【摘 要】目前，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國汽車的消費量與日俱增，隨著生活水平的提高，人們對汽車的要求也越來越高。而汽車內(nèi)環(huán)境作為汽車的一個重要組成部分，也成為該汽車有無競爭力的重要體現(xiàn)。本文以車內(nèi)舒適度和空氣品質(zhì)為設計標準，以AT89C51單片機為核心，簡介了汽車內(nèi)環(huán)境自動調(diào)控系統(tǒng)的總體設計思想和方法。

【關鍵詞】單片機；汽車內(nèi)環(huán)境自動調(diào)控系統(tǒng)

一、本文的背景和意義

近幾年，隨著國內(nèi)生活水平的提高，汽車漸漸成為人們?nèi)粘３鲂械闹饕煌üぞ咧弧Ｔ谄嚱o我們生活帶來便捷的同時，它也造成了很多問題。汽車內(nèi)環(huán)境的好壞，直接影響著駕駛及乘坐人員行車的舒適和健康。車內(nèi)環(huán)境有很多參數(shù)，其中溫濕度作為汽車傳統(tǒng)的車內(nèi)環(huán)境要素，一直受到很多的關注，但目前國內(nèi)對汽車溫濕度的控制大部分仍為手動控制，且沒有一個合理的調(diào)控標準。人為調(diào)控往往具有滯后性，同時也會產(chǎn)生安全隱患，調(diào)控的效果也不會很理想。而空氣品質(zhì)，在過去的很長一段時間內(nèi)一直被人所忽視，實際上已經(jīng)對使用者產(chǎn)生了很大的傷害。中國科協(xié)工程學會環(huán)境專業(yè)委員會檢測報告指出：中國國內(nèi)有超過9成的車內(nèi)空氣質(zhì)量超標，汽車車內(nèi)空氣污染問題非常令人擔憂。因車內(nèi)空氣的有害物質(zhì)引起的白血病等案例數(shù)以千計。因為來勢洶洶的PM2.5風波以及國家于2011年3月1日出臺的《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》等的推動，車內(nèi)空氣質(zhì)量更是受到空前關注。

二、系統(tǒng)的設計思想

車內(nèi)環(huán)境好壞以往并無一個明確的標準，人們對其也只是一個模糊的概念，并無準確的定義。本文認為，車內(nèi)環(huán)境的好壞主要以車內(nèi)的舒適度好壞和車內(nèi)的空氣品質(zhì)的好壞來決定。關于車內(nèi)的舒適度好壞，通過對舒適度定義的分析，這里我們主要以車內(nèi)的溫度和濕度結合一起綜合評價。而關于車內(nèi)的空氣品質(zhì)，我們根據(jù)2011年出臺的《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》來評價，發(fā)現(xiàn)車內(nèi)的污染主要有醛類，苯類等氣體物質(zhì)，還有就是空氣中的粉塵污染。

1.總體設計思想。該系統(tǒng)應用傳感技術、通信技術、計算機技術，共同購建一個監(jiān)測車內(nèi)環(huán)境且控制車內(nèi)空調(diào)、加濕機、空氣凈化裝置的系統(tǒng)，在給定預置溫濕度、空氣品質(zhì)范圍后，自動控制不同系統(tǒng)單元的工作，并在超出范圍的情況下產(chǎn)生報警提示。其系統(tǒng)工作流程的框圖如圖1所示。

2.車內(nèi)舒適度定義和設計思想。舒適度指數(shù)（DI）是描述氣溫和濕度對人體的綜合影響指標之一，它表征人體在某種溫、濕度條件下對該空氣環(huán)境感覺舒適的程度。舒適度的計算公式如式（1）所示，舒適度參數(shù)如表1所示。

圖1 系統(tǒng)工作流程圖

DI=T-（0.55-0.55f）（T-58），（1）

表1 舒適度參數(shù)表

這里我們考慮采用單片機系統(tǒng)對溫濕度進行自動控制，實時的對車內(nèi)溫濕度進行檢測，在對其控制方面我們引入舒適度這一概念，將舒適度作為溫濕度調(diào)控的準則，通過調(diào)整溫濕度，以上表的結論作為標準，使車內(nèi)舒適度在我們期望的結果之內(nèi)，減少了人為調(diào)控的時間，且用這一準則更加科學合理。

3.車內(nèi)空氣品質(zhì)定義和設計思想。車內(nèi)的空氣品質(zhì)主要由車內(nèi)的氣體含量和懸浮顆粒物的含量來決定。根據(jù)2011年出臺的《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》，車內(nèi)的主要污染物有甲醛、苯、TVOC等。本文以甲醛和PM2.5值為例，我們通過傳感器檢測車內(nèi)甲醛和PM2.5含量，與設定的閾值比較，當數(shù)值超出閾值時，單片機控制揚聲器報警，并控制空氣凈化器工作。

三、系統(tǒng)的總體設計

針對目前國內(nèi)汽車室內(nèi)空氣質(zhì)量差、環(huán)境控制系統(tǒng)嚴重滯后的現(xiàn)狀，本文針對汽車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，為增加車內(nèi)人的舒適度，減少人為因素對車內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)，采用單片機為核心來設計汽車室內(nèi)環(huán)境自動控制系統(tǒng)。通過軟硬件相結合，最終達到單片機運行程序來自動控制汽車室內(nèi)溫濕度及空氣清潔度的目的。本文設計主要是設計一個車內(nèi)環(huán)境的調(diào)控系統(tǒng)對車內(nèi)環(huán)境進行控制，該設備可以進行獨立的工作，并在液晶屏上實時顯示溫濕度的測量值，同時實時的對車內(nèi)的甲醛和懸浮顆粒物進行監(jiān)控。當溫濕度的測量值超過闕值范圍時，通過單片機控制空調(diào)和加濕機工作對車內(nèi)溫濕度進行控制，而當PM2.5和甲醛含量超標時，系統(tǒng)語音進行報警，并同時通過單片機控制空氣凈化器對車內(nèi)的空氣品質(zhì)進行控制。車內(nèi)環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)下述一些功能：對車內(nèi)的溫濕度、PM2.5、甲醛含量等信號數(shù)據(jù)進行實時采集，對信號進行A＼D轉(zhuǎn)換、濾波放大等處理，將其傳輸入單片機，通過單片機程序?qū)ζ湟_進行控制，控制外圍器件的工作情況。這里，我們主要有三個目的，一是顯示實時的車內(nèi)溫濕度狀況，二是實時監(jiān)測車內(nèi)空氣品質(zhì)并報警，三是對車內(nèi)的工作單元進行控制，這里我們主要控制的是空調(diào)、加濕機和空氣凈化器。該系統(tǒng)能智能的處理得到的數(shù)據(jù)和外圍電路，將車內(nèi)環(huán)境控制在一個舒適和健康的范圍，而且人也可以從報警和顯示中得到信息。這就需要一個穩(wěn)定，系統(tǒng)結構且高效的單片機，通過對功能的設想我們這里采用目前應用非常廣泛的單片機AT89C51作為設計的核心。下面圖2為系統(tǒng)的總體組成框架圖：

圖2 系統(tǒng)的總體組成框架圖

四、結語

本文主要通過對汽車內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀的調(diào)查研究，將舒適度和空氣品質(zhì)這一概念加入汽車內(nèi)環(huán)境控制中，基于單片機為核心，初步設計了車內(nèi)環(huán)境自動調(diào)控系統(tǒng)的工作原理，給出了設計的思想和總體的設計方案。

參 考 文 獻

[1]陳冬冬.客車車內(nèi)空氣環(huán)境自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的研制[D].大連：大連理工大學.2005