基于单片机的共享汽车控制系统的设计与实现

基于单片机的共享汽车控制系统的设计与实现一文创作于：2023-04-12 10:25:42，全文字数：17858。

基于单片机的共享汽车控制系统的设计与实现

11 模块使用I/O 口与32 单片机进行通信，每次传输40 位湿度和温度数据，在传输时进行数据检查，以次增强正确的数据传输能力。

3.5 蓝牙模块

HC-05 是一款蓝牙模块，可以连接单片机控制器的其他设备使其无线通信；将这个模块和单片机建立通信连接的话，可以与单片机芯片的端口连接。此款蓝牙模块可以在许多情境下使用。其参数为：工作电压：3.3V（所有其他引脚，VCC 除外），工作电流：30mA，工作范围：最大10 米（33 英尺）。

HC-05 的工作原理是给所需要的设计增加双向（全双工）无线通讯的功能。HC-05

蓝牙模块可用于单个单片机控制器连接其他蓝牙设备，也可以使用在两个微控制器之间具有串行功能的通信。当开启模块后，使用蓝牙设备的项目都会在相应频段发现到此设备，从而连接到此设备。在蓝牙模块建立连接后，所需要传输的数据可以通过 HC-05 进行传输，然后由蓝牙模块连接的单片机控制器读取接收到的数据。

HC-05 蓝牙模块是通信主机和通信从机都集中在一起的模块，指令齐全丰富的蓝牙串口模块。HC-05 是应用最经典广泛的蓝牙2.0 协议模块，支持目前人们手上绝大多数的安卓手机连接进行通讯，其供电电压范围为3.3V～3.6V。

在基于单片机的共享汽车的设计与实现设计中，选择HC-05 型号的蓝牙模块可以为大多数蓝牙设备连接，应用较为普遍。

3.6 短信发送模块

此模块采用串口（UART）通信，使用行业内通用的at 指令实现了模块操作，完成所需要的短信功能。

在基于单片机的共享汽车的设计与实现设计中，在基于短消息方式的硬件模块的选择中，应在保证功能的情况下以简单、方便使用、价格低廉等条件来选择硬件，在综合考虑之下本系统采用性价比更高的 SIM900A模块。此模块可以无限发送短信功能的一款芯片，具有体积小、可靠性高等优点。

3.7 空气传感器

本设计采用MQ-135 空气传感器。此模块可以轻松检测出多种有害会对人产生不良反应的气体，其灵敏度非常高，在测量烟雾或其它有害气体时精度很高，是广泛应用在多方面的的价格便宜的传感器。

MQ-135 传感器内部采集空气信息部件是特殊材料。在使用传感器是，将其凡在所需要测量的场合下，当前场合中如果出现了污染气体时，传感器中的的检测不见就会跟着污染气体的浓度的增加而逐渐产生反应。在根据相应的电路，根据传感器内部变化的电导率，计算出检测出的数据，再把信号输出。

3.8 红外传感器

热释电红外传感器是根据被测物体（比如人或动物）采集所散发出的红外线，经处理后输出电信号的传感器。红外探头传感器根据测量到发热物体所散发出来的特定波段的红外线来进行工作的。被测温度的红外线都汇总在一块区域内。当红外检测到被加测的东西发生变化时，内部的元件就会产生变化，以此来获得信息，再经由相关电路采集

计算后，根据计算结果输出信号[10]。在以前相关科学家研究使用热释电效应来对红外辐射进行研究，由于受到当时科技水平的限制，没有产生具有实际应用价值的成果。直到六十年代，科技水平有了进一步的发展，使得热释电效应的研究也得到了进一步发展。现如今热释电晶体广泛使用在各种自动化控制装置和相关的的红外应用领域。

3.9 显示屏

TFT-LCD 是目前顶级材质的液晶屏其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，晶体管液晶显示器。其优点为显示屏的显示速度很快并且可以完美调节显示色阶；TFT 液晶屏幕上的每一个像素都对应着一个半导体开关，因此在屏幕上使用点脉冲可以实现对全部像素的直接控制，从而屏幕上的每一个像素都可以单独且连续的操控。这样的方式使得屏幕静态的特性与扫描的线数分离开，从而极大的降低了非选通串扰，增强了画面质量，该液晶屏具有有源矩阵，屏幕后面有半导体开关，每一个像素都和半导体开关线连接，主动对屏幕上每个单独的像素操作。这种屏幕的反应时间很快，可视角度较大。在屏幕是上的半导体的特殊排列方式使其具有一定的延时性，在断电后图像不会立刻消失反而增强了画面的连续性。设计中，根据多方面的显示效果，本系统选择TFT-LCD 屏幕作为系统显示器。

4 系统软件设计

在开发软件时，基于模块化设计的概念，同时考虑每个模块功能之间的总体协调。系统软件分化为多个子程序，每个子程序基本上对应于硬件模块。

在设计本程序时，采用程序设计所规定的设计规范自顶向下，将项目功能区分开来，分别进行设计，将其每个功能都区分成一个单独的功能。以任务所要求的功能为单位采用模块化进行程序设计，首先将每一个功能的主要结构和流程表述出来。将每一个功能逐步完成，最后再与主程序之间联系起来，这样就由一系列功能单元组成了此次设计的系统。这种设计方式也会减少程序复杂度，使得再次修改程序时，简单易懂具有较强的可维护性。

本系统功能模块包括多个功能模块，主要包括：超速报警模块、远程控制开关模块、用车计费模块、自动消毒模块、车内环境监控模块。

4.1 步进电机模块程序设计

为解决汽车驾驶人员的行驶超速问题，因此本系统设计了汽车超速报警功能。通过实时监控车辆行驶速度来保证驾驶人员不会超速行驶，并采用数字显示屏直接显示所测速度。

共享汽车系统主要通过32 单片机控制步进电机的转速来模拟汽车行驶。由单片机产生驱动步进电机转动脉冲，当步进电机收到驱动脉冲信号后会以一定的转速向设定的方向转动设定好的角度。由脉冲信号的频率控制着电机的转动速度，所以单片机通过控 制脉冲数量即可控制电机的转速，继而完成调整电机转速。

通过对车速传感器的输出信号进行测量，然后通过算法，即可得出汽车速度。将实时汽车速度传送至单片机，经过单片机与程序设置好的超速速度对比来得出车辆有没有超速。当所测速度超过提前设置好的汽车车速最高值时进行报警，提示驾驶员车辆减速，将行驶危险降低。

4.2 数字温湿度模块程序设计

设计使用数字温湿度模块来监控车内的温度和湿度数值，保障车内环境舒适和安全。DHT11 数字温湿度模块可以非常灵活的检测共享汽车车内的温湿度，基于DHT11 数字温湿度模块来监控车内温湿度的工作过程是：通过把传感器检测到的数据传输给处理器且通过显示屏幕实时显示，使用户可以实时了解到车内温湿度情况。

4.3 蓝牙模块程序设计

虽然现在汽车车门也有遥控钥匙，但是遥控钥匙容易丢失和遗忘，因此使用手机连接蓝牙控制汽车车门锁无疑成了较便捷的方式。

基于蓝牙技术的汽车门锁功能其工作过程是：通过个人使用的手机与配套的汽车蓝牙相连接，使手机蓝牙模块发出控制命令，汽车上的蓝牙模块接收并由单片机处理，继而控制开锁器打开车门门锁，完成打开汽车门的控制。

4.4 短信发送模块程序设计

由各个模块的传感器采集

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