林國(guó)君，楊雪銀，賈遠(yuǎn)鵬，黃俊杰，于文彬

汽車空調(diào)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

林國(guó)君，楊雪銀，賈遠(yuǎn)鵬，黃俊杰，于文彬

（臨沂大學(xué) 機(jī)械與車輛工程學(xué)院，山東 臨沂 276005）

文章設(shè)計(jì)了一種以STM32F103為核心的汽車空調(diào)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用DS18B20實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車內(nèi)的溫度，通過手機(jī)與STM32的無(wú)線通信遠(yuǎn)程控制汽車空調(diào)的啟停，提前對(duì)車內(nèi)溫度進(jìn)行控制，提升人們駕乘的舒適度，具有廣泛的應(yīng)用前景。

STM32；汽車空調(diào)；無(wú)線通信

1 引言

隨著人們生活水平的提高，汽車已普及到千家萬(wàn)戶。中、低檔汽車的空調(diào)一般都是手動(dòng)控制，只有進(jìn)入車內(nèi)后才能開啟空調(diào)。但在炎熱的夏天或寒冷的冬天，車內(nèi)會(huì)異常的熾熱或寒冷。尤其在夏天，高溫曝曬的汽車，車內(nèi)溫度可達(dá)70℃?；诖?，設(shè)計(jì)了一款低成本的、可遠(yuǎn)程控制汽車空調(diào)的裝置，可提前幾分鐘開啟空調(diào)，調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，提高人們駕乘的舒適度[1,2]。

2 硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由兩部分組成：一是以微處理器為核心的溫度檢測(cè)與控制模塊；二是微處理器與手機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸模塊。本設(shè)計(jì)選用32位嵌入式單片機(jī)STM32F103作為控制核心。該單片機(jī)具有足夠的存儲(chǔ)器及眾多的I/O口，以滿足不同的需求，同時(shí)，為以后產(chǎn)品的升級(jí)提供了方便。選用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20實(shí)時(shí)檢測(cè)車內(nèi)溫度。采用TC35模塊，運(yùn)用GSM通信網(wǎng)絡(luò)完成微處理器與手機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。汽車空調(diào)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2.1 溫度檢測(cè)與控制

DS18B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一款數(shù)字式溫度傳感器，可直接將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，只有一個(gè)數(shù)字輸出端，應(yīng)用方便。其測(cè)溫范圍為-55℃至+125℃，測(cè)溫精度為±0.5℃，完全滿足本系統(tǒng)的需求。DS18B20有兩種供電方式，即外部電源供電和內(nèi)部寄生電源供電。為了提高系統(tǒng)可靠性，本設(shè)計(jì)采用外部電源供電。

汽車空調(diào)的控制由繼電器開關(guān)控制電路實(shí)現(xiàn)。繼電器開關(guān)控制電路由光耦、驅(qū)動(dòng)放大器和繼電器組成。具體工作過程為：STM32輸出的信號(hào)經(jīng)光耦TLP521隔離，通過ULN2003達(dá)林頓管放大后驅(qū)動(dòng)SRD-12VDC繼電器，以接通空調(diào)電源開關(guān)。最后，根據(jù)檢測(cè)到的車內(nèi)溫度打開加熱或制冷開關(guān)。

溫度檢測(cè)和空調(diào)控制電路如圖2所示。

圖2 溫度檢測(cè)和空調(diào)控制電路

2.2 TC35模塊

TC35模塊是西門子公司推出的一款雙頻900/1800MHz的高集成度GSM模塊。數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短信息和傳真。有多種傳輸速率可供選擇，可工作于空閑模式或省電模式以降低功耗。同時(shí)，TC35支持232/TTL電平的串口連接，可通過USB-232模塊或USB-TTL模塊連接電腦，以方便系統(tǒng)調(diào)試[3-5]。

手機(jī)通過發(fā)送短信息對(duì)汽車空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，控制指令使用“密碼+指令”的格式發(fā)送。STM32接收到短信息后，對(duì)信息進(jìn)行判別、處理。若密碼正確，則完成相應(yīng)的控制功能。

手機(jī)發(fā)送“開啟空調(diào)”后，STM32發(fā)出控制信號(hào)通過繼電器接通空調(diào)電源，使空調(diào)工作；發(fā)送“關(guān)閉空調(diào)”，STM32發(fā)出控制信號(hào)切斷空調(diào)電源。同時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)定時(shí)向手機(jī)發(fā)送車內(nèi)實(shí)時(shí)溫度和空調(diào)的工作狀態(tài)，以便實(shí)時(shí)了解車內(nèi)狀況。

TC35模塊電路原理圖如圖3所示。

圖3 TC35模塊電路

3 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件在KeiluVision5開發(fā)環(huán)境下編譯。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，主要包括主程序、溫度測(cè)控子程序、LCD顯示子程序、無(wú)線傳輸子程序等幾部分。系統(tǒng)的工作過程為：系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)行初始化，實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前車內(nèi)溫度并等待中斷，根據(jù)接收到的短信息完成相應(yīng)的控制功能。主程序流程圖如圖4所示。

圖4 主程序流程圖

4 總結(jié)

本系統(tǒng)以STM32F103為核心，由DS18B20實(shí)時(shí)檢測(cè)車內(nèi)溫度，通過無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)了手機(jī)對(duì)于車內(nèi)溫度的檢測(cè)與控制。經(jīng)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，溫度控制精確，極大地提高了人們乘車的舒適度，且系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，應(yīng)用方便，成本低，升級(jí)方便。

[1] 吳柳燕,李健民.汽車空調(diào)智能控制方法與應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù),2012(9):100-102.

[2] 楊璐,裴順.汽車空調(diào)智能溫度控制系統(tǒng)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2018,26 (22):133-136.

[3] 楊揚(yáng).基于TC35i的智能傳輸系統(tǒng)[J].電子測(cè)試,2016(16):8-9.

[4] 劉亞利,吳芳.基于GSM的汽車空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2011(1):101-104.

[5] 龔躍玲.基于STM32的USB OTG數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)[J].硬件縱橫, 2011,20(10):32-37.

Design of Automobile Air Conditioning Remote Intelligent Control System

Lin Guojun, Yang Xueyin, Jia Yuanpeng, Huang Junjie, Yu Wenbin

( School of Mechanical and Vehicle engineering, Linyi University, Shandong Linyi 276005 )

This paper designed a remote intelligent control system of automobile air conditioning based on STM32 microprocessor. This system use DS18B20 to detect the temperature in the car, and controls the start and stop of the air conditioner through the wireless communication between the mobile phone and STM32, so as to control the temperature in the car in advance and improve the comfort level of people, which has a wide application prospect.

STM32; Automobile Air Conditioning; Wireless Communication

U462.1

A

1671-7988(2019)24-122-02

U462.1

A

1671-7988(2018)09-122-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.039

林國(guó)君（1998-），男，在校學(xué)生，就讀于臨沂大學(xué)機(jī)械與車輛工程學(xué)院車輛工程專業(yè)?，F(xiàn)為國(guó)家級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目“汽車遠(yuǎn)程智能溫度控制裝置的設(shè)計(jì)”的負(fù)責(zé)人，成員有賈遠(yuǎn)鵬，黃俊杰、于文彬。