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引言：本系统设计了在汽车关闭的情况下，启动了光伏发电电源供电，对汽车内部的检测系统提供电源。控制系统以STM32F103ZET6单片机为核心扩展了远程控制、人员检测、温度调节、自动报警等模块。经综合测试分析，该系统实现了车内温度控制和人员检测等功能，提高了乘车舒适度和无自理能力的乘车人安全。
前言：本系统的研究背景是基于一些生活中的意外事件，如炎热的夏季，老人或小孩被遗忘在汽车内，由于高温、缺氧导致窒息死亡；再者，冬夏季节，人员进入车辆，由于温差较大使人产生不舒服的感觉。车内温控系统是乘车环境的重要组成部分，目前市场上主流的车内温控系统为开启车辆后手动启动温度控制系统。目前的车内温控系统虽然在一定程度上提高了乘车环境的舒适度，但是依然存在很多的不足之处：1.汽车熄火后，温控系统停止工作，当驾驶员返回车内后，由于温控系统是大滞后系统，因
此需要很长时间才能达到设定值，在冬夏两季尤为明显，严重影响舒适度。2.现有温控系统无远程监控功能，驾驶员无法在车外监测、控制车内的温度和其它环境状态。
因此研发一套基于光伏发电的远程车内智能温控系统是非常有必要的，既响应节能环保号召，也提高了驾车的舒适度以及乘车的安全性，具有极高的实用价值以及广阔的应用前景。
1.系统结构设计
本系统主要由机械结构部分和控制系统2部分组成。该系统为一个模拟系统。机械结构部分较为简单，其是由亚克力板组成的长方体结构，主要作用是作为各种传感器、各种模块、蓄电池、以及
主控板等的载体。
图1 模拟系统的整体结构图
控制系统部分主要由主控电路、光伏发电装置、5个光电开关
（可扩展）组成的车内人员数量检测装置、由温度传感器组成的温度检测装置，以及GSM模块远程通信装置、制热与制冷装置等组成。其主要作用为：完成对信号的采集、通信以及温度数据的采集与处理，和主控电路的设计(陈治金，孟文，徐正平等.GSM模块在汽车远程控制预热器中的应用.计算机测量与控制.2013,21(4): 907-909)。
该模拟系统的整体结构示意图如图1所示，系统分为光伏发电、通信部分、主控制器、界面显示、传感器检测、自动报警、温度控制系统等。
2.控制系统部分
控制系统部分包括硬件系统和软件系统。2.1  硬件系统
硬件系统部分主控制器为STM32F103ZET6单片机。该硬件系统包括主控电路、继电器电路，光伏发电装置、由光电开关组成的车内人体检测装置、温度检测装置、GSM远程通信装置、以及制热制冷装置。
2.1.1  主控电路
主控电路部分主要是由STM32F103ZET6单片机组成，它具有功耗低、控制方便、接口丰富、易于拓展、成本较低等突出优点(武风波，张会可.太阳能自动跟踪系统的设计.西北大学学报（自然科学版）.2016,46(6):837-840,846)。该部分电路的主要作用为：控制整个系统的运转，实时采集温度数据、监测驾驶员是否在车内、检测车内人数，并对车内温度进行实时调节。
2.1.2  光伏发电装置
该装置的组成是由太阳能板、蓄电池、太阳能控制器等组成。在该部分中，将太阳能板与太阳能控制器连接，进行由光能到电能的转化，将产生的电能存储于蓄电池中。
2.1.3  继电器电路
继电器是一种电子控制器件，通常应用于自动控制电路中，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用(袁振华，王本有，常志强.基于arduino的智能家居系统开发设计.电子技术.2018(11))。在这里继电器起到的作用是转换电路，当驾驶员关闭汽车后，自动将汽车内温控系统的供电电源由汽车内置电源转换为由光伏发电供电的电源。
2.1.4  人体检测装置
该检测装置由5个光电开关（可扩展）组成。该检测装置采用的光电开关型号为E3F-DS30C4(刘振鹏.残疾人专用翻书机的设计.现代商贸工业.2018(31):194-195)。若光电开关前方有人，则输出低电平；若光电开关前方没有人，则输出高电平，从而判别车内人员的数量与分布。
远程控制车内环境模拟系统设计
皖西学院电子与信息工程学院  邹超  吴金城  彭帅帅  王本有
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2.1.5  温度检测装置
该检测装置实现对车内温度数据的采集，采用的是温度传感器型号为DS18B20，该传感器具有精度高
、量程大、I O口占用少等优点(唐晨飞，万生鹏，贾鹏等.基于FPGA和DS18B20的温度光栅的波长标定方法.应用光学.2017,38(5):852-856)。将DS18B20采集到的数据发送到处理器是单总线协议，处理器对接收到的数据进行运算得出温度值(吴俊云，葛荣建，郭明珠等.基于STC89S52单片机的电子膨胀阀的控制系统研制.制冷学报.2013,34(4):81-85)。
2.1.6  GSM远程通信装置
GSM远程通信模块的主要功能包括模块初始化、短消息处理、GPRS数据处理等功能。该装置在系统中的作用是通过智能手机上的app远程控制整个检测系统的开关以及远程对温控系统的温度进行设定(唐翔，鲍可进.基于ARM的水射流数控机床实时监控及报警系统.仪表技术与传感器.2018(1):76-80)。
2.1.7  制热与制冷装置
该模拟装置的制热部分采用的是小型暖风机，制冷部分采用的是特殊半导体制冷设备。
2.2  软件系统
软件系统主要由人体检测功能、自动报警功能、温度自动控制功能、人机交互界面等4个功能模块组成。
2.2.1 人体检测与自动报警部分
人体检测主要是基于光电开关检测到人入座与否，产生高低电平的变化，来记录车内的人数与状态。设定当光电开关检测到座位上有人时为高电平1，没人时为低电平0。自动报警功能是通过声光报警来实现，当驾驶员关闭车辆后，若车内其他位置有乘客，就会自动启动报警功能；车辆关闭后若车内其他位置无人员存在时，不做任何处理。该部分控制流程图如图2
。
图2 人体检测与自动报警部分流程图
2.2.2  人机交互界面
将处理器中的实时温度数据，通过TTF彩屏显示。通过车内座位上方的光电传感器，实时监测车内人数，并将人数和位置显示在TFT彩屏上。且可以通过触摸TFT彩屏的方式，调控温度阈值，以及控制温控系统的开关状态。
2.2.3  温度自动控制
将DS18B20温度传感器采集到的数据传送至处理器(王云飞.DS18B20温度传感器的应用设计.电子世界.2014(12):355-355)，将实时温度值与设置的温度阈值进行比较，当实时温度值与温度阈值相差较大时，PWM的占峰比较大；当实时温度值与温度阈值相差较小时，PWM的占峰比较小；当实时温度值与温度阈值的差值小于0.2℃时，停止控制。在利用实时温度数据进行控制的同时，通过GSM模块将实时温度数据发送至手机app。温控系统温度的
设定可以现场设定，也可以远程设定。该部分流程图如图3。
汽车熄火图3  温度自动控制部分
3.总结
该模拟系统，驾驶员可以通过手机app远程调节车内温度，也能够实时观察到车内温度，解决了驾驶员
无法在车外监测、控制车内温度的问题，提高了行车环境的舒适度。该系统具有人员检测和自动报警功能，提高了乘车安全性。将此系统与光伏发电系统相结合，不仅解决了系统的供电问题(李真，肖长彪.发电厂房简易通风系统.中国科技纵横 .2013(19):108-108,110)，也达到了环保的目的。模拟系统应用于汽车关闭状态下进行温度自我调节和内部人员检测，具有一定都现实意义。
项目基金：安徽省质量工程项目（2015zy051）；单片机原理及应用精品资源共享课程（2017kfk080）；国家级大学生创新创业训练计划项目（201710376029）。
作者简介：邹超，吴金城，彭帅帅，皖西学院电子与信息工程学院本科在读；
指导老师：王本有，副教授，硕士。