一種基于Arduino的智能車載監控系統

寇世文 孫錦琛 楊成慧

摘 要 本文主要提出一種基于Arduino的車載監控系統的設計方案，通過結合電子信息技術，來實時獲取車內的如溫度、濕度、二氧化碳濃度等模擬量，使人類的生活出行更加便捷。該方案的設計采用Arduino為中控單片機，從而達到維持整個系統的運轉和有效的數據收發處理效果。本文介紹了系統的設計思想，以及設計方案。

【關鍵詞】車載監控 物聯網 Arduino Wi-Fi模塊

1 引言

物聯網智能家居的出現實現了人物互聯，物物互聯，方便了人們的住。除了在家中，另外一個對于我們比較重要的地方就是我們的代步工具汽車了。智能汽車監控系統的設計是以方便我們出行，時刻監控汽車內部各個指標變化為目的，它的設計融合了無線傳輸技術、單片機開發、服務器設計等等。該設計可以通過手機app檢測系統、將汽車與手機進行實時互聯。方便我們的出家旅行。

目前智能車載監控技術的研究仍然不夠普及，因此研究該設計方案的意義就由此體現。

2 系統組成

如圖1所示。

2.1 Arduino

Arduino是一塊開源的單片機硬件，它是由一個意大利團隊在2005年所開發。大多數Arduino單片機都具有一個Atmel 的8位AVR微控制器，且具有較大的閃存以及足夠的引腳。單片機的整體通過左右兩列排插來和其他電路進行連接。本設計方案一共需要5個模擬量讀寫接口，3個數字量讀寫接口。在Arduino Uno R3具有快速地處理，親民的價格，方便的操作，低功耗等優良特性的基礎上完全適合用于本系統的設計。因此采用Arduino Uno R3這個型號作為本設計的主控單元。

2.2 Wi-Fi模塊

即串口Wi-Fi模塊，它可以將TTL或者串口電頻轉化成為符合Wi-Fi無線網絡傳輸標準的信號。本設計方案采取NodeMCU單片機作為本方案的Wi-Fi模塊。NodeMCU基于ESP8266，在2013年所被開發，它具有一個TensilicaXtensa LX106內核，被廣泛用于各種物聯網設備的設計使用當中。

2.3 服務器

本設計方案的服務器選用機智云物聯網開發平臺。機智云是一個方便技術開發人員，快速開發智能硬件的物聯網開發社區。它為開發者提供了設備遠程控制管理，數據存儲分析等等服務。在接入該平臺時，它提供了許多接入云端的方案，同時它可以自動生成許多相關功能實現的配置代碼。

2.4 傳感器

傳感器由非電信號轉換成電信號的元件，它可以把自然界檢測到的各種模擬量轉換成為電信號的形式，是一種便于計量求值的一種輔助手段。在挑選傳感器時應選取具有輸入輸出單值對應且良好的線性關系的傳感器，要求傳感器有較高的靈敏度且具有一定的抗外界干擾能力；可以在較差的工作條件下正常靈敏工作；具有較好的頻響特性；穩定可靠等。

濕度溫度傳感器：在本設計中選取DHT11作為本項目的濕度溫度傳感器。DHT11傳感器具有一個已經校準的溫度濕度數字輸出口。其濕度測量范圍在20-90%RH，溫服測量范圍在0～50℃，基本符合車內的溫度濕度范圍。

一氧化碳傳感器：TGS203是一個半導體氣體傳感器，它對一氧化碳你的檢測范圍在50-1000ppm之間，同時它具有壽命長、靈敏度高后期電路簡單等優良特性。因此選取該型號的一氧化碳傳感器作為本設計使用。

煙霧傳感器：MQ-2是一個較為常見的煙霧傳感器，它具有較高的靈敏度和抗外界干擾能力，且對甲烷、酒精、煙霧較為敏感，適合用于家庭和工廠的氣體泄露檢測。由于其相對經濟的價格以及優良的性能，因此本設計方案采取MQ-2作為煙霧傳感器。

3 系統設計與實現

該設計方案大致分為四個模塊：服務器的設計、傳感器Wi-Fi模塊、Arduino單片機模塊的設計。首先通過機智云選擇接入云服務器的方案，選擇好需要監控的模擬變化量如溫度濕度、一氧化碳濃度。由于機智云提供了Arduino相關網絡配置的代碼生成功能，因此在Arduino開發時可以利用機智云生成的網絡代碼，減少了開發難度。同樣在開發Arduino單片機時需根據需要檢測的模擬量配置好相關引腳的功能。最終Arduino單片機連接Wi-Fi模塊接入機智云完成整個監控系統的構成。

4 結語

該設計可以解決現代人類行車用車中的一些常見問題，例如近些年來汽車自然的發生。通過實時網絡互連技術，即使車主不在汽車附近，如果車內產生自然現象，車內的煙霧傳感器會第一時間檢測到并立即報警提示車主汽車的一些變化，防止車主經濟利益的損失。再如夏季車內一氧化碳中毒，通過進一步的改進如果車內一氧化碳的濃度達到一定的數值之后車窗會自動搖下并同時報警，提示車主。

該系統的設計采用了簡單的構架實現了日常生活中人類駕車出行過程中的一些急需處理的常見問題，通過合理地運用相應的傳感器可以將汽車趨向智能化，因此該設計具有一定的使用價值。

參考文獻

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作者單位

西北民族大學 甘肅省蘭州市 730124