基于ARM—STM32的车体高温自控装置设计

田翻凤　高晓玲　戴瑞

【摘 要】本系统将STM32作为控制核心，利用超声波模块，红外感应模块，温度传感器模块，车锁感应开关与控制核心相连，检测车上是否有人；当温度超过一定值，会自主调节温度，同时发出报警信息，从而避免儿童因父母忘记遗留车上发生危险。

【關键字】STM32；传感器；自调；高温

中图分类号： TP212.9；TN915.01 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）30-0101-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.043

Design of ARM-STM32-based high-temperature auto-control device

——A thesis on college students innovation training project

TIAN Fan-feng GAO Xiao-ling DAI Rui

（College of Xinhua， Ningxia University，Yinchuan Ningxia 750021， China）

【Abstract】The system takes STM32 as the control core， and USES ultrasonic module， infrared induction module， temperature sensor module， car lock induction switch and control core to connect to detect whether there is someone on the vehicle. When the temperature exceeds a certain value， the temperature will be automatically adjusted， and an alarm message will be sent to prevent children from forgetting the vehicle because of their parents.

【Key words】STM32； The sensor； Since； The high temperature

0 引言

夏季经常发生儿童被家长忘记遗留在车上，由于车内的氧气，温度，湿度等原因导致儿童致死。而导致这件事发生的原因来源两个方面：一是家长的疏忽忘记还有儿童在车上；第二点：车内设备不足导致车内温度无法自我调节，造成孩子死亡等。有研究表明，当气温达到35℃时，阳光照射15分钟，封闭车厢里温度就能升至65℃，在这样的环境里待上半小时就能致命.[1-3]因此，本课题提出了基于ARM-STM32的车体高温自控装置设计，以防止这类悲剧的发生。

1 系统总体设计

本系统主要由温度传感器模块模块、压力传感器模块、红外线传感器、超声波模块、液晶显示模块、人体感应模块、蜂鸣器模块以及STM32作为主控制板的系统装置，系统结构如图1所示。

当车内部温度过高或是过低时，系统会自动开启车载空调进行调温，车内备有独立电源，保障电源供电，可采用太阳能充电板进行充电。当调温系统出现了问题，无法实现降温，蜂鸣器根据车内温度进行发出警报，车内安装蜂鸣器提醒也是在非正常情况下，装置出现问题而无法正常工作时，警示外部人员及提醒家长存在安全隐患；同时可以通过呼救路人来解救小孩，通过车内高温自控降温装置将车内温度降低。

2 系统硬件设计

2.1 STM32的最小系统

本系统考虑到该设计对主控制器性能要求不高，高性能、低成本、低功耗的嵌入式，最终选择STM32F103VET6。它的内核是ARM 32-bit Cortex-M3 的CPU内核，实现最高频率72MHZ、在1MHZ的时钟下，可以执行125万条证书运算指令、512KBFLASH存储器、电源和I/0输入电压范围2.0～3.6V，含有100个引脚、LQFP封装、适应温度范围-40～85`C具体的STM32的最小系统电路[4-5]。

2.2 传感器的选择

本系统中，检测车门上锁时，判断车内是否有人，分两种情况讨论：

（1）驾驶人离开主驾驶下车锁了车门，系统判断车内是否有人，通过压力传感器和红外线进行双重判断，红外线传感器来监测车内是否有活动的人、通过安装在坐垫中的压力传感器检测车内是否有静态减少人在静止情况的误判。其次，检测车内温度的高低是否显示在显示屏上（以车内适宜温度进行判断），如果偏高超出过多，系统进行外部电路启动进行降温；

（2）车内系统中无法启动外部电路，温度传感器测温后，超出正常温度过多，蜂鸣器进行自启动进行求救。

因此，本系统中的压力传感器选择压阻式压力传感器，其基于半导体材料（单晶硅）的压阻效应原理制成的传感器，利用集成电路工艺直接在硅平膜片上按一定晶向制成扩散压敏电阻，当硅膜片受压时，膜片的变形将使扩散电阻的阻值发生变化压阻式具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。除此之外，同时加入红外线传感器，通过反射它的红外线按反馈给装置，再次确保车内有无儿童。

本系统采用DS18B20型号的温度传感器，其数据的读写仅需要一根口线读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。测温范围-55℃～+125℃，在-lO℃～+85℃时精度为±0.5℃直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力[6]，能准确的反应车内的温度。

2.3 声光报警器电路设计

声光报警器是一种用在危险场所，通过声音和各种光來向人们发出示警信号的一种报警信号装置当检测到儿童被锁车内时，单片机通过内部定时器产生按一定规律变化的PWM信号，经过三极管构成的驱动电路来驱动蜂鸣器和指示灯产生报警信号[5]。

3 系统软件设计

基于ARM-STM32的车体高温自控装置设计系统流程如图所示。系统上电后，首先对硬件和外设进行初始化，然后开始循环检测车门是否被上锁。当检测到车门被锁时，启动红外探测器，检测是否有儿童被困车内若没有人被检测到，则停止检测，进行温度测量，判断温度的高低进行调节到适宜温度，启动外部电路；若没有检测到有儿童被锁，则进行不再继续以下电路；如果有儿童在车内，但是温度传感器探测为高温，外部电路无法启动，则蜂鸣器发出警报。进行求救。

4 结束语

本系统利用STM32作为控制核心器，通过超声波模块，红外感应模块，温度传感器模块，车锁感应开关与其相连，检测判断高温情况下，车里是否有人，当温度超过一定值会发出报警信息，从而避免儿童因父母忘记遗留车上发生危险。一般情况下，车内空调等都是需要人为的去控制调节，同时要点燃发动机进行调节，而本系统的设计只需要进行车内判断有无人存在，进行自主调节，无需人员控制，极大的帮助家长的出行和确保儿童在车内的生命安全。

【参考文献】

[1]罗林.儿童遗留车内悲剧频发[J].安全与健康，2015（08）：35-36.

[2]央视新闻微信公众号.高温天孩子被困车内，危险！[J]道路交通管理，2018（08）：69.

[3]巴兴强，马越，王晓辉.基于单片机的车内高温预警系统设计[J].现代电子技术，2018，41（17）：149-152.

[4]沈拓.基于32bit Cortex-M3的嵌入式实验教学系统[J]. 教育教学论坛，2012（31）：49-51.

[5]武征，花新峰.基于STM32F103VET6的校园能耗监测数据采集器的设计[J].工业控制计算机， 2016，29（05）：18-19+21.

[6]陈玉敏，谢玮，孟宪民.基于STM32的温度控制实验设计[J].现代电子技术，2016，39（12）：37-40.