夏季车辆自动喷淋降温系统设计和实现论文设计

时间：2021-04-09 20:06:53 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　夏季车辆自动喷淋降温系统

　摘 要 随着汽车的普及程度提高，车辆安全隐患逐渐被人们重视，其中高温条件下车体和乘车人员的安全隐患成为一种发生频率较高却重视度不够的隐患。本文设计了一种基于 51 单片机应用的夏季车辆自动喷淋降温系统。本系统由五个模块组成，分别是温湿度检测模块、红外检测模块、显示模块、蓝牙模块和喷淋模块。红外检测模块可以实时检测特定空间内是否有车辆停放，当有车辆停放时，温湿度模块通过传感器检测环境的温度和湿度，并由显示模块显示数据，由蓝牙模块在一定范围内将数据传送给单片机进行判断，若实时温度高于阈值，则启动喷淋模块降温；当没有车辆停放时，不启动其他模块。经过多次调试，逐一实现了夏季车辆自动喷淋降温系统的功能，并且在实际应用中，本系统具备环保性、智能性、安全性、舒适性，能为人们的生活带来更多的方便与快捷。

　关键词：喷淋降温系统；单片机；温湿度检测；红外检测；蓝牙

　 Abstract With the increasing popularity of automobiles, vehicle safety hazards have gradually been paid attention to. Among them, the safety hazards of car bodies and passengers at high temperatures have become a hidden hazard with a high frequency but insufficient attention. This paper designs an automatic spray cooling system for vehicles in summer based on the application of 51 single chip microcomputer. The control system consists of five modules: temperature and humidity module, infrared detection module, module, Bluetooth module, spray module. The infrared detection module can detect whether there are vehicles parked in a specific space in real time. When a vehicle is parked, the temperature and humidity module detects the temperature and humidity of the environment through the sensor, and the display module displays the data, and the Bluetooth module transmits the data to the single chip microcomputer for judgment within a certain range. If the real-time temperature is higher than the threshold, the MCU starts the spray module to cool down. When no vehicle is parked, other modules are not activated. After many debugging, the functions of the automatic vehicle cooling system in summer were realized one by one. When applied to the actual automobile cooling system, it will improve the environmental protection, intelligence, safety and comfort of the vehicle, and bring more convenience and speed to people"s life.

　Key words :

　Spray cooling system; Single chip microcomputer; Temperature and humidity detection; Infrared detection; Bluetooth module

　 目 录 摘 要 ............................................................................................................................. I Abstract ....................................................................................................................... II 第 第 1 1 章

　引言

　................................ ................................

　1 1 1.1

　国内外研究现状 ........................................................ 1 1.2

　选题意义 .............................................................. 3 1.3 论文整体结构 .......................................................... 3 第 第 2 2 章

　系统设计概要

　................................ ........................

　5 5 2.1

　夏季车辆自动喷淋降温系统简介 .......................................... 5 2.2

　系统组成框图 .......................................................... 5 第 第 3 3 章

　系统控制单元硬件设计

　................................ ................

　7 7 3.1

　控制单元硬件构成 ...................................................... 7 3.2

　温湿度检测模块设计 .................................................... 7 3.2.1 温湿度检测模块的简介 .............................................. 7 3.2.2 温湿度模块的特性 .................................................. 8 3.2.3 温湿度模块的选择 .................................................. 8 3.2.4 温湿度模块的工作原理 .............................................. 9 3.3

　红外检测模块设计 ..................................................... 11 3.3.1 红外检测模块的简介 ............................................... 11 3.3.2 红外检测模块的选择 ............................................... 11 3.3.3 红外检测模块接口及参数说明 ....................................... 12 3.3.4 红外检测模块的工作原理 ........................................... 12 3.4

　显示模块设计 ......................................................... 14 3.4.1 LCD1602 简介 ..................................................... 14 3.4.2 LCD1602 特性 ..................................................... 14 3.4.3 显示模块的选择 ................................................... 15

　 3.4.4 显示模块的工作原理 ............................................... 15 3.5

　蓝牙模块设计 ......................................................... 18 3.5.1 蓝牙模块的选择 ................................................... 18 3.5.2 蓝牙模块的工作原理 ............................................... 20 3.6

　喷淋模块设计 ......................................................... 21 3.6.1 喷淋模块的选择 ................................................... 21 3.6.2 喷淋模块的工作原理 ............................................... 22 第 第 4 4 章

　系统控制单元软件设计及工作流 程

　................................ .....

　24 4.1

　温度、湿度检测模块 ................................................... 24 4.1.1 温湿度模块设计流程 ............................................... 24 4.1.2 温湿度模块软件设计 ............................................... 24 4.2

　显示模块 ............................................................. 25 4.2.1 显示模块设计流程 ................................................. 25 4.2.2 显示模块软件设计 ................................................. 25 4.3

　蓝牙模块 ............................................................. 25 4.3.1 蓝牙模块软件设计流程 ............................................. 26 4.3.2 蓝牙模块软件设计 ................................................. 26 4.4

　喷淋模块 ............................................................. 27 4.4.1 喷淋模块设计流程 ................................................. 27 4.4.2 喷淋模块的软件设计 ............................................... 27 第 第 5 5 章

　测试

　................................ ...............................

　28 5.1

　测试温湿度检测功能 ................................................... 28 5.1.1 测量说明 ......................................................... 28 5.1.2 测试功能 ......................................................... 28 5.2

　测试喷淋功能 ......................................................... 28 5.2.1 测试说明 ......................................................... 28 5.2.2 测试功能 ......................................................... 29

　 5.3

　测试红外避障功能 ..................................................... 29 5.3.1 测试说明 ......................................................... 29 5.3.2 测试功能 ......................................................... 30 5.4

　测试蓝牙功能 ......................................................... 30 5.4.1 蓝牙测试说明 ..................................................... 30 5.4.2 蓝牙测试功能 ..................................................... 30 5.5

　测试整体功能 ......................................................... 30 结

　语

　................................ ................................ .....

　32 参考文献

　................................ ................................ ..

　33 附

　录

　................................ ................................ .....

　35 致

　谢

　................................ ................................ .....

　52

　第 1 章 引言 随着社会经济和科技水平的不断发展，人类的生活环境变得越来越舒适，人们对日常生活的质量需求也在不断提高。随着汽车的普及程度提高，车辆安全隐患逐渐被人们重视，其中高温条件下车体和乘车人员的安全隐患成为一种发生频率较高却重视度不够的隐患[补充 5]。夏季停放在阳光下的车辆车内温度可以达到 45℃以上，容易引起驾驶员强烈的不适感、精力难以集中，危害乘车人员的健康安全，同时，车身高温也提高了车辆发生故障的几率，导致因车辆高温引起的交通事故。目前市场上的车内降温设备主要有风扇、空调等，降温速度慢且能耗大，车外降温设备主要有遮阳网、室内空调等，也存在效果不佳、能耗过大等问题。本文设计并实现了一种安装在停车空间内的夏季车辆自动喷淋降温系统，可以在为车辆降温的同时，达到节能、环保、成本低等效果，使汽车的性能发挥更稳定，乘车人员更加舒适安全。

　1.1 国内外研究现状 目前国内外在车辆降温方面的研究主要有几种途径。一是对泊车空间降温，主要通过停放在阴凉处、安装室内大型空调等途径实现。二是对车内空间降温，主要采用开窗通风、车内空调、内外循环、反复推拉车门等方法。三是对车辆内部的关键零件，如制动系统等部位进行实时温度检测，并使用制冷剂或喷淋系统降温。

　车辆降温原理可以归纳为三类。其一，使用车辆降温剂，通过空气流动，将降温剂内的干冰等成分升华，此反应过程会吸收大量的热量，从而使环境的温度迅速降低；其二，通过空气流通，采取开窗、车内空气循环系统、反复推拉车门的方法，将车内的高温空气与车外较低温度的空气交换，达到降温的效果；其三，避免车辆在阳光下暴晒，采取将车辆停放在阴凉处、安装遮阳网、贴敷隔热膜等方法[补充 4]，减少车内温度的提高。以下是一些具体的车辆降温方法操作步骤及优缺点：

　1）车用降温剂：关闭所有车窗，打开驾驶座一侧的车门，在车内喷洒冷却剂，并喷洒约 10 秒钟。汽车冷却剂的主要成分是干冰，降温效果明显，但缺点是不经济实惠，最重要的是在高温下有爆炸的危险。另外，它只能给局部降温，如果喷涂不当，可能会腐蚀车内装饰。此外，一些降温剂中还含有芳烃，这种物质在高温封闭空间内会给乘客带来身体不

　 适，特别是对呼吸系统过敏的人。

　2）反复推拉车门法：先将副驾驶侧车窗摇下，打开驾驶侧车门，使用正常力量开关 5-10 次，这样车内温度可以迅速降低 8 度以上。为了使车内的冷却效果更好，车门可以尽可能多次开关。其优点是操作简单、经济环保，缺点是频繁的开关车门容易造成车门限制器的磨损。

　3）打开车窗+空调外循环方式：将空调开到最大档位，同时打开外循环功能，向上打开空调出风口，将所有窗户和天窗一起打开，运行 1 分钟左右，关闭所有窗户和天窗，再将外循环模式调到内循环模式，此时可适当减少空调的风量。该操作优点是不影响正常驾驶，缺点是耗时长，耗油量大，刚上车时，热气比较重，身体感觉稍差。

　4）使用遮阳伞：购买汽车使用的专业遮阳伞，通过物理降温的方法，直接避免阳光直射汽车的机会，从而降低车身温度升高的可能性。这种方法的缺点是成本高，降温效果并不明显。如果将汽车停放在地下车库或者阴凉处也可以达到同样的效果。

　以上的车辆降温方法都有一定的局限性，通过调研发现，近年来人们开始应用喷淋系统对大型空间降温，此方法成本较低且环保。喷淋降温系统的研究和应用在我国仍处于基础阶段，但是其发展前景广阔，推广和应用也具有重要的现实意义。水不仅是一种汽化后吸收热能较大的液体，更是具有易得、成本低的优点，而且对环境无污染[补充 2]。喷淋降温技术就是利用水的这些特性，将水用高压喷头喷出，通过喷淋出的水滴、水雾吸收环境中的热量，同时吸附空气中的灰尘和可...