馬銘鍵

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汽車座椅溫控系統(tǒng)研究

馬銘鍵

（北京市一〇一中學(xué)，北京 100091）

針對(duì)汽車座椅溫度控制展開(kāi)研究，該系統(tǒng)由智能手機(jī)、藍(lán)牙模塊、單片機(jī)、溫度傳感器、制冷單元、加熱單元、電源和控制軟件等組成。智能手機(jī)設(shè)定溫度，通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送指令給單片機(jī)，溫度傳感器將檢測(cè)到的座椅溫度傳輸給單片機(jī)。通過(guò)下載到單片機(jī)內(nèi)的控制程序?qū)Σ杉降淖螠囟扰c設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，作出判斷，發(fā)送指令，以使調(diào)控座椅溫度始終處于設(shè)定范圍內(nèi)，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。

汽車座椅；溫度控制；藍(lán)牙傳輸；單片機(jī)

在寒冷的冬季，放置在室外的汽車的座椅溫度較低，冰冷的座椅讓乘坐人員感覺(jué)極不舒服；炎熱的夏天，暴曬的駕駛室內(nèi)悶熱無(wú)比，座椅也會(huì)烘烤人體。另外，汽車坐久了臀部也會(huì)感覺(jué)非常熱，即使打開(kāi)空調(diào)，由于冷氣流通不到人體與座椅的接觸處，下面的熱量還是無(wú)法散去，會(huì)發(fā)熱、出汗，這些都會(huì)影響乘車者的乘車體驗(yàn)。針對(duì)上述情況，制作了一套可通過(guò)智能手機(jī)來(lái)設(shè)定汽車座椅溫度的智能溫控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)構(gòu)建

1.1 硬件選擇

針對(duì)汽車座椅的實(shí)際情況，經(jīng)分析研究，硬件選擇如下：華為Mate 9智能手機(jī)、TELESKYHC-05藍(lán)牙模塊、MC9S12XS128MAL單片機(jī)、DS18B20數(shù)字溫度傳感器、繼電器、半導(dǎo)體制冷片、柔性加熱膜、12 V電源、液晶顯示模塊等。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

利用E4E軟件進(jìn)行智能手機(jī)藍(lán)牙APP編程，并對(duì)其進(jìn)行程序設(shè)定：設(shè)置18～22 ℃、22～26 ℃、26～30 ℃、30～35 ℃四個(gè)溫度區(qū)間。將編寫完成的APP下載到智能手機(jī)中并運(yùn)行。利用Freescale CodeWarrior軟件編寫控制程序，將編寫好的程序通過(guò)BDM線燒制到單片機(jī)中。

1.3 實(shí)物裝配

將MC9S12XS128MAL單片機(jī)、TELESKYHC-05藍(lán)牙模塊、漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊和控制半導(dǎo)體制冷片、柔性加熱膜的兩路繼電器進(jìn)行電路連接，制作成控制盒。分別使用數(shù)據(jù)線和電源線將控制盒、溫度傳感器、半導(dǎo)體制冷片裝置、柔性加熱膜以及12 V電源相連，如圖1所示。將半導(dǎo)體制冷片裝置、柔性加熱膜裝入汽車座椅中，如圖2所示。

2 工作過(guò)程

汽車座椅溫度控制系統(tǒng)工作流程如圖3所示。乘坐人員在上車前或乘車過(guò)程中，在智能手機(jī)藍(lán)牙APP上設(shè)定溫度，傳輸給藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊將信息傳遞給單片機(jī)，另外溫度傳感器也將檢測(cè)到的汽車座椅溫度信息傳遞給單片機(jī)。

1—制冷片裝置；2—柔性加熱膜。

圖2 溫度控制座椅

單片機(jī)將座椅溫度信息和藍(lán)牙模塊接收到的設(shè)定信息進(jìn)行對(duì)比，作出判斷，當(dāng)座椅溫度在設(shè)定的溫度區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)不發(fā)啟動(dòng)指令；當(dāng)座椅溫度在設(shè)定的溫度區(qū)間范圍之上時(shí)，單片機(jī)向繼電器1發(fā)出啟動(dòng)指令，制冷片裝置啟動(dòng)降溫，當(dāng)座椅溫度下降到設(shè)定溫度區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)向繼電器1發(fā)出停止工作指令，制冷片裝置停止工作；當(dāng)座椅溫度在設(shè)定的溫度區(qū)間范圍之下時(shí)，單片機(jī)向繼電器2發(fā)出啟動(dòng)指令，柔性加熱膜啟動(dòng)加熱，當(dāng)座椅溫度上升到設(shè)定溫度區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)向繼電器2發(fā)出停止工作指令，柔性加熱膜停止工作。如此循環(huán)，使汽車座椅始終維持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。當(dāng)乘客下車時(shí)，使用手機(jī)藍(lán)牙APP關(guān)閉溫度控制系統(tǒng)，將控制盒開(kāi)關(guān)扳至“關(guān)”位置，該系統(tǒng)即停止工作。

3 試驗(yàn)

分別進(jìn)行了降溫試驗(yàn)和升溫試驗(yàn)。

3.1 降溫試驗(yàn)

溫度由32 ℃降至22～26 ℃間。將控制盒開(kāi)關(guān)扳至“開(kāi)”位置，在智能手機(jī)藍(lán)牙APP上選擇溫度范圍22～26 ℃，向藍(lán)牙模塊發(fā)送指令，單片機(jī)向繼電器1發(fā)送降溫指令，制冷片裝置啟動(dòng)，數(shù)字溫度傳感器顯示溫度持續(xù)降低，315 s監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度26 ℃，系統(tǒng)停止工作。

圖3 汽車座椅溫度控制系統(tǒng)框圖

3.2 升溫試驗(yàn)

溫度由25.5 ℃升至30～35 ℃間。將控制盒開(kāi)關(guān)扳至“開(kāi)”位置，在智能手機(jī)藍(lán)牙APP上選擇溫度范圍30～35 ℃，向藍(lán)牙模塊發(fā)送指令，單片機(jī)向繼電器2發(fā)送升溫指令，柔性加熱膜啟動(dòng)，數(shù)字溫度傳感器顯示溫度持續(xù)升高，351 s監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度30 ℃，系統(tǒng)停止工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在低溫情況下，對(duì)汽車座椅進(jìn)行加熱，在高溫情況下，對(duì)汽車座椅進(jìn)行降溫?？捎芍悄苁謾C(jī)通過(guò)藍(lán)牙來(lái)進(jìn)行溫度的調(diào)控，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易行，成本低，操作簡(jiǎn)便。試驗(yàn)驗(yàn)證了汽車座椅在一定范圍內(nèi)調(diào)控溫度的可行性。

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TP273

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.143

2095－6835（2018）22－0143－01

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕