趙學(xué)斌+馮汝健+楊蕊+王強(qiáng)

【摘要】 遠(yuǎn)程汽車空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一種以GSM 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過(guò)溫度傳感器，將用戶手機(jī)、汽車空調(diào)組合成一個(gè)小型物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，現(xiàn)代汽車中的空調(diào)一般是利用手工進(jìn)行控制的，空調(diào)只有等到司機(jī)進(jìn)入駕駛室才能開(kāi)啟或關(guān)閉，這就使得在炎熱的夏天或寒冷的冬天，剛進(jìn)入車內(nèi)時(shí)由于空調(diào)沒(méi)有開(kāi)啟，人會(huì)感覺(jué)到異常的燥熱或寒冷，因此設(shè)計(jì)和制造出能監(jiān)控車內(nèi)溫度并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的溫度情況來(lái)進(jìn)行提前遠(yuǎn)程控制開(kāi)啟車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備。

【關(guān)鍵字】 GSM 物聯(lián)網(wǎng) SIM900a DS18B20 單片機(jī) 繼電器

引言

隨著無(wú)線通信、電子信息傳感技術(shù)的日益發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、攝像頭等信息傳感設(shè)備，根據(jù)通信協(xié)議，將物聯(lián)網(wǎng)和我們生活中的物品連接起來(lái)，讓他們通過(guò)信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理為目標(biāo)的服務(wù)已成為一種時(shí)尚的潮流。

現(xiàn)在全球各個(gè)國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越重視，而且大多數(shù)國(guó)家為了形成更有利戰(zhàn)略部署已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在軍事發(fā)展上?？上攵鱾€(gè)行業(yè)的發(fā)展中推廣使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是必然趨勢(shì)。

當(dāng)我們經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查后了解到現(xiàn)在大多數(shù)司機(jī)不管夏天還是冬天都是親自進(jìn)到汽車?yán)锊拍軐?duì)汽車空調(diào)進(jìn)行操作，但是因?yàn)闆](méi)有提前打開(kāi)空調(diào)，所以人們?cè)趧傔M(jìn)到汽車內(nèi)會(huì)感覺(jué)到非常的燥熱或寒冷。所以本系統(tǒng)就是從物聯(lián)網(wǎng)方便人們出行的角度出發(fā)，提出一種以GSM 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出的一個(gè)小型物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)。本系統(tǒng)將溫度傳感器采集到的信息以短信的方式發(fā)送到手機(jī)用戶，利用短信發(fā)送控制指令來(lái)控制汽車空調(diào)，人們只需要通過(guò)手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車空調(diào)的控制，通過(guò)該系統(tǒng)可以讓人們享受便利出行的快樂(lè)。

一、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的模塊有STC89C51RC單片機(jī)控制模塊、DS18B20溫度采集模塊、SIM900a短信模塊、繼電路開(kāi)關(guān)控制模塊和電源模塊。

設(shè)計(jì)思路：當(dāng)天氣過(guò)于炎熱或寒冷時(shí)，一些用戶出行時(shí)想要知道自己愛(ài)車內(nèi)的溫度時(shí)，便可以通過(guò)手機(jī)發(fā)送短信指令查詢汽車內(nèi)的溫度的高低，該指令以短信的方式到安裝在車內(nèi)的SIM900a，SIM900a接受到短信后用串口把該指令返回到主控芯片，單片機(jī)將采集到的溫度信息處理后，通過(guò)SIM900a將采集到的溫度傳回到用戶手機(jī)上，如果用戶覺(jué)得車內(nèi)溫度較過(guò)高或太低，還可以發(fā)送調(diào)節(jié)溫度的指令控制車內(nèi)空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)汽節(jié)車內(nèi)的溫度，這樣一來(lái)可以早一步將汽車內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)到最佳。

二、硬件電路的設(shè)計(jì)

由系統(tǒng)組成方框圖所示可知，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括微控制器模塊（STC89C51RC）、DS18B20溫度采集模塊、繼電路開(kāi)關(guān)控制模塊、電源模塊和SIM900a模塊組成。

2.1微控制器模塊

采用的是STC89C51RC 微控制芯片， 該單片機(jī)有功耗低、控制和抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。最高工作時(shí)鐘頻率為80MHz，片內(nèi)含4K Bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，無(wú)需專門(mén)的仿真器和編程器，自帶看門(mén)狗電路，所以本系統(tǒng)的微控制芯片選用的是STC51單片機(jī)。

2.2溫度采集模塊

溫度采集模塊選用 DS18B20 溫度傳感器， 它的體積小、價(jià)格低、抗干擾能力強(qiáng)、精度高（-0.5℃～+0.5℃）并且采用單總線數(shù)據(jù)通信， 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。測(cè)量范圍（-55℃～125℃）也在本系統(tǒng)測(cè)量范圍內(nèi)，所以選用DS18B20來(lái)采集溫度。

2.3繼電器開(kāi)關(guān)模塊

該模塊主要包括光耦TLP521 -4、達(dá)林頓管ULN2803 和繼電器SRD-5VDC-SL-C及三極管， 通過(guò)單片機(jī)輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路傳送到TLP521 -4 光耦芯片之后經(jīng)過(guò)達(dá)林頓管ULN2803的放大后來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器SRD-5VDCSL-C來(lái)控制汽車內(nèi)空調(diào)。

2.4 SIM900a模塊

該模塊用5v供電（直流），并且支持 GSM/GPRS 四個(gè)頻段，包括 850，900，1800，1900MHZ及 GSM07.07，07.05 AT 命令和 Ai Thinker 擴(kuò)展命令。該模塊不僅有短信，數(shù)據(jù)，彩信，上網(wǎng)而且還有 DTMF功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能，在無(wú)人的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)位。

2.5電源模塊

本系統(tǒng)電源模塊采用了LM1117-5和LM1117-3.3將直流供電電壓12V降低到本系統(tǒng)所需要的5 V和3.3 V 的電壓。

三、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在手機(jī)基本上成年人人手一部，用戶只需發(fā)送發(fā)一條簡(jiǎn)單地的溫度查詢指令，指令以短消息的方式發(fā)送給SIM900a，再通過(guò)串口將指令發(fā)送給單片機(jī)，然后單片機(jī)會(huì)把采集到的溫度信息通過(guò)GSM短信息服務(wù)中心發(fā)送給SIM900a再傳回到用戶手機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和實(shí)時(shí)監(jiān)控；同時(shí)根據(jù)自身的情況，用戶可以通過(guò)手機(jī)短信功能遠(yuǎn)程控制汽車空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)汽車內(nèi)溫度的高低，讓人們可以享受非常舒適便利的出行服務(wù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 汽車空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.OFweek電子工程網(wǎng).2011.07