王杰++劉全美++莫壽存++陳萌

摘 要：為有效監(jiān)測汽車駕駛艙環(huán)境有害氣體污染問題，研制了適用于汽車駕駛艙環(huán)境的有害氣體檢測裝置。該裝置采用STC12C5A60S2為處理器，針對汽車駕駛艙環(huán)境空間的甲醛、一氧化碳等污染物采用電化學(xué)傳感器進行檢測，并利用液晶顯示屏進行污染濃度數(shù)據(jù)顯示，同時以國標為依據(jù)進行污染情況預(yù)警。

關(guān)鍵詞：駕駛艙 污染氣體 檢測

中圖分類號：R136 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（a）-0083-02

隨著城市汽車保有量的快速增長，汽車已成為人們的常用代步工具。但由此而導(dǎo)致的汽車排放污染問題，也正在直接或間接地損害著人們的身心健康。其中，駕駛員及乘客會相對較長時間的停留在汽車駕駛艙環(huán)境中，從而汽車駕駛艙環(huán)境有害氣體污染問題也日益凸顯。故該文進行了相關(guān)汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置研制。

1 汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置工作原理

為滿足汽車駕駛艙環(huán)境的污染物檢測要求，該文依據(jù)《室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T167-2004》規(guī)范，應(yīng)用多傳感器耦合技術(shù)進行設(shè)計，具體由傳感器、顯示器和報警器3部分組成。具體工作原理為，采用STC89C52單片機作為核心處理芯片，半導(dǎo)體原理的甲醛、VOCs空氣污染傳感器，并輔以1602液晶模塊顯示溫度數(shù)值，并依據(jù)國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標準，進行污染程度預(yù)警。

2 汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置設(shè)計

2.1 汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置硬件設(shè)計

（1）傳感器的選擇與電路設(shè)計：為滿足汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測需求，特選擇甲醛、甲苯、一氧化碳為主要污染源進行檢測。其采用的具體型號為SGM8042甲苯傳感器、SGM8552甲苯傳感器、SGM8042一氧化碳傳感器。

以上3種傳感器具有可以進行軌到軌輸入和輸出的單電源運放，寬供電電壓（1.4～5.5 V），低靜態(tài)電流（670 nA）的特點。在應(yīng)用時可以運放采用單電源5 V供電，采樣電阻采用1 K，其輸出信號可送入單片機AD0進行轉(zhuǎn)換。

（2）控制器組成與電路設(shè)計：控制器由MC9S12XS128單片機和液晶顯示器組成。該單片機芯片，是一個增強的16位單片機芯片，具有CPU12X V2內(nèi)核，可以運行40 MHz總線上的頻率。

液晶顯示器采用1602型液晶顯示器。該液晶顯示器常用5 V電壓驅(qū)動，它可以顯示2行，每行16個字符，內(nèi)置的包含128個字符的ASCII字符字庫。

2.2 汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置軟件設(shè)計

汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置的軟件設(shè)計主流程圖如圖1所示，汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置開始工作后，系統(tǒng)首先參數(shù)初始化，讀取傳感器采集的信息，同時液晶顯示器開始工作；而后，單片機根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值相比較，從而判斷車內(nèi)的空氣污染物有沒有超過限定閾值，若超過限定的閾值，進行污染報警；若不超過限定的閾值，則進行濃度預(yù)測與友好建議提醒。

3 模擬試驗與應(yīng)用效果分析

為了對所設(shè)計的汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置的功能和性能進行考核驗證，該研究在實車的駕駛艙內(nèi)進行了相關(guān)測試。

（1）實驗步驟：①將汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置放入實車的駕駛艙內(nèi)；②使車輛分別運行在怠速、勻速、加速、減速等不同工況下；③觀察汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置的液晶顯示器上甲醛、甲苯、一氧化碳數(shù)值的變化，在此過程中用相機錄像，記錄試驗的過程。

（2）試驗結(jié)果與分析：通過表1可以發(fā)現(xiàn)，車輛行駛在怠速、勻速、加速、減速等不同工況下時，汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置均能有效記錄，對應(yīng)時刻的甲醛、甲苯、一氧化碳等污染物的濃度值，并進行合理報警與預(yù)測。從而可以證明，該文所設(shè)計的監(jiān)測裝置具有良好的監(jiān)測和預(yù)警功能。同時，經(jīng)過進一步的分析可以看出，總體來說，車輛在怠速工況下運行時，其駕駛艙環(huán)境污染最為嚴重，而減速行駛工況下的駕駛艙環(huán)境污染最輕。

4 結(jié)語

該試驗所研制的汽車駕駛艙環(huán)境污染檢測裝置，可以實現(xiàn)對多種有害氣體的實時監(jiān)測、預(yù)測和報警。該項研究為改善汽車駕駛艙環(huán)境空氣質(zhì)量奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，在改善駕駛環(huán)境方面具有實際推廣意義。

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