馬云卓　張麗麗　王一珺　陳德

摘 要：隨著藍(lán)牙技術(shù)在國(guó)內(nèi)的普及，人們對(duì)汽車(chē)實(shí)時(shí)跟蹤和便利性的要求越來(lái)越高，基于藍(lán)牙技術(shù)的汽車(chē)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯得尤為重要。本文設(shè)計(jì)的基于藍(lán)牙技術(shù)的汽車(chē)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)汽車(chē)的尾氣排放、輪胎壓力和汽車(chē)行駛里程數(shù)，實(shí)時(shí)采集和處理汽車(chē)使用數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線技術(shù)傳輸?shù)绞謾C(jī)終端，使用戶能夠快速了解汽車(chē)的狀態(tài)并采取相應(yīng)的措施。該設(shè)計(jì)具有傳輸距離長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、智能化等優(yōu)點(diǎn)可以在日常生活中廣泛使用，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車(chē)數(shù)據(jù)的快速檢索。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙技術(shù) 數(shù)據(jù)采集 實(shí)時(shí)

1 引言

隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械拇焦ぞ摺?duì)于司機(jī)來(lái)說(shuō)，在駕駛過(guò)程中了解汽車(chē)的動(dòng)態(tài)性能是非常重要的。比如輪胎胎壓以及里程數(shù)數(shù)據(jù)每時(shí)每刻的動(dòng)態(tài)收集。輪胎胎壓?jiǎn)栴}如果處理不好會(huì)使駕駛員出現(xiàn)生命危險(xiǎn)——當(dāng)胎壓過(guò)高時(shí)，輪胎與地面接觸面積過(guò)少會(huì)出現(xiàn)剎車(chē)不靈敏的現(xiàn)象，胎壓過(guò)低時(shí)，在行駛過(guò)程中輪胎更容易變形，所需要恢復(fù)的時(shí)間就更長(zhǎng)，容易形成駐波現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)使輪胎溫度升高，從而導(dǎo)致爆胎。而里程數(shù)的動(dòng)態(tài)收集也是為了使駕駛員在高速行駛中能夠清楚的知道里程數(shù)的數(shù)據(jù)，它的好壞直接影響車(chē)輛的行駛安全，不僅如此，隨著人們對(duì)車(chē)輛的需求，使用數(shù)量逐漸增加，汽車(chē)尾氣排放量過(guò)多會(huì)增加大氣中二氧化碳的濃度。而未充分燃燒的一氧化碳會(huì)使人出現(xiàn)缺氧、暈倒以及患心臟病幾率增加的危險(xiǎn)。綜上所述，設(shè)計(jì)一款便攜式汽車(chē)數(shù)據(jù)采集且使駕駛員隨時(shí)掌握汽車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并報(bào)警的系統(tǒng)是非常必要的。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.1 整體方案設(shè)計(jì)

2.1.1 功能介紹

本項(xiàng)目集汽車(chē)尾氣檢測(cè)系統(tǒng)、車(chē)輛行駛里程檢測(cè)系統(tǒng)、汽車(chē)輪胎胎壓檢測(cè)系統(tǒng)于一體。采用不同的傳感器分別對(duì)汽車(chē)尾氣濃度、汽車(chē)輪胎胎壓和汽車(chē)行駛里程數(shù)采集，再通過(guò)arduino uno開(kāi)發(fā)板的計(jì)算和分析，對(duì)上述各個(gè)傳感器得來(lái)的參數(shù)進(jìn)行加工處理，得出其他間接的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)結(jié)果輸出到顯示屏上，并能通過(guò)藍(lán)牙模塊傳輸?shù)今{駛員的手機(jī)中。這樣駕駛員就能隨時(shí)監(jiān)控到汽車(chē)的各項(xiàng)指標(biāo)，以便于根據(jù)數(shù)據(jù)指標(biāo)來(lái)做出相應(yīng)對(duì)策，從而確保駕駛員及車(chē)身的安全。

2.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目采用兩個(gè)Arduino uno為主控系統(tǒng)，將汽車(chē)尾氣采集系統(tǒng)、車(chē)輛行駛里程數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)、汽車(chē)輪胎胎壓檢測(cè)系統(tǒng)集成為一體，Arduino1將數(shù)據(jù)通過(guò)IIC通信傳輸給Arduino2并在液晶顯示屏上顯示胎壓、里程數(shù)、汽車(chē)尾氣值，再將數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙模塊返回給手機(jī)APP。

2.1.3 硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的主控制模塊采用的是arduino uno開(kāi)發(fā)板。arduino uno開(kāi)發(fā)板的經(jīng)濟(jì)適用，制造成本低，價(jià)格便宜，可以實(shí)現(xiàn)的功能豐富并且開(kāi)發(fā)環(huán)境方便且實(shí)際操作更便捷等優(yōu)點(diǎn)。顯示模塊采用的是LCD1602液晶顯示屏，該液晶顯示屏為雙排字符型顯示屏模塊，可直觀的顯示所需數(shù)據(jù)。它的最佳工作電壓為5v。藍(lán)牙模塊采用的是藍(lán)牙串口通信模塊，該模塊結(jié)合了郵票封裝孔及排針焊接孔，既可以做到貼片封裝，又可以做到焊接排針，方便應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)部。自帶有l(wèi)ed的狀態(tài)指示燈，可以直觀的判斷藍(lán)牙的連接狀態(tài)。煙霧傳感器模塊采用的是MQ-2氣敏傳感器，該傳感器能檢測(cè)以co為主的有害汽車(chē)尾氣。具有價(jià)格便宜、所需驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?；魻栐K可準(zhǔn)確的感受磁場(chǎng)變化，具有方便記錄、所需驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。蜂鳴器的選取可在人們沒(méi)注視到汽車(chē)安全隱患數(shù)據(jù)時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警。保證駕駛員及車(chē)身的安全。

2.1.4 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)利用壓力傳感器檢測(cè)汽車(chē)胎壓欺壓的波動(dòng)，從而達(dá)到胎壓的檢測(cè)，當(dāng)胎壓大于正常值，紅色LED指示燈會(huì)常亮，并且蜂鳴器將報(bào)警。利用煙霧報(bào)警器對(duì)汽車(chē)尾氣檢測(cè)，檢測(cè)汽車(chē)尾氣濃度值的變化，濃度值大于設(shè)定正常值，黃色LED指示燈常亮，并且蜂鳴器報(bào)警。車(chē)輛里程數(shù)檢測(cè)是利用霍爾傳感器和磁鐵檢測(cè)，將磁鐵吸附在汽車(chē)輪胎上，每檢測(cè)到一次便記錄時(shí)間和脈沖數(shù)，根據(jù)輪胎圓周周長(zhǎng)即可求出里程數(shù)。由于此系統(tǒng)集成于一體，因此只需要一塊處理器控制，并將所測(cè)得的數(shù)值在一塊液晶顯示屏上顯示出來(lái)。

2.2 局部方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能有采集汽車(chē)尾氣功能，測(cè)量車(chē)輛行駛里程數(shù)功能，和檢測(cè)汽車(chē)輪胎胎壓的功能。

2.2.1 汽車(chē)尾氣濃度采集的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)可以通過(guò)尾氣檢測(cè)傳感器，將尾氣檢測(cè)傳感器連入arduino uno開(kāi)發(fā)板的模擬串口，將尾氣檢測(cè)傳感器收集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并設(shè)置尾氣的污染程度參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)的劃分，將結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞到液晶屏幕上。并且連接藍(lán)牙模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)上面數(shù)據(jù)的顯示。從而達(dá)到實(shí)時(shí)采集CO濃度動(dòng)態(tài)的采集。

2.2.2 測(cè)量車(chē)輛行駛里程數(shù)的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示測(cè)量的速度，以及累計(jì)顯示總的行駛公里數(shù)。傳感器收集信號(hào)，并將其傳輸給arduino uno開(kāi)發(fā)板，之后再利用微處理器計(jì)算車(chē)的速度和行駛的公里數(shù)，并將收到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中， 最后通過(guò)串口送入液晶顯示模塊，實(shí)時(shí)顯示測(cè)量的速度或里程。

2.2.3 汽車(chē)輪胎胎壓檢測(cè)的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用的是直接輪胎壓力控制的方法，系統(tǒng)在通電時(shí)進(jìn)行初始化，然后啟動(dòng)輪胎壓力控制程序，傳感器通過(guò)對(duì)信號(hào)的采集功能對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，并將其數(shù)據(jù)傳輸?shù)絘rduino uno開(kāi)發(fā)板，微處理器主要負(fù)責(zé)控制外圍設(shè)備和部分計(jì)算的功能。持續(xù)監(jiān)測(cè)輪胎壓力和溫度，如果輪胎壓力或溫度低于設(shè)定的報(bào)警值，則顯示在液晶顯示屏上。如果數(shù)值高于報(bào)警設(shè)定點(diǎn)，報(bào)警指示燈將閃爍，聲音報(bào)警，顯示屏將顯示當(dāng)前的壓力和溫度，提醒駕駛員采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)行業(yè)的迅速發(fā)展，為人們的生活帶來(lái)了極大的便利。人們則對(duì)汽車(chē)行業(yè)也有了更高的要求。對(duì)于司機(jī)來(lái)說(shuō)，了解車(chē)輛的動(dòng)態(tài)特性并知道它們是否安全是非常重要的。毫無(wú)疑問(wèn)，汽車(chē)的安全性受到尾氣排放、速度和輪胎壓力的影響，這對(duì)駕駛安全構(gòu)成了危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)尾氣、計(jì)算車(chē)輛行駛里程數(shù)和檢測(cè)汽車(chē)輪胎胎壓的服務(wù)于一身。且價(jià)格合理，適用于所有汽車(chē)型號(hào)，無(wú)需修改或拆卸車(chē)輛的任何部分就可以安裝。我們將繼續(xù)開(kāi)發(fā)和完善這一設(shè)備，使其成為未來(lái)汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)組成部分。

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