52RC 微控制器模塊和DS18B20 的連接電路圖

　　2.3 繼電器開關控制模塊

　　繼電器開關模塊由TLP521 -4 、ULN2803 和SRD -12VDC 及三極管構成， 由微控制器輸出的信號經(jīng)過三極管構成的開關電路送往TLP521 -4 光耦芯片再通過ULN2803 達林頓管的放大后用來驅動SRD-12DC 繼電器， 進而達到控制空調(diào)的各種開關的作用， 繼電器開關控制模塊與微控制器的電路連接圖如圖3 所示。

圖3 繼電器控制模塊電路圖