閆偉++張紅娜

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.088

摘 要：GSM作為一種成熟、可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，有著抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào)覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。文章提出了一種基于GSM技術(shù)，對(duì)車(chē)載空氣凈化器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的智能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，以單片機(jī)為控制核心，結(jié)合傳感器技術(shù)，利用GSM進(jìn)行通信，可實(shí)現(xiàn)車(chē)載空氣凈化器的遠(yuǎn)程智能控制。

關(guān)鍵詞：GSM 短消息 單片機(jī) 遠(yuǎn)程監(jiān)控 空氣凈化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（a）-0088-02

Abstract： As a mature and reliable wireless network transmission technology， GSM has many advantages， such as strong anti-interference ability， wide signal coverage and so on. It has been widely used in many fields. A kind of intelligent monitoring system based on GSM technology is put forward to carry on the remote control of the vehicle air purifier. The system uses the modular design， the single chip microcomputer as the control core， combined with the sensor technology， use GSM for communication， can realize remote intelligent control of vehicle air purifier.

Key Words： GSM； SMS； Single chip computer； Long-distance control； Air purification

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)發(fā)展，人們購(gòu)車(chē)的剛性需求旺盛，汽車(chē)的保有量增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。在滿(mǎn)足人們代步出行的同時(shí)，隨之而來(lái)的汽車(chē)內(nèi)空氣污染問(wèn)題也得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。本文提出的基于GSM技術(shù)的遠(yuǎn)程控制車(chē)載空氣凈化系統(tǒng)，以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)GSM傳輸指令，可遠(yuǎn)程對(duì)車(chē)載空氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行控制，在汽車(chē)開(kāi)啟之前對(duì)車(chē)內(nèi)空氣進(jìn)行預(yù)過(guò)濾、凈化，也可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量、溫濕度等物理量。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

車(chē)載空氣凈化器智能控制系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，由電源模塊、短消息收發(fā)模塊、空氣質(zhì)量采集模塊、空氣凈化模塊、鍵盤(pán)輸入模塊和數(shù)據(jù)輸出顯示模塊構(gòu)成。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，以AT89S52單片機(jī)為控制核心，由空氣質(zhì)量采集傳感器電路、電源電路、短消息收發(fā)電路、鍵盤(pán)電路和顯示電路組成。

2.1 電源電路

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種供電方式，一種是使用鋰電池組供電，另一種是采用車(chē)載12V電源供電，兩種供電方式可以無(wú)縫切換，能夠使系統(tǒng)在汽車(chē)熄火后繼續(xù)工作，完成遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要。本文設(shè)計(jì)了一種電源無(wú)縫切換電路，如圖2所示。

當(dāng)車(chē)載12V電源斷開(kāi)時(shí)，MOS管IRF9530N導(dǎo)通，由鋰電池組VBATTERY為系統(tǒng)供電；當(dāng)車(chē)載12V電源接入時(shí)，MOS管IRF9530N關(guān)斷，鋰電池組VBATTERY和車(chē)載電源之間斷開(kāi)，由車(chē)載12V電源為系統(tǒng)供電。

2.2 空氣質(zhì)量采集電路

空氣質(zhì)量采集電路主要由傳感器和外圍電路構(gòu)成，可采集的空氣質(zhì)量指數(shù)有PM2.5、揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOC）、溫濕度等。系統(tǒng)使用MS1100-P211傳感器來(lái)檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)污染物。MS1100-P211有良好的穩(wěn)定性和高靈敏度，其應(yīng)用電路如圖3所示。

2.3 短消息收發(fā)電路

短消息收發(fā)電路模塊的主芯片采用的是西門(mén)子公司生產(chǎn)的TC35系列中的TC35i芯片。TC35i芯片組工作在EGSM900和EGSM1800兩個(gè)頻段，通過(guò)天線連接電路和接口連接電路分別接至天線和SIM卡讀卡器。TC35i的數(shù)據(jù)接口通過(guò)AT指令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，可同時(shí)支持TEXT格式和PDU格式的短信息。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 主程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主程序主要完成初始化軟硬件，通過(guò)GSM模塊與手機(jī)終端實(shí)時(shí)通信和控制下位機(jī)采集并顯示車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量等功能。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖4。

3.2 數(shù)據(jù)采集算法

在許多數(shù)據(jù)采集場(chǎng)合里，都需要進(jìn)行濾波處理以過(guò)濾掉噪聲等干擾。通常有中值濾波、均值濾波、限幅濾波等濾波算法。傳統(tǒng)的均值濾波算法是對(duì)采樣周期內(nèi)的采樣值進(jìn)行循環(huán)累加，然后求平均，其優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)平滑度較高，靈敏度隨采樣點(diǎn)數(shù)變化較大，缺點(diǎn)是無(wú)法有效消除幅值較大的脈沖干擾。本文設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的均值濾波算法，有效地克服了傳統(tǒng)均值濾波算法無(wú)法消除幅值較大的脈沖干擾的缺點(diǎn)。其算法思路為：對(duì)連續(xù)采樣的N個(gè)值進(jìn)行冒泡排序，去掉最大值和最小值，然后累加求平均。

4 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)的軟硬件均采用模塊化設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)硬件具有良好的可擴(kuò)展性；系統(tǒng)的軟件具有良好的可移植性。用戶(hù)通過(guò)手機(jī)終端可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量；通過(guò)擴(kuò)展也可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)內(nèi)溫度、濕度等物理量。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、人機(jī)交互友好，通過(guò)GSM短消息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車(chē)載空氣凈化器啟動(dòng)、停止的遠(yuǎn)程智能控制。

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