GSM在車載空氣凈化器中的應用

閆偉++張紅娜

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.088

摘 要：GSM作為一種成熟、可靠的無線網絡傳輸技術，有著抗干擾能力強、信號覆蓋范圍廣等優點，在許多領域都有著廣泛的應用。文章提出了一種基于GSM技術，對車載空氣凈化器進行遠程控制的智能監控系統。系統采用模塊化設計，以單片機為控制核心，結合傳感器技術，利用GSM進行通信，可實現車載空氣凈化器的遠程智能控制。

關鍵詞：GSM 短消息 單片機 遠程監控 空氣凈化

中圖分類號：TP271 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0088-02

Abstract： As a mature and reliable wireless network transmission technology， GSM has many advantages， such as strong anti-interference ability， wide signal coverage and so on. It has been widely used in many fields. A kind of intelligent monitoring system based on GSM technology is put forward to carry on the remote control of the vehicle air purifier. The system uses the modular design， the single chip microcomputer as the control core， combined with the sensor technology， use GSM for communication， can realize remote intelligent control of vehicle air purifier.

Key Words： GSM； SMS； Single chip computer； Long-distance control； Air purification

隨著我國經濟高速持續發展，人們購車的剛性需求旺盛，汽車的保有量增長趨勢明顯。在滿足人們代步出行的同時，隨之而來的汽車內空氣污染問題也得到了人們越來越多的關注。本文提出的基于GSM技術的遠程控制車載空氣凈化系統，以單片機為控制核心，通過GSM傳輸指令，可遠程對車載空氣凈化系統進行控制，在汽車開啟之前對車內空氣進行預過濾、凈化，也可實時監測車內空氣質量、溫濕度等物理量。

1 系統總體設計

車載空氣凈化器智能控制系統以AT89S52單片機為控制核心，由電源模塊、短消息收發模塊、空氣質量采集模塊、空氣凈化模塊、鍵盤輸入模塊和數據輸出顯示模塊構成。系統組成框圖如圖1所示。

2 系統硬件電路設計

硬件設計采用模塊化設計，以AT89S52單片機為控制核心，由空氣質量采集傳感器電路、電源電路、短消息收發電路、鍵盤電路和顯示電路組成。

2.1 電源電路

系統設計了兩種供電方式，一種是使用鋰電池組供電，另一種是采用車載12V電源供電，兩種供電方式可以無縫切換，能夠使系統在汽車熄火后繼續工作，完成遠程監控的需要。本文設計了一種電源無縫切換電路，如圖2所示。

當車載12V電源斷開時，MOS管IRF9530N導通，由鋰電池組VBATTERY為系統供電；當車載12V電源接入時，MOS管IRF9530N關斷，鋰電池組VBATTERY和車載電源之間斷開，由車載12V電源為系統供電。

2.2 空氣質量采集電路

空氣質量采集電路主要由傳感器和外圍電路構成，可采集的空氣質量指數有PM2.5、揮發性有機污染物（VOC）、溫濕度等。系統使用MS1100-P211傳感器來檢測揮發性有機污染物。MS1100-P211有良好的穩定性和高靈敏度，其應用電路如圖3所示。

2.3 短消息收發電路

短消息收發電路模塊的主芯片采用的是西門子公司生產的TC35系列中的TC35i芯片。TC35i芯片組工作在EGSM900和EGSM1800兩個頻段，通過天線連接電路和接口連接電路分別接至天線和SIM卡讀卡器。TC35i的數據接口通過AT指令可雙向傳輸指令和數據，可同時支持TEXT格式和PDU格式的短信息。

3 系統軟件設計

3.1 主程序設計

系統主程序主要完成初始化軟硬件，通過GSM模塊與手機終端實時通信和控制下位機采集并顯示車內空氣質量等功能。系統的主程序流程圖如圖4。

3.2 數據采集算法

在許多數據采集場合里，都需要進行濾波處理以過濾掉噪聲等干擾。通常有中值濾波、均值濾波、限幅濾波等濾波算法。傳統的均值濾波算法是對采樣周期內的采樣值進行循環累加，然后求平均，其優點是信號平滑度較高，靈敏度隨采樣點數變化較大，缺點是無法有效消除幅值較大的脈沖干擾。本文設計了一種改進的均值濾波算法，有效地克服了傳統均值濾波算法無法消除幅值較大的脈沖干擾的缺點。其算法思路為：對連續采樣的N個值進行冒泡排序，去掉最大值和最小值，然后累加求平均。

4 結語

系統的軟硬件均采用模塊化設計，使得系統硬件具有良好的可擴展性；系統的軟件具有良好的可移植性。用戶通過手機終端可實時監測車內空氣質量；通過擴展也可以實時監測車內溫度、濕度等物理量。系統操作簡單、人機交互友好，通過GSM短消息技術實現了車載空氣凈化器啟動、停止的遠程智能控制。

參考文獻

[1] 束陽.室內空氣凈化器的現狀及改進措施[J].工業B，2015（5）：356.

[2] 董雪.濾網式車載空氣凈化器設計[J].現代制造技術與裝 備，2013（4）：22-23.

[3] 毛飛，曹妮，范夢穎，等.基于單片機的便攜式車載空氣凈 化器[J].科技視界，2015（16）：151-152.

[4] 施曉良，侯偉龍，姜國平.車載空氣凈化器設計方案研究[J].城市建設理論研究：電子版，2016（1）：234-235.

[5] 莫肇磊，陳俊丞，黃歡歡，等.車載空氣智能監控系統設計[J].工業技術創新，2016，3（6）：1252-1254.

[6] 喬鴻海，薛靜，徐繼偉，等.基于DSP的車載智能移動報警監控系統設計與實現[J].西北工業大學學報，2013， 31（2）：189-194.

[7] 王志勇，徐洪偉.一款新型車載空氣凈化器設計[J].建筑工程技術與設計，2015（21）.

[8] 王耿鴻，丁年平，王春，等.多臺車載空氣凈化器效果分析研究[J].輕工科技，2016（7）：96-97.

[9] 李建國，霍鑫.車載空氣凈化器的評價與選擇[J].汽車與配件，2014（33）：58-59.

[10] 丁水蘭，劉遠，余剛.轎車內甲醛凈化的數值模擬研究[J].武漢紡織大學學報，2014（6）：73-77.endprint