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基于安全温度控制的智能汽车报警装置设计(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：表1 温度值的二、十六进制转化Tab.1 Binary and hexadecimal conversion of temperature values温度/℃ 二进制表示 十六进制表示+125 0000 07D0H+25. 0191H+10.125 0000 00A2H+0.5 0000
表1 温度值的二、十六进制转化Tab.1 Binary and hexadecimal conversion of temperature values温度/℃ 二进制表示 十六进制表示+125 0000 07D0H+25. 0191H+10.125 0000 00A2H+0.5 0000 0008H 0 0000 0 FF5EH-25. 0 FF6FH-55 FC90H
2.2 NS-THI 称重传感器
NS-THI 称重传感器通过AD574 A/D 转换器与AT89S52 单片机输入接口连接。选用额定载荷30 kg的NS-TH1 称重传感器，传感器材质为合金钢，防护等级IP65，配备标准变送器模块，构成通常包含组合式S型梁结构及金属箔式应变计。要求传感器具有过载保护装置，工作性能稳定。测量精度及输出灵敏度2.0+0.002 mV/V，温度特性符合课题要求，工作温度范围-25～70℃，工作电压5～12 V。
2.3 AD574A/D 转换器
AD574A/D 转换器是一种并行12 位逐次比较型A/D 转换器，可直接与各种微处理器连接，内置双极性电路构成的混合集成转换芯片，功耗低，无须附加逻辑接口电路，可与TTL 及CMOS 电平兼容。内部设置高精度参考电压源和时钟电路，只需外接少量的阻容件就能实现A/D 转换功能，可以进行自动极性转换和自动校零。AD574 A/D 转换器电源电压：±15 V 和15 V；转换速率：25 μs；数据输出格式：12 位/8 位；模拟电压输入范围有4种：0～10 V，0～20 V，0～±5 V，0～±10 V。
2.4 TC35i GSM模块
AT89S52 单片机的输出接口分别连接汽车车窗控制端和报警控制器，单片机通过TC35i GSM模块与车主手机进行数据通信[7-8]。TC35i GSM 目前应用广泛，在协议标准下能提供语音、中、英文短信、传真等数据的传送，使用者可根据需要完成电路的设计；模块在功能和使用方法上差异不大，通常采用双频段（GSM900 和GSM1800）工作[9]。模块电源电压：直流（DC）3.3～4.8 V，当电压低于3.3 V时自动关机；最大电流2.5 A，休眠时电流3.5 mA，发射时平均电流300 mA，空闲状态时电流为25 mA；频段在EGSM900 （4类） 功耗为2 W，频段在GSM1800（1类）功耗为1 W[10]；TC35i 预留外接天线接口，通过读卡器与外置SIM 卡建立通讯，SIM 工作电压为直流（DC）3 V/1.8 V。TC35i可以外接锂电池，通过外接负温度系数电阻NTC 对锂电池充电进行保护。TC35i通过AT 命令可以在数据接口上双向发送指令和数据，可选波特率为300 b/s～115 kb/s。自动波特率为1.2 kb/s～115 kb/s；重启和故障恢复时可以采用关断信号实现，也可采用AT 命令实现。TC35i模块具体调试过程如图3所示。
图3 TC35i模块通讯的调试过程Fig.3 Debugging process of TC35i module communication
2.5 AT89S52 单片机
AT89S52 单片机是CMOS 8 位单片机，功耗低、性能高，内含8 位中央处理器在系统可反复擦写1000次的Flash 存储单元，多应用于嵌入式控制应用系统[11]。具有以下标准功能：8 kB 在系统可编写Flash 存储器，256 B RAM，三级加密程序存储器，32个可编程I/O 口线，3个16 位定时器/计数器，8个中断源，全双工串行口，掉电后中断可唤醒，掉电标识符，双数据指针，看门狗定时器，单片机内有晶振和时钟电路。AT89S52可进行0 Hz～33 Hz 全静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式[12]。在低功耗空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作；在掉电保护模式下，保存RAM 内容，冻结振荡器，单片机停止所有工作，直到下一个中断或硬件复位为止。
图4 装置的I/O端口部分原理图Fig.4 Schematic of the I/O port part of the device
图5 装置的单片机控制TC35i模块部分原理图Fig.5 Device SCM control TC35i module part of the circuit diagram
3 系统工作原理
系统以AT89S52 单片机作为控制器，DS18B20环境温度传感器、NS-TH1 称重传感器作为输入信号，DS18B20 环境温度传感器实时采集车内温度信号，以此作为降车窗、报警条件之一，NS-TH1 称重传感器采集的压力信号要进行运算放大器放大，再进行A/D 转换，然后输入单片机处理并以此作为是否有儿童遗留座椅上的判定条件。当条件满足控制过程流程图所示的各种不同情况时，单片机发出控制信号控制执行器电机下降，报警器报警并通过TC35i GSM模块向指定手机发送紧急信息。
4 结语
对于媒体多次报道在炎炎夏日个别家长因一时疏忽将儿童遗忘在密闭的车内造成的惨剧，令人触目惊心。针对汽车报警技术领域，基于AT89S52单片机的汽车报警装置研究，利用DS18B20 环境温度传感器、NS-THI 称重传感器、AD574 A/D 转换器、报警控制器及TC35i GSM模块组成的新型汽车报警电路，当儿童被遗忘车内时，不仅能够自动报警引起周围人群的注意，并与车主手机进行数据通信，同时调整车窗高度通风，降温，为儿童的营救争取时间。
文章来源：《时代汽车》 网址: http://www.sdqczz.cn/qikandaodu/2021/0623/2166.html
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