公交車溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的公交車溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著城市空氣污染現(xiàn)象加重，霧霾天氣頻繁出現(xiàn)，公交車作為環(huán)保出行的公共交通工具，被廣泛使用，而且為了提高乘車舒適性，城市空調(diào)公交車普及率不斷提高。空調(diào)公交車車內(nèi)的冷熱舒適性不僅直接影響乘客的乘車感受，而且影響乘客的身體健康。有關(guān)規(guī)定指出，每年的６月１日至９月３０日和１２月１日至次年３月１日期間，以及在此期間外車廂內(nèi)溫度高于２８℃或者低于１２℃時(shí)，公交車空調(diào)設(shè)施開啟，以保持一個(gè)溫度舒適的乘車環(huán)境。但在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)公交車車廂內(nèi)夏季溫度過低，而冬季溫度過高，車廂內(nèi)外溫差過大，造成乘客乘車的不舒適感，使本來是為了提高乘客的舒適性而增加的制冷制熱系統(tǒng)，則成了很多人拒絕乘坐公交車的緣由。

目前新能源公交車———?dú)怆娀旌闲凸黄囋诔鞘薪煌ㄉ洗罅渴褂?，它?jié)氣率高，更加環(huán)保，同時(shí)克服了純電動(dòng)公交單次充電續(xù)航里程短的問題。但是此車制冷制熱系統(tǒng)并沒有相應(yīng)地得到升級(jí)，還不能較好地滿足乘客對(duì)溫度舒適度的要求。有學(xué)者曾對(duì)純電動(dòng)公交車內(nèi)送風(fēng)系統(tǒng)的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行過分析，但針對(duì)目前廣泛使用的天然氣公交車或氣電混合型公交車溫度控制系統(tǒng)的研究還很不足。

本文針對(duì)上述情況，進(jìn)行基于單片機(jī)的公交車溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以便從功能上更大程度地滿足乘客對(duì)空調(diào)公交車溫度舒適性的要求。

一、公交車溫控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

１．１系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)

車內(nèi)溫度會(huì)隨著室外溫度、車內(nèi)乘客數(shù)量的變化而變化，單一給定的溫度控制系統(tǒng)不能很好地保障乘客乘車的舒適度。本設(shè)計(jì)是以ＳＴＣ８９Ｃ５２單片機(jī)作為系統(tǒng)核心，應(yīng)用溫度傳感器ＤＳ１８Ｂ２０測(cè)量公交車內(nèi)的溫度，選擇ＬＣＤ１６０２型液晶顯示器進(jìn)行溫度顯示。在車廂內(nèi)部設(shè)置多個(gè)按鍵，乘客通過按鍵的方式提出升溫或降溫需求。當(dāng)乘客按下鍵盤后，單片機(jī)啟動(dòng)計(jì)數(shù)功能對(duì)３ｍｉｎ內(nèi)的升溫、降溫需求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)判斷溫度調(diào)整的度數(shù)，從而滿足乘客的需求。系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)框圖如圖１所示。

１．２系統(tǒng)的原理圖

用５組按鍵開關(guān)模擬車廂溫度控制器，每組中２個(gè)按鍵分別代表升溫和降溫。一旦有按鍵被按下，單片機(jī)每隔３ｍｉｎ對(duì)按鍵情況進(jìn)行一次數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，系統(tǒng)執(zhí)行升溫或降溫控制程序。考慮到車廂內(nèi)乘客流動(dòng)性大，且溫度調(diào)節(jié)過程的滯后性，每次調(diào)節(jié)的度量選擇為２℃，且在１ｈ內(nèi)溫度改變量不超過６℃。當(dāng)升溫按鍵按下次數(shù)大于降溫按鍵按下次數(shù)時(shí)，單片機(jī)３．４引腳輸出高電平，Ｑ１三極管導(dǎo)通，ＲＬ１繼電器接通，連接車內(nèi)制熱功能的輸入端，系統(tǒng)開始加熱升溫。本設(shè)計(jì)用加熱片模擬車內(nèi)加熱功能，加熱片接通５Ｖ電源開始加熱。當(dāng)升溫按鍵次數(shù)小于降溫按鍵次數(shù)時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行降溫控制程序，單片機(jī)３．５引腳輸出高電平，Ｑ２三極管導(dǎo)通，ＲＬ２繼電器接通。本設(shè)計(jì)用小風(fēng)扇模擬車廂內(nèi)制冷功能，此時(shí)風(fēng)扇接通５Ｖ電源開始制冷。

二、公交車溫控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

２．１主程序流程

其運(yùn)行流程是：打開開關(guān)通電后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，延時(shí)處理后溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，并將采集的溫度值傳輸給液晶顯示屏顯示當(dāng)前溫度，系統(tǒng)判斷按鍵模塊是否有按鍵按下，無按鍵操作則傳感器繼續(xù)工作；如果有按鍵操作，則單片機(jī)以３ｍｉｎ為采樣周期采集按鍵按下的次數(shù)，然后計(jì)算是否需要改變溫度，并判斷溫度調(diào)節(jié)的度數(shù)，從而控制繼電器工作實(shí)現(xiàn)升降溫功能。

２．２溫度采集

本設(shè)計(jì)采用ＤＳ１８Ｂ２０型溫度傳感器來檢測(cè)車內(nèi)溫度，它具有耗電低、體積小、不易被干擾、容易與微處理器相匹配等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以把不同溫度轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。放置傳感器的位置會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，本設(shè)計(jì)僅用１個(gè)傳感器模擬采集車內(nèi)溫度，但在實(shí)際中可以在車廂多個(gè)位置放置，以便更全面地反映車內(nèi)溫度情況。ＤＳ１８Ｂ２０對(duì)外界溫度進(jìn)行采集并將采集到的信號(hào)通過數(shù)字信號(hào)的方式經(jīng)Ｐ３．７口傳給單片機(jī)。

２．３液晶顯示模塊

本設(shè)計(jì)選擇ＬＣＤ１６０２作為顯示模塊。它具有１６×２個(gè)字符的顯示容量，不僅可以顯示當(dāng)前溫度，還可以顯示開關(guān)控制量的參數(shù)和繼電器的工作狀態(tài)。ＬＣＤ１６０２工作電壓為４．５Ｖ至５．５Ｖ，當(dāng)電壓達(dá)不到額定工作電壓時(shí)，顯示器則不能工作。ＬＣＤ１６０２在工作電壓５Ｖ時(shí)的電流為２ｍＡ，為了達(dá)到顯示器額定電壓，本設(shè)計(jì)增加了交流直接變壓器將２２０Ｖ電壓變?yōu)椋担?，以保證顯示模塊的正常工作。

三、公交車溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

溫度采集并顯示。通過溫度傳感器ＤＳ１８Ｂ２０和液晶顯示器ＬＣＤ１６０２將公交車內(nèi)的溫度顯示出來。

溫度控制按鍵信息采集。單片機(jī)每隔３ｍｉｎ判斷一次是否有按鍵按下，如果沒有按鍵按下，則繼續(xù)進(jìn)行采集測(cè)溫；如果有按鍵按下，則判斷是升溫處理還是降溫處理。

溫度調(diào)節(jié)。設(shè)定一次溫度的改變值為２℃，當(dāng)單片機(jī)判斷出需要升／降溫時(shí)，開啟繼電器使其工作，完成升溫或降溫的操作，直到溫度達(dá)到改變量的要求。

溫度保持相對(duì)恒定。溫度調(diào)節(jié)完成后，再進(jìn)行下一次采集控制，且限定條件為１ｈ內(nèi)溫度的改變量不超過６℃。為了避免連續(xù)調(diào)溫或有人惡意改變溫度，系統(tǒng)的夏季空調(diào)設(shè)置溫度不低于１６℃，冬季空調(diào)設(shè)置溫度不高于３０℃。

總結(jié)

基于單片機(jī)的公交車溫控系統(tǒng)，旨在改善空調(diào)公交車內(nèi)乘客的溫感舒適度而又不增加公交車司機(jī)的工作量。通過在車內(nèi)前、中、后部位安裝溫度控制按鍵鍵盤，讓乘客自己決定車廂內(nèi)的溫度。

經(jīng)過多次軟件和硬件的調(diào)試后，通過模擬實(shí)驗(yàn)可知，所設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的公交車溫控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的檢測(cè)采集和顯示，經(jīng)過單片機(jī)處理按鍵數(shù)據(jù)后，能夠自動(dòng)完成升溫和降溫功能。因此，此溫控系統(tǒng)可以在空調(diào)公交車中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

另外，在實(shí)際中公交車進(jìn)站、出站時(shí)車門打開乘客上下車，車內(nèi)溫度變化會(huì)比較明顯，此時(shí)的溫度測(cè)量和按鍵統(tǒng)計(jì)會(huì)造成溫度調(diào)節(jié)的不準(zhǔn)確性，因此，此弊端在今后的設(shè)計(jì)中仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機(jī)的公交車溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語(yǔ)音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。