闫伟++张红娜
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.088
摘 要：GSM作为一种成熟、可靠的无线网络传输技术，有着抗干扰能力强、信号覆盖范围广等优点，在许多领域都有着广泛的应用。文章提出了一种基于GSM技术，对车载空气净化器进行远程控制的智能监控系统。系统采用模块化设计，以单片机为控制核心，结合传感器技术，利用GSM进行通信，可实现车载空气净化器的远程智能控制。
关键词：GSM 短消息 单片机 远程监控 空气净化
中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：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
随着我国经济高速持续发展，人们购车的刚性需求旺盛，汽车的保有量增长趋势明显。在满足人们代步出行的同时，随之而来的汽车内空气污染问题也得到了人们越来越多的关注。本文提出的基于GSM技术的远程控制车载空气净化系统，以单片机为控制核心，通过GSM传输指令，可远程对车载空气净化系统进行控制，在汽车开启之前对车内空气进行预过滤、净化，也可实时监测车内空气质量、温湿度等物理量。
1 系统总体设计
车载空气净化器智能控制系统以AT89S52单片机为控制核心，由电源模块、短消息收发模块、空气质量采集模块、空气净化模块、键盘输入模块和数据输出显示模块构成。系统组成框图如图1所示。
2 系统硬件电路设计
硬件设计采用模块化设计，以AT89S52单片机为控制核心，由空气质量采集传感器电路、电源电路、短消息收发电路、键盘电路和显示电路组成。
2.1 电源电路
系统设计了两种供电方式，一种是使用锂电池组供电，另一种是采用车载12V电源供电，两种供电方式可以无缝切换，能够使系统在汽车熄火后继续工作，完成远程监控的需要。本文设计了一种电源无缝切换电路，如图2所示。
當车载12V电源断开时，MOS管IRF9530N导通，由锂电池组VBATTERY为系统供电；当车载12V电源接入时，MOS管IRF9530N关断，锂电池组VBATTERY和车载电源之间断开，由车载12V电源为系统供电。
2.2 空气质量采集电路
空气质量采集电路主要由传感器和外围电路构成，可采集的空气质量指数有PM2.5、挥发性有机污染物（VOC）、温湿度等。系统使用MS1100-P211传感器来检测挥发性有机污染物。MS1100-P211有良好的稳定性和高灵敏度，其应用电路如图3所示。
2.3 短消息收发电路
短消息收发电路模块的主芯片采用的是西门子公司生产的TC35系列中的TC35i芯片。TC35i芯片组工作在EGSM900和EGSM1800两个频段，通过天线连接电路和接口连接电路分别接至天线和SIM卡读卡器。TC35i的数据接口通过AT指令可双向传输指令和数据，可同时支持TEXT格式和PDU格式的短信息。
3 系统软件设计
3.1 主程序设计
系统主程序主要完成初始化软硬件，通过GSM模块与手机终端实时通信和控制下位机采集并显示车内空气质量等功能。系统的主程序流程图如图4。
3.2 数据采集算法
在许多数据采集场合里，都需要进行滤波处理以过滤掉噪声等干扰。通常有中值滤波、均值滤波、限幅滤波等滤波算法。传统的均值滤波算法是对采样周期内的采样值进行循环累加，然后求平均，其优点是信号平滑度较高，灵敏度随采样点数变化较大，缺点是无法有效消除幅值较大的脉冲干扰。本文设计了一种改进的均值滤波算法，有效地克服了传统均值滤波算法无法消除幅值较大的脉冲干扰的缺点。其算法思路为：对连续采样的N个值进行冒泡排序，去掉最大值和最小值，然后累加求平均。
4 结语
系统的软硬件均采用模块化设计，使得系统硬件具有良好的可扩展性；系统的软件具有良好的可移植性。用户通过手机终端可实时监测车内空气质量；通过扩展也可以实时监测车内温度、湿度等物理量。系统操作简单、人机交互友好，通过GSM短消息技术实现了车载空气净化器启动、停止的远程智能控制。
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