2021.01设计研发
基于单片机的全自动防晒、防雨车衣
王饪，史道玲
(安徽新华学院，安徽合肥，230088)
摘要：基于市场需求设计一款全自动、简易型户外车辆的防晒、防雨衣，利用实时获取环境温度、光强和车身水量的传感器，以及太阳能电池板、纳米阻燃材质的车衣和相关电机驱动装置等，实现在下雨或暴晒时，传感器判断并发出指令，利用机械装置去控制车衣的自动伸缩，从而起到保护车身的作用。
关键词：单片机；传感器；自动；防晒
Automatic sunscreen and rainproof car clothing based on single
chip microcomputer
Wang Yu,Shi Daoling
(anhui xinhua university,Hefei Anhui,230088)
Abstract:Based on market demand to design a fully automatic,simple type outdoor vehicles prevent bask in,prevent raincoat,using real-time environmentai temperature,light intensity and water body sensors,and solar panels,nano flame retardant material of car and related motor drive device, implementation in rain or sun,sensor and issue instruetions,use mechanical device to control vehicles automatic telescopic clothes,so to protect the body.
Keywords•Single chip microcomputer;Sensor;Automatically;Sunscreen
0引言
日常生活中，无论是私家汽车还是自行车，以及暴露街头的新兴共享单车、电动汽车，在下雨天或者暴晒的情况下车身都得不到很好的保护，极大的影响了车辆的使用寿命。而车衣的使用则有效地解决了这一问题。作为汽车配套的外置式用品，通过特殊材料制成的遮阳罩可将车辆的全身进行覆盖，从而阻止阳光直射或雨水冲刷，在一定程度上保护车辆、延长车辆的使用寿命。
但是，目前市面上常见的车衣多是像口袋一样，把车子裹得严严实实，晴天不透气，雨天收放时又不够方便快捷，严
重影响用户的体验。该款智能化车衣以STC89C52单片机为主控制器，通过电机和气泵固定安装在汽车的顶部，在汽车停
止行驶的情况下利用相关的传感器自行感知周边环境的温
湿度以及光照值，自主或通过遥控器自行打开或关闭车衣，实现了车衣的自动化、智能化收放，摆脱了传统车衣人工收缩的不方便性，同时釆用新型纳米阻燃材质制作也提升了其使用寿命和透气性。
1系统总体设计
本设计以STC89C52单片机为控制中心，首先通过安装在车辆内部的人体感应器和加速度传感器来感应车内是否有人，从而判断车辆是否处于停止行驶的状态；再利用雨滴传感器、温度传感器，釆集车身温度及环境降雨情况；利用光敏电阻判断光照强度，并将采集的数据传输给单片机单片机在接收到如下数据后，如雨水量、温度、光照强度超过警戒值时，对电机驱动装置发出正转指令，实现智能车衣的自动打开；而当雨水量、温度、光照强度低于警戒值时，对电机驱动装置发出反转指令，实现智能车衣的自动收缩。该智能车衣不仅能够实现依据环境采集值实现自动开、关；还能通
过蓝牙装置，利用手机APP实现车主随时需要收缩车衣进入车内启动车辆的需要；同时，为提升车衣使用的灵活性和可
靠性，本设计还可利用按键实现对车衣的手动收放，尤其是
在智能化自动控制出现故障时，此功能尤其凸显其实用性和
必要性。
此外，设计还增添了故障排除模块，使得车衣受损时能
及时得到维修。车衣选择透气性好、耐磨性高、可双面使用的
纳米阻燃布料制作，且利用太阳能电池板，为整个系统提供
稳定的电流，实现绿、环保的设计要求。
2硬件电路的设计
以STC89C52单片机为控制中心，其最小系统包括电源电路、晶振电路和复位电路，从而控制各功能模块正常工作⑵。单片机是一种集成电路芯片，是釆用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
温度传感器DS18B20是一种可以实现-55°C~+125°C的
本文是安徽省大学生创新训练项目(201812216018)；国家级大学生创新训练项目(201912216058)的研究成果。
甲耳测说ELECTRONIC TEST
设计研发2021.01
常用数字温度测量设备，抗干扰能力很强，能够实现多点测量。在本设计中主要用来测量车内的温度，当车内温度超过40°C时，传送指令给单片机要求打开车衣实现防晒功能。雨滴传感器YL-83由阻尼橡胶、压电元件、不锈钢振动板和相关集成电路组合而成，振动板接受雨滴的冲撞能量并以自身固有的频率进行弯曲振动，压电板将振动板接受到的应变转换成电压。因此，当振动板上没有雨水时，LM393电压比较器输出高电平；当振动板上有雨水滴落时，输出低电平⑷，从而准确判断是否降雨，是否需要自动收放车衣防雨。无极性光敏电阻5506，光照越强阻值越低，无光照时为高阻态，同样作为是否需要防晒的判断依据。
图1系统构成方框图
步进电机28BYJ-48是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件，其依据指令实现的正反转操作能够实现车衣的展开和收缩。车衣采用纳米阻燃材质制作而成，轻薄透气，并在边沿处利用特殊材料制成可收缩的压边，当其需要使用时由步进电机通过正转自动向车顶四面展开，能够完全遮盖住车辆的车顶和所有门窗，有效护住车辆全身，实现较好的阻热、防晒和防雨的功能，并且由于压边的存在，完全贴合住车身，使其具有较好的牢固性和防风性；不用时，电机反向旋转实现车衣的自动收缩，并固定在车顶用来
存放车衣的装置中。液
晶显不屏LCD1602用来显ZK车身周边的各种环境采用值、蓄电池的存储电量和报警指示灯等情况，并且可及时上传到车
主的手机APP界面，方便车主随时了解车辆的状况，在车主需要在打开车衣的情况下进入车辆时，可以通过手机操作界面人为的打开智能车衣方便其进入车辆。当人进入之后，车衣便会自行判断车辆将要行驶，便不会再自行打开车衣。当车衣出现智能故障时，手机界面会及时收到相应的报警信息，车主便可利用车顶收纳车衣的装置上的独立按钮式开关，人工控制车衣的使用，单次按下打开车衣，连续按两下车衣收缩。太阳能电池板通过光能转换将输出的电力储存在蓄电池中，供应整套系统在车辆停止行驶的状态下正常使用，环保又节能。系统总构成框图如图1所示。
3软件的设计与实现
系统软件程序的设计，是在Keil uVision4软件开发平台上利用C语言编写而成。整个软件设计由主程序和温度检测控制子函数、雨滴感应控制子函数、光敏电阻检测控制子函数、液晶屏显示子函数、步进电机子函数、按键输入子函数等程序组成。其中，系统主流程图如图2所示。
图2系统主流程图
4结束语
根据市场需求，设计一款基于单片机的全自动防晒、防雨车衣。该车衣具有如下特点：(1)利用STC89C52单片机实现车衣的自动化收放，解决传统车衣的收放不便性问题；(2)使用太阳能电池板，绿环保；(3)设置故障排除模块、及时检测维修，提高车衣的使用寿命；(4)结构稳定，成本低，功能完善，实用性高等。该车衣在市场上有很大的应用价值，未来仍会对此设计进行深入研究，解决不足之处，完善系统。
参考文献
[1]刘思缈.智能车衣设计[J].计算机与数字工程,2015⑹:
1163-1166.
[2]李丽.单片机最小系统的研究[J].数字技术与应用.2016
(10):26.
[3]钟卫连.基于单片机的智能晾衣控制系统的设计与实现
[J].电子技术与软件工程.2018(8):251.
⑷王达.智能车衣设计[J].价值工程,2016(24):191-193.
(上接第69页)
电力大数据,2020,23(04):24-30.
汽车车罩⑵陈皓勇，李志豪，陈永波，等.基于5G的泛在电力物联
网[J]，电力系统保护与控制,2020,48(03):1-8.
⑶张敏，冉碧珍，杨凤.泛在电力物联网及5G技术在电网
中的应用浅析[J]，科学技术创新,2020(01):77-78.
⑷曾鸣，王雨晴，李明珠，董厚琦，张晓春，王好雷，霍现旭,
张志刚.泛在电力物联网体系架构及实施方案初探[J]，智慧电力,2019,47(04):1-7+58.
甲耳测说
ELECTRONIC
TEST