一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，屬于汽車環(huán)境安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。該監(jiān)測(cè)裝置包括微控制器模塊、車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊、智能報(bào)警模塊、供電模塊以及蓄電池。供電模塊與蓄電池連接，供電模塊與汽車的發(fā)電系統(tǒng)連接并為所述蓄電池充電；蓄電池與車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊連接，車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊與微控制器模塊連接，微控制器模塊與通信模塊連接，通信模塊與用戶手機(jī)連接，微控制器模塊與智能報(bào)警模塊連接。本發(fā)明專利技術(shù)提高了預(yù)警信息的合理性與準(zhǔn)確性；車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊對(duì)于汽車內(nèi)部有限的可利用空間來(lái)說(shuō)，是極其有利的，節(jié)省空間。

A vehicle pollution gas monitoring device based on GSM communication technology

The invention discloses a vehicle pollution gas monitoring device based on GSM communication technology, which belongs to the field of automobile environment safety monitoring. The monitoring device comprises a microcontroller module, an internal gas environment measurement module, an intelligent alarm module, a power supply module and a storage battery. The power supply module is connected with the battery power system, power supply module and auto connection and charging for the battery module; the measurement of gas environment inside the car battery and the connection module, the measurement of gas environment inside the car is connected with the micro controller module, microcontroller module connected with the communication module, communication module and the user mobile phone connection, micro controller module and intelligent alarm. Connecting module. The invention improves the rationality and the accuracy of the early warning information; the gas environment measuring module in the vehicle is extremely beneficial for the limited available space inside the automobile, and saves space.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置
本專利技術(shù)屬于汽車環(huán)境安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體而言涉及一種能夠定時(shí)自動(dòng)檢測(cè)車內(nèi)各種污染氣體濃度并在超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)向用戶手機(jī)發(fā)送濃度示警消息且支持用戶實(shí)時(shí)查詢的裝置。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車產(chǎn)銷量越來(lái)越高而且增速不減。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2015年末全國(guó)民用汽車保有量達(dá)到17228萬(wàn)輛，比上年末增長(zhǎng)11.5％，其中私人汽車保有量14399萬(wàn)輛，增長(zhǎng)14.4％。民用轎車保有量9508萬(wàn)輛，增長(zhǎng)14.6％，其中私人轎車8793萬(wàn)輛，增長(zhǎng)15.8％。隨著汽車數(shù)量越來(lái)越多，使用范圍越來(lái)越廣，對(duì)世界環(huán)境的負(fù)面效應(yīng)也越來(lái)越大，尤其是危害城市環(huán)境，引發(fā)人類呼吸系統(tǒng)疾病，由以上數(shù)據(jù)也從側(cè)面反映出更多的人將在車內(nèi)度過(guò)更長(zhǎng)的時(shí)間。空氣品質(zhì)關(guān)注的重點(diǎn)范圍也逐漸由室內(nèi)環(huán)境轉(zhuǎn)移至車內(nèi)微環(huán)境。車內(nèi)污染危害人體健康的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮，所謂的“駕車綜合癥”也為人熟知。早在2007年，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局就頒布了《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》，但是該檢測(cè)方法目前只針對(duì)于靜態(tài)檢測(cè)，并不能滿足現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。所以，對(duì)于車內(nèi)空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)的呼聲越來(lái)越高。車內(nèi)空氣的污染源主要來(lái)自于以下三個(gè)方面：一是車內(nèi)裝飾材料中含有的有毒氣體，主要指苯、甲醛、二甲苯等。由于車輛投入市場(chǎng)的速度很快，導(dǎo)致很多的配件中的有害氣體沒(méi)有得到充分的釋放，這就導(dǎo)致了車內(nèi)的空氣污染。二是汽車發(fā)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的汽車尾氣進(jìn)入到車內(nèi)，比如一氧化碳、氮氧化物、汽油揮發(fā)成分、粉塵等。而且發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，溫度上升，其產(chǎn)生的熱量會(huì)加速有害氣體的揮發(fā)。三是駕駛員與乘員的不良習(xí)慣，如在車內(nèi)抽煙，由于車內(nèi)空間較小，如果不及時(shí)清理車內(nèi)環(huán)境，車內(nèi)的細(xì)菌以及煙堿等有害物質(zhì)會(huì)急劇增加。目前，國(guó)外都在采取多種措施來(lái)防治車內(nèi)空氣污染，首先是制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，汽車制造商生產(chǎn)出品的汽車只要被檢測(cè)超出污染標(biāo)準(zhǔn)值就會(huì)受到重罰，這就從根源上解決了問(wèn)題；另外通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)清除污染氣體，比如日本豐田公司推出的“除菌離子發(fā)生器”運(yùn)用產(chǎn)生的正離子和負(fù)離子在空氣中進(jìn)行正負(fù)電荷中和的瞬間釋放能量從而導(dǎo)致周圍細(xì)菌結(jié)構(gòu)的改變和能量轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡，實(shí)現(xiàn)殺菌的作用。與之相比，我國(guó)在車內(nèi)污染氣體方面研究較為緩慢，目前我國(guó)直接有關(guān)車內(nèi)空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是GB/T17729-1999《長(zhǎng)途客車內(nèi)空氣質(zhì)量要求》和HJ/T400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》。針對(duì)上述空氣污染的檢測(cè)并不完善，有的檢測(cè)系統(tǒng)只能檢測(cè)常見(jiàn)且單一的污染物。而且很多的檢測(cè)系統(tǒng)采用的平臺(tái)也不盡相同：采用比較低廉簡(jiǎn)易的單片機(jī)平臺(tái)，雖然價(jià)格比較便宜，但是處理速度達(dá)不到要求，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在復(fù)雜的車內(nèi)環(huán)境變化；而采用昂貴的工控機(jī)為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，相比之下軟硬件容易擴(kuò)充，但是體積龐大，也不適用于車內(nèi)狹小環(huán)境。由此需要一種處理速度能夠達(dá)到要求，同時(shí)適合車內(nèi)微環(huán)境的一種氣體監(jiān)測(cè)裝置，并且可以實(shí)現(xiàn)與用戶手機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，從而達(dá)到整套裝置對(duì)車內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警的目的。全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM是當(dāng)前我國(guó)覆蓋范圍最廣的移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。短消息服務(wù)SMS(ShortMessageService)作為一項(xiàng)基于GSM網(wǎng)絡(luò)的增值服務(wù)，價(jià)格低廉，服務(wù)穩(wěn)定，除了手機(jī)之間的短消息通信外，SMS還被廣泛用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等領(lǐng)域。考慮到車輛所處地域環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)狀況，基本都處在GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋之下，所以采取通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短消息的方式進(jìn)行反饋，可以滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
：本專利技術(shù)目的在于提供一種安全性高并且可以定時(shí)自動(dòng)檢測(cè)車內(nèi)各種污染氣體濃度并在超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)向用戶發(fā)送濃度示警消息且支持用戶實(shí)時(shí)查詢的裝置。一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，該監(jiān)測(cè)裝置包括微控制器模塊、車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊、智能報(bào)警模塊、供電模塊以及蓄電池。其中：供電模塊與蓄電池連接，供電模塊與汽車的發(fā)電系統(tǒng)連接并為所述蓄電池充電；蓄電池與車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊連接，車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊與微控制器模塊連接，微控制器模塊與通信模塊連接，通信模塊與用戶手機(jī)連接，微控制器模塊與智能報(bào)警模塊連接。所述蓄電池作為備用電源在汽車的電控系統(tǒng)關(guān)閉后為所述控制器模塊提供電源；所述車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊即為各類氣體傳感器，氣體傳感器選用的7NE系列智能傳感器能感知多種氣體濃度變化，而且具有電壓和串口數(shù)據(jù)同時(shí)輸出的特點(diǎn)，更加利于開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)減少采集多種氣體而使用的傳感器數(shù)量，節(jié)省車內(nèi)空間。所述微控制器模塊包括所采用的STM32微處理器以及所連接的存儲(chǔ)器，由于車內(nèi)空氣污染物檢測(cè)裝置采集的數(shù)據(jù)眾多，采集系統(tǒng)選用高容量的CF卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而STM32微處理器本身帶有CF卡存儲(chǔ)器擴(kuò)展口，能夠及時(shí)存儲(chǔ)收集到的氣體數(shù)據(jù)以及預(yù)存各種氣體的標(biāo)準(zhǔn)值。所述智能報(bào)警模塊包括無(wú)線通訊模塊及聲光報(bào)警模塊，智能報(bào)警模塊使用SIM900A模塊，以實(shí)現(xiàn)微控制器與用戶手機(jī)之間的通信。微控制器模塊將所述車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊得到的參數(shù)與所述存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且基于比較結(jié)果控制所述無(wú)線通訊模塊工作，將車內(nèi)信息及時(shí)反饋給汽車車主，同時(shí)啟動(dòng)車內(nèi)聲光報(bào)警裝置提醒車主。整套裝置在正常工作中，微控制器模塊將從車內(nèi)環(huán)境測(cè)量模塊接收到的狀態(tài)信息編制成短消息，并控制無(wú)線通訊模塊連接GSM網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送該短信。同時(shí)，通過(guò)無(wú)線通訊模塊正確接收汽車車主發(fā)來(lái)的查詢短信，并給出正確應(yīng)答，另外當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)會(huì)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，將警情反饋給車主，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)氣體狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。為達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案為一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，該裝置的實(shí)施包括以下步驟：a.車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊采集車內(nèi)污染氣體濃度信息，然后利用串口與控制器進(jìn)行通信，串口通信協(xié)議采用MODBUS通訊協(xié)議，將氣體濃度、氣體名稱、所用單位信息整合到一條數(shù)據(jù)幀并發(fā)送給微控制器模塊進(jìn)行處理；b.微控制器模塊按照通信協(xié)議對(duì)接收到的指令進(jìn)行有效值的提取與計(jì)算，當(dāng)濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)會(huì)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，另外會(huì)將這些信息編制成短消息，通過(guò)無(wú)線通訊模塊將預(yù)警信息發(fā)送到用戶手機(jī)，方便在車內(nèi)無(wú)人狀況下進(jìn)行監(jiān)控；c.無(wú)線通信模塊作為智能報(bào)警模塊中的一部分負(fù)責(zé)控制器模塊與用戶手機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線通信，用來(lái)當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)發(fā)送預(yù)警短消息同時(shí)接收用戶手機(jī)發(fā)送的查詢命令；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：(1)本專利技術(shù)的氣體監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置綜合一氧化碳、氮氧化物和甲醛三種因素對(duì)車內(nèi)氣體環(huán)境的影響，而非傳統(tǒng)的單一因素，提高了預(yù)警信息的合理性與準(zhǔn)確性；(2)汽車在正常發(fā)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)USB接口連接汽車電腦系統(tǒng)為裝置供電和為蓄電池充電，當(dāng)汽車停止發(fā)動(dòng)后，蓄電池能夠繼續(xù)為裝置進(jìn)行供電，使整套裝置可以持續(xù)使用；(3)本專利技術(shù)中氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果不僅會(huì)以報(bào)警裝置的鳴響與閃爍來(lái)提醒車主，另外還會(huì)以短消息方式發(fā)送到用戶手機(jī)，GSM模塊負(fù)責(zé)GSM網(wǎng)絡(luò)的接入。發(fā)送短消息時(shí)，首先對(duì)短消息進(jìn)行編碼，然后將AT指令發(fā)送到GSM模塊，得到確認(rèn)回復(fù)后，再向GSM模塊發(fā)送出編碼好的短信。而采用短消息作為監(jiān)控的方式，好處在于對(duì)于郊外無(wú)Internet網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)也能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；(4)本專利技術(shù)的氣體檢測(cè)預(yù)警裝置體積小，對(duì)于汽車內(nèi)部有限的可利用空間來(lái)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：該監(jiān)測(cè)裝置包括微控制器模塊、車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊、智能報(bào)警模塊、供電模塊以及蓄電池；其中：供電模塊與蓄電池連接，供電模塊與汽車的發(fā)電系統(tǒng)連接并為所述蓄電池充電；蓄電池與車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊連接，車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊與微控制器模塊連接，微控制器模塊與通信模塊連接，通信模塊與用戶手機(jī)連接，微控制器模塊與智能報(bào)警模塊連接；所述蓄電池作為備用電源在汽車的電控系統(tǒng)關(guān)閉后為所述控制器模塊提供電源；所述車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊即為各類氣體傳感器，氣體傳感器選用的7NE系列智能傳感器能感知多種氣體濃度變化，而且具有電壓和串口數(shù)據(jù)同時(shí)輸出的特點(diǎn)，更加利于開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)減少采集多種氣體而使用的傳感器數(shù)量，節(jié)省車內(nèi)空間；所述微控制器模塊包括所采用的STM32微處理器以及所連接的存儲(chǔ)器，由于車內(nèi)空氣污染物檢測(cè)裝置采集的數(shù)據(jù)眾多，采集系統(tǒng)選用高容量的CF卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而STM32微處理器本身帶有CF卡存儲(chǔ)器擴(kuò)展口，能夠及時(shí)存儲(chǔ)收集到的氣體數(shù)據(jù)以及預(yù)存各種氣體的標(biāo)準(zhǔn)值；所述智能報(bào)警模塊包括無(wú)線通訊模塊及聲光報(bào)警模塊，智能報(bào)警模塊使用SIM900A模塊，以實(shí)現(xiàn)微控制器與用戶手機(jī)之間的通信；微控制器模塊將所述車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊得到的參數(shù)與所述存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且基于比較結(jié)果控制所述無(wú)線通訊模塊工作，將車內(nèi)信息及時(shí)反饋給汽車車主，同時(shí)啟動(dòng)車內(nèi)聲光報(bào)警裝置提醒車主；整套裝置在正常工作中，微控制器模塊將從車內(nèi)環(huán)境測(cè)量模塊接收到的狀態(tài)信息編制成短消息，并控制無(wú)線通訊模塊連接GSM網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送該短信；同時(shí)，通過(guò)無(wú)線通訊模塊正確接收汽車車主發(fā)來(lái)的查詢短信，并給出正確應(yīng)答，另外當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)會(huì)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，將警情反饋給車主，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)氣體狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：該監(jiān)測(cè)裝置包括微控制器模塊、車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊、智能報(bào)警模塊、供電模塊以及蓄電池；其中：供電模塊與蓄電池連接，供電模塊與汽車的發(fā)電系統(tǒng)連接并為所述蓄電池充電；蓄電池與車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊連接，車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊與微控制器模塊連接，微控制器模塊與通信模塊連接，通信模塊與用戶手機(jī)連接，微控制器模塊與智能報(bào)警模塊連接；所述蓄電池作為備用電源在汽車的電控系統(tǒng)關(guān)閉后為所述控制器模塊提供電源；所述車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊即為各類氣體傳感器，氣體傳感器選用的7NE系列智能傳感器能感知多種氣體濃度變化，而且具有電壓和串口數(shù)據(jù)同時(shí)輸出的特點(diǎn)，更加利于開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)減少采集多種氣體而使用的傳感器數(shù)量，節(jié)省車內(nèi)空間；所述微控制器模塊包括所采用的STM32微處理器以及所連接的存儲(chǔ)器，由于車內(nèi)空氣污染物檢測(cè)裝置采集的數(shù)據(jù)眾多，采集系統(tǒng)選用高容量的CF卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而STM32微處理器本身帶有CF卡存儲(chǔ)器擴(kuò)展口，能夠及時(shí)存儲(chǔ)收集到的氣體數(shù)據(jù)以及預(yù)存各種氣體的標(biāo)準(zhǔn)值；所述智能報(bào)警模塊包括無(wú)線通訊模塊及聲光報(bào)警模塊，智能報(bào)警模塊使用SIM900A模塊，以實(shí)現(xiàn)微控制器與用戶手機(jī)之間的通信；微控制器模塊將所述車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊得到的參數(shù)與所述存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且基于比較結(jié)果控制所述無(wú)線通訊模塊工作，將車內(nèi)信息及時(shí)反饋給汽車車主，同時(shí)啟動(dòng)車內(nèi)聲光報(bào)警裝置提醒車主；整套裝置在正常工作中，微控制器模塊將從車內(nèi)環(huán)境測(cè)量模塊接收到的狀態(tài)信息編制成短消息，并控制無(wú)線通訊模塊連接GSM網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送該短信；同時(shí)，通過(guò)無(wú)線通訊模塊正確接收汽車車主發(fā)來(lái)的查詢短信，并給出正確應(yīng)答，另外當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)會(huì)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，將警情反饋給車主，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)氣體狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：該裝置的實(shí)施包括以下步驟：a.車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊采集車內(nèi)污染氣體濃度信息，然后利用串口與控制器進(jìn)行通信，串口通信協(xié)議采用MODBUS通訊協(xié)議，將氣體濃度、氣體名稱、所用單位信息整合到一條數(shù)據(jù)幀并發(fā)送給微控制器模塊進(jìn)行處理；b.微控制器模塊按照通信協(xié)議對(duì)接收到的指令進(jìn)行有效值的提取與計(jì)算，當(dāng)濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)會(huì)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，另外會(huì)將這些信息編制成短消息，通過(guò)無(wú)線通訊模塊將預(yù)警信息發(fā)送到用戶手機(jī)，方便在車內(nèi)無(wú)人狀況下進(jìn)行監(jiān)控；c.無(wú)線通信模塊作為智能報(bào)警模塊中的一部分負(fù)責(zé)控制器模塊與用戶手機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線通信，用來(lái)當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)發(fā)送預(yù)警短消息同時(shí)接收用戶手機(jī)發(fā)送的查詢命令。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GSM通信技術(shù)的車內(nèi)污染氣體監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：監(jiān)測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì)包含四部分，分別為微控制器最小系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊電路設(shè)計(jì)、串口通信電路設(shè)計(jì)與智能報(bào)警電路設(shè)計(jì)；下面針對(duì)每一部分電路設(shè)計(jì)做詳細(xì)說(shuō)明：1、控制器最小系統(tǒng)電路微控制器模塊是整套裝置的核心，其主控芯片采用的是基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32F107VCT6芯片，主頻72MHz,內(nèi)部含有256K字節(jié)的FLASH和64K的SRAM，具備2個(gè)RS-232/485/串口,2個(gè)USB接口及用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)充的SD卡接口，另外處理器還擁有8個(gè)DI/DO通道；控制器模塊所采用的32位嵌入式處理器如果想要能夠正常工作，最小系統(tǒng)電路是必不可少，共分成4個(gè)部分：電源電路、晶振電路、復(fù)位電路與JTAG調(diào)試下載電路，以下進(jìn)行逐一說(shuō)明；(1)電源電路：整套裝置的電力來(lái)源于車輛蓄電池，而車輛的蓄電池電壓為12V，芯片的供電電壓為2.0V至3.6V，所以首先由開(kāi)關(guān)電源芯片LM2576將12V電壓轉(zhuǎn)為5V，然后選用SPX1117-3.3芯片將外部供電直流5V轉(zhuǎn)換為處理器所需的直流供電電壓3.3V；(2)晶振電路：STM32芯片內(nèi)部已經(jīng)包含了8MHz高速RC震蕩電路，但是達(dá)不到很高的精準(zhǔn)度要求，所以在外部增加25MHz晶振電路，為系統(tǒng)工作提供可靠的時(shí)序基準(zhǔn)；(3)復(fù)位電路：所選用芯片內(nèi)部已經(jīng)集成有上電復(fù)位與電壓檢測(cè)復(fù)位電路，另外增加手動(dòng)復(fù)位電路；手動(dòng)復(fù)位電路需要人為在復(fù)位輸入端RST上加一個(gè)高電平，也就是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕，當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端；(4)JTAG調(diào)試下載電路：通過(guò)專用的JTAG測(cè)試工具對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試；標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線；本裝置增加了一個(gè)TRST復(fù)位接口，這5個(gè)接口分別對(duì)應(yīng)芯片的PA14、PA15、PB3、PA13、PB4接口，然后選擇引腳復(fù)用功能和映射功能，芯片引腳連接JTAG的引腳必須加上拉電阻；當(dāng)滿足以上四部分電路的要求后，芯片最小系統(tǒng)在上電后就可以正常運(yùn)行，接下來(lái)需要拓展芯片的數(shù)據(jù)處理與接收發(fā)送數(shù)據(jù)功能；2、車內(nèi)氣體環(huán)境測(cè)量模塊電路但本裝置采用的7NE/SO2-2000智能傳感器是采用了MODBUSRTU協(xié)議的RS-485輸出模塊，它將采集到的氣體濃度值轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，以串行數(shù)據(jù)幀的方式輸出；7NE傳感器有7個(gè)引腳，分別是定位引腳、VCC、GND、VOUT、RXD、TXD、RDE；本裝置采用的輸出方式為串行數(shù)據(jù)輸出，傳感器是RS485通信方式，所以將RDE引腳置低，由此設(shè)置輸出信號(hào)為串行數(shù)據(jù)幀；而傳感器串口接收引腳RXD與控制器模塊的發(fā)送引腳TXD連接，傳感器串口發(fā)送引腳TXD與控制器模塊的接收引腳RXD相連；傳感器的輸出并不是模擬信號(hào)，所以VOUT引腳懸空不使用；3、串口通信電路控制器芯片支持所使用傳感器的RS485通訊方式，并且提供5路串口，所以選用MAX485芯片作為電平轉(zhuǎn)換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器與控制器之間的通訊，協(xié)議選用MODBUS通訊協(xié)議；MAX485接口芯片采用單一電源+5V工作，采用半雙工通訊方式，它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平的功能；芯片有8個(gè)引腳，內(nèi)部含有驅(qū)動(dòng)器與接收器；RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與控制器相連時(shí)只需要分別于控制器的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯0時(shí)，器件屬于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件屬于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需要控制器的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A引腳的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0；在于單片機(jī)連接時(shí)連線比較簡(jiǎn)單；只需一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可，同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻即可；4、智能報(bào)警模塊電路本裝置的報(bào)警裝置由發(fā)光二極管、蜂鳴器、GSM模塊提供功能組成；首先利用LED指示燈與蜂鳴器連接組成一種聲光報(bào)警裝置：選用紅、黃、藍(lán)三種顏色的LED指示燈分別代表一氧化碳、氮氧化物、甲醛三種氣體，當(dāng)三種氣體中的一種氣體濃度超標(biāo)時(shí)，相對(duì)應(yīng)的LED指示燈被點(diǎn)亮，并且啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警；LED指示燈直接與控制器的I/O口相連，當(dāng)車內(nèi)某種氣體濃度超標(biāo)時(shí)，I/O口輸出低電平，二極管導(dǎo)通，相應(yīng)指示燈被點(diǎn)亮；另外選擇NPN型三極管8050驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，輸入Beep電平為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫發(fā)出警報(bào)；Beep端電平為低電平時(shí)，三級(jí)管為截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器不再鳴叫；當(dāng)車內(nèi)氣體濃度超標(biāo)時(shí)不僅車內(nèi)聲光報(bào)警裝置會(huì)開(kāi)始工作，而且還會(huì)把車內(nèi)狀況以短信方式告知車主，這種方式對(duì)于在車內(nèi)無(wú)人而車內(nèi)空氣污染狀況嚴(yán)重的情況下同樣可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)是十分有意義的，方便車主返回車中立即采取措施改善車內(nèi)空氣質(zhì)量，同時(shí)用戶還可以通過(guò)發(fā)送相應(yīng)短信隨時(shí)查詢車內(nèi)空氣質(zhì)量狀況；為了實(shí)現(xiàn)以上功能，三種氣體采用SIM900A無(wú)線通訊模塊，通過(guò)串...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張利國(guó)，孟貝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11