汽车智能遮阳帘及安卓手机端控制设计

汽车智能遮阳帘及安卓手机端控制设计

崔宏耀,刘博文,刘 豪,李 振

【摘 要】本文针对车辆乘座环境舒适性需求，提出了利用移动终端远程控制遮阳帘的解决方案。文中描述了系统的核心控制器、传感器、执行器驱动、通讯、电源等主要部分的选配与相关电路设计；介绍控制系统软件设计，包括根据车外光线强弱和车内温度自动调节遮阳帘，定时开闭遮阳帘，兼有防盗报警功能等；该系统的相关手机终端APP可实现远程控制、系统设定和信息交互。系统样机经调试成功，具有一定的应用价值。引入移动智能终端是车身舒适系统加入移动互联应用的一次有益尝试。 【期刊名称】交通科技与经济 【年(卷),期】2017(019)001 【总页数】4

【关键词】遮阳帘；舒适系统；智能控制；蓝牙；安卓

随着移动互联技术的迅猛发展，汽车车身舒适系统呈现出网络化与智能化的趋势，特别是移动终端的应用，将成汽车舒适系统人机交互与控制的必然发展方向。本文介绍一种以飞思卡尔公司MC9XS128为核心控制的车用遮阳帘解决方案。

1 智能遮阳帘整体设计思路

此方案以单片机系统作为下位机，直接控制遮阳帘的工作状态。汽车遮阳帘控制系统通过光敏传感器及温度传感器来测试车内温度及车外光线强度来控制遮阳帘的开合。

无线智能终端作为上机及远程客户端，通过与单片机通讯，可显示温度及光线

强度等信息，通过蓝牙实现到对遮阳帘的控制。远程客户端通过无线公共网络远程访问车载智能终端，并通过车载智能终端控制下位机或车辆舒适控制网络的网关。为便于开发本项目忽略网关先直接针对下位机进行控制，重点完成下位机控制系统和上机安卓应用的开发。

该汽车智能遮阳帘控制器是飞思卡尔公司MC9XS128。单片机与车载移动终端通讯采用蓝牙模块，通讯稳定。安卓客户端软件制作采用的软件为APP Inventor。APP Inventor是在网页通过Java环境对Android进行程序编写，只需要选定好逻辑模块编写Android程序。

编写APP Inventor 程序可利用浏览器设计手机的软件控制界面，然后按照设计和实现的功能进行逻辑拼接，这些逻辑拼接简单易懂，思路清晰。最后将编写好的软件下载到手机，点击安装即可使用。

2 智能遮阳帘的设计实现

2.1 电机驱动模块设计

根据光线温度的状态进行对汽车遮阳帘的开合控制，要求电机可以正反两个方向都可以转动，并且可以实现调速。根据此系统设计遮阳帘电机驱动芯片所使用的是凌飞公司生产的BTS7971半桥驱动芯片，采用两片BTS7971半桥驱动并联成全桥，通过单片机控制来改变电流方向进而控制正转反转。BTS7971是升级产品， BTS7971内阻只有7 mΩ，可以承受电流最大为70A。

为了防止电机转动时过大的电流流入最小控制系统，从而烧坏最小控制系统，在最小系统控制信号输出的引脚和BTN7971的输入引脚之间加一个反向器，隔断驱动芯片的大电流流入最小控制系统。选用的反向隔离器为74LS244。在电池输入接口并联一个大电容可以防止电机输出的电流对主电源干扰。电机驱

动模块原理图如图1所示。 2.2 光敏模块设计

光敏模块对汽车遮阳帘控制系统尤为重要，光敏传感器模块如图2所示，其对环境光强敏感，一般用来检测周围环境的亮度和光强。光敏电阻检测车外光线强度，光线强度的改变，光敏电阻的阻值也会变化，光敏传感器模块电路如图3所示。光敏传感器模块电路拟量输出AO可以和单片机的AD模块相连，通过AD转换，可以获得环境光线强度的数字模拟量；根据单片机AD转换的数值棒棒(Bang-Bang)控制电机的正反转，进而达到开合的目的。将状态空间划分为两个区域，一个区域对应于控制变量取正最大值，另一个区域对应于控制变量取负最大值。这两个区域的分界面称为开关面，在系统仿真基础上，通过实验进行优化。 2.3 蓝牙模块设计

蓝牙模块采用的是hc-05主从一体蓝牙串口模块。蓝牙模块体积小，设置方便，如图4所示。通过单片机SCI串口通信与手机APP客户端进行连接数据交换，线串口的主要功能是把最小控制系统所接收到的信号、处理的变量值和输出的信号或变量值发到串口调试助手，进行调试，将光线强度温度等信息发送到车载安卓手机终端，并可通过移动通讯公网互联至远程客户端进行显示。车载终端与下位机如图5所示。 2.4 电源模块设计

汽车智能遮阳帘系统是采用DC12V车载电源提供电力。由于各个模块所需的电压是不相同的，控制系统模块、蓝牙模块、串口通信、各种模块需要5V供电，电机驱动模块既需要5V供电又需要12V来驱动电机。如果电压不稳会引