1、1基于单片机的汽车内环境自动调控系统初探【摘 要】目前，随着经济的发展，我国汽车的消费量与日俱增，随着生活水平的提高，人们对汽车的要求也越来越高。而汽车内环境作为汽车的一个重要组成部分，也成为该汽车有无竞争力的重要体现。本文以车内舒适度和空气品质为设计标准，以 AT89C51 单片机为核心，简介了汽车内环境自动调控系统的总体设计思想和方法。 【关键词】单片机；汽车内环境自动调控系统 一、本文的背景和意义 近几年，随着国内生活水平的提高，汽车渐渐成为人们日常出行的主要交通工具之一。在汽车给我们生活带来便捷的同时，它也造成了很多问题。汽车内环境的好坏，直接影响着驾驶及乘坐人员行车的舒适和健康。车内
2、环境有很多参数，其中温湿度作为汽车传统的车内环境要素，一直受到很多的关注，但目前国内对汽车温湿度的控制大部分仍为手动控制，且没有一个合理的调控标准。人为调控往往具有滞后性，同时也会产生安全隐患，调控的效果也不会很理想。而空气品质，在过去的很长一段时间内一直被人所忽视，实际上已经对使用者产生了很大的伤害。中国科协工程学会环境专业委员会检测报告指出：中国国内有超过 9 成的车内空气质量超标，汽车车内空气污染问题非常令人担忧。因车内空气的有害物质引起的白血病等案例数以千计。因为来势汹汹的 PM2.5 风波以及国家于 2011 年 3 月 1 日出台的乘用车内空气质量评价指南等2的推动，车内空气质量更
3、是受到空前关注。 二、系统的设计思想 车内环境好坏以往并无一个明确的标准，人们对其也只是一个模糊的概念，并无准确的定义。本文认为，车内环境的好坏主要以车内的舒适度好坏和车内的空气品质的好坏来决定。关于车内的舒适度好坏，通过对舒适度定义的分析，这里我们主要以车内的温度和湿度结合一起综合评价。而关于车内的空气品质，我们根据 2011 年出台的乘用车内空气质量评价指南来评价，发现车内的污染主要有醛类，苯类等气体物质，还有就是空气中的粉尘污染。 1.总体设计思想。该系统应用传感技术、通信技术、计算机技术，共同购建一个监测车内环境且控制车内空调、加湿机、空气净化装置的系统，在给定预置温湿度、空气品质范围
4、后，自动控制不同系统单元的工作，并在超出范围的情况下产生报警提示。其系统工作流程的框图如图 1 所示。 2.车内舒适度定义和设计思想。舒适度指数（DI）是描述气温和湿度对人体的综合影响指标之一，它表征人体在某种温、湿度条件下对该空气环境感觉舒适的程度。舒适度的计算公式如式（1）所示，舒适度参数如表 1 所示。 图 1 系统工作流程图 DI=T-（0.55-0.55f） （T-58） ， （1） 表 1 舒适度参数表 这里我们考虑采用单片机系统对温湿度进行自动控制，实时的对车3内温湿度进行检测，在对其控制方面我们引入舒适度这一概念，将舒适度作为温湿度调控的准则，通过调整温湿度，以上表的结论作为标
5、准，使车内舒适度在我们期望的结果之内，减少了人为调控的时间，且用这一准则更加科学合理。 3.车内空气品质定义和设计思想。车内的空气品质主要由车内的气体含量和悬浮颗粒物的含量来决定。根据 2011 年出台的乘用车内空气质量评价指南 ，车内的主要污染物有甲醛、苯、TVOC 等。本文以甲醛和PM2.5 值为例，我们通过传感器检测车内甲醛和 PM2.5 含量，与设定的阈值比较，当数值超出阈值时，单片机控制扬声器报警，并控制空气净化器工作。 三、系统的总体设计 针对目前国内汽车室内空气质量差、环境控制系统严重滞后的现状，本文针对汽车内环境质量，为增加车内人的舒适度，减少人为因素对车内环境的调节，采用单片
6、机为核心来设计汽车室内环境自动控制系统。通过软硬件相结合，最终达到单片机运行程序来自动控制汽车室内温湿度及空气清洁度的目的。本文设计主要是设计一个车内环境的调控系统对车内环境进行控制，该设备可以进行独立的工作，并在液晶屏上实时显示温湿度的测量值，同时实时的对车内的甲醛和悬浮颗粒物进行监控。当温湿度的测量值超过阙值范围时，通过单片机控制空调和加湿机工作对车内温湿度进行控制，而当 PM2.5 和甲醛含量超标时，系统语音进行报警，并同时通过单片机控制空气净化器对车内的空气品质进行控制。车内环境调控系统主要实现下述一些功能：对车内的温湿度、PM2.5、甲4醛含量等信号数据进行实时采集，对信号进行 AD
7、 转换、滤波放大等处理，将其传输入单片机，通过单片机程序对其引脚进行控制，控制外围器件的工作情况。这里，我们主要有三个目的，一是显示实时的车内温湿度状况，二是实时监测车内空气品质并报警，三是对车内的工作单元进行控制，这里我们主要控制的是空调、加湿机和空气净化器。该系统能智能的处理得到的数据和外围电路，将车内环境控制在一个舒适和健康的范围，而且人也可以从报警和显示中得到信息。这就需要一个稳定，系统结构且高效的单片机，通过对功能的设想我们这里采用目前应用非常广泛的单片机 AT89C51 作为设计的核心。下面图 2 为系统的总体组成框架图： 图 2 系统的总体组成框架图 四、结语 本文主要通过对汽车内环境现状的调查研究，将舒适度和空气品质这一概念加入汽车内环境控制中，基于单片机为核心，初步设计了车内环境自动调控系统的工作原理，给出了设计的思想和总体的设计方案。 参 考 文 献 1陈冬冬.客车车内空气环境自动调节控制系统的研制D.大连：大连理工大学.2005
