专利名称：一种智能的客车天窗控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天窗控制装置，尤其是涉及一种智能的客车天窗控制装置，适用于配置有顶部天窗的客车，尤其是大型半封闭、全封闭式客车，可在日常运行中实现智能感知，自动控制开启或关闭。
背景技术：
在现时的城市客运中，大型客车包括长途运输、公交车辆等占了较大比重。由于人性化以及舒适性要求愈来愈重要，大型客车车辆更多的趋向于封闭式空调车辆，由此带来的车内空气质量下降却一直成为了急需解决的问题。而一般客车由于顶部较高，车窗开启关闭存在较大的方便性问题，所以造成了开启后遇上恶劣的沙尘，雨雪天气等闭合不及时对乘客的人身带来不必要的伤害和困扰不适。
发明内容针对现有的客车天窗开启关闭便捷性差，人性化差的的弊端，本实用新型的目的在于，提供一种智能的客车天窗控制装置，该装置能够实现在车辆日常运行中，通过对车内车外环境的精确感知，做到智能开启或关闭天窗，从而更好的提高了大型客车的舒适性及人性化。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术方案得以实现I、一种智能的客车天窗控制装置，包括客车车顶部车窗，其特征在于，还包括安装在车内的空气质量传感器，用于实时监测车内的含氧量或其他有害气体含量，并输出数据信号至微控制器；安装在车内的灰尘传感器，用于实时检测车外环境的灰尘指数；安装在车内的空气湿度传感器，用于实时监测车外空气湿度指数；单片机微控制器，用于采集空气质量传感器、灰尘传感器和空气湿度传感器输出的信号，并对信号进行A/D或D/A转换，通过执行内置的编程程序，做出逻辑判断及输出控制指令；驱动芯片，用于接收单片机微控制器或人工手动单元的执行指令，输出高低电平，控制工作电机的工作状况；工作电机，用于驱动车顶天窗的打开与闭合；人工手动单元，用于直接控制驱动电路，以控制工作电机驱动车顶天窗的打开与闭合；电源模块，用于给单片机微控制器提供稳定的工作电压；空气质量传感器、灰尘传感器、空气湿度传感器和电源模块分别与单片机微控制器连接，单片机微控制器的输出端连接驱动芯片，驱动芯片分别连接和工作电机。本实用新型的其他特点是所述空气质量传感器采用半导体集成式数字输出传感器，分别于车厢内部侧壁前中后安装三个组成空气质量传感器组；所述灰尘传感器车厢外顶部前后各安装一个，组成灰尘传感器组；所述单片机微控制器选用Freescale 9S12DG128单片机；所述电源模块利用车载蓄电池。所述工作电机选用直流式电动机。所述空气湿度传感器选用HMP60U型空气湿度传感器，只需在车厢外顶部安装一个即可；所述驱动芯片选用2803A型驱动芯片。本实用新型的智能的客车天窗控制装置，使用对象为大型客车，尤其是大型半封闭、全封闭客车，具有以下优点I.在客车日常运营中，能够智能解决由于车顶天窗不易打开或关闭带来的环境影响，为乘客提供更舒适的乘坐环境；2.对环境感知全面，设车内环境监测与车外环境监测，充分的检测最大程度的实现了装置的适用范围与工作能力；3.传感器选择合理，均内置信号处理及数字信号输出功能，极大地缩小成本，以及装置简易性增强；4.采用的单片机微控制器，工作性能稳定，智能化程度高，市场普及程度高，元件来源广泛，后期维护保修便利；5.设立手动单元，启动方式多样化，利用车载蓄电池供电，方便快捷，装置模块单元数目得到进一步减少。
图I为本实用新型总体技术路线图；图2为驱动芯片2803A引脚图；图3为单片机微控制器逻辑算法程序流程以下结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
本实用新型的一种智能的客车天窗控制装置，其设计思路是基于车内空气质量传感器组、车厢外部灰尘传感器组、车厢外部空气湿度传感器对于车内外空气质量以及天气状况的实时监测和精确感知，经由单片机I/O引脚输出传感信号至单片机微控制器，由单片机微控制器执行程序算法，进行逻辑判断并输出决策指令，由驱动芯片直接控制工作电机，从而实现车顶部天窗的打开或关闭。参见图1，本实施例给出一种智能的客车天窗控制装置，包括客车顶部车窗，还包括空气质量传感器，用于实时检测车内空气质量，并输出数据信号至微控制器，主要监测车内的含氧量或其他有害气体含量；灰尘传感器，用于实时检测车外环境的灰尘指数，主要防范沙尘暴恶劣天气；空气湿度传感器，用于实时监测车外空气湿度指数，主要防范雨雪等恶劣天气；[0038]单片机微控制器，主要功能任务为对各类别传感器采集以及输出的信号进行A/D或D/A转换，通过执行内置的编程程序，做出逻辑判断及输出控制指令；驱动芯片，接收微控制器的执行指令，输出高低电平，从而控制下一单元(工作电机)的工作状况；工作电机，工作电机由驱动电路直接控制，其工作状态为车顶天窗的开闭与否；人工手动单元，用于直接控制驱动电路，以控制工作电机驱动车顶天窗的打开与闭合； 电源模块给单片机提供稳定的工作电压，保证正常工作运行。空气质量传感器、灰尘传感器、空气湿度传感器和电源模块分别与单片机微控制器连接，单片机微控制器的输出端连接驱动芯片，驱动芯片分别连接和工作电机。空气质量传感器空气质量传感器(别称空气品质传感器)广泛应用于各种空气净化装置和小家电产品。传感器对酒精、香烟、氨气、硫化物等各种污染源都有极高的灵敏度，产品响应时间快，工作稳定，价格便宜，非常适合大量应用。主要应用于空气清新机，换气空调，空气清新检测仪等检测场合。本实施例选用的是X-SAIL牌AQM-300C型半导体集成式数字输出空气质量传感器。其主要特点如下检测灵敏度极高，有效探测气体浓度为0. IPPM ;稳定性好，不受温湿度影响；寿命长，成本低；模块化设计，数字信号输出，应用更方便简单。主要工作参数如下(I)探测气体氨气、氢气、酒精、一氧化碳、甲烷、丙烷、甘烷、苯乙烯、丙二醇、酚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛等有机挥发气体、香烟、木材、纸张燃烧烟雾；(2)物理接口 XH2. 54-4立式插座；(3)输出数据TTL电平(内置200欧姆限流电阻)；(4)输入电压5. 0±0. 2VDC (无电压反接保护)；(5)工作电流< 80mA ；(6)预热时间S 60秒；(7)响应时间< 10秒；(8)恢复时间S 20秒；(9)工作温度-10400C ；(10)工作湿度< 95% RH ;(11)存储温度-2060 0C ；(12)存储湿度< 60% RH ;(13)外形尺寸24X20X15(LXWXH)；(14)重量约 20 克；(15)灵敏度Ippm 氢气；(16)灵敏度衰减< I % /年；(17)使用寿命> 10年。主要安装方法是在车厢内部侧壁前中后安装三个空气质量传感器组成传感器组，实时检测车内空气质量，包括含氧量、有害气体含量、其他空气质量系数。由于本空气质量传感器是数字化输出信号，所以传输信号可直接供单片机微控制器使用。灰尘传感器灰尘传感器是用光学方法测量悬浮于气相介质或者液相介质中的微小微粒特性的传感器装置，可以感知烟草产生的烟气和花粉，外部环境等粉尘等I微米以上的微小粒子。被广泛应用于大气测量、火灾、烟气测量及工业锅炉、窑炉、化工厂排烟测量等领域，为这些领域的自动化控制提供可靠的信号。本实施例采用的是DSM501A型灰尘传感器。其主要工作参数为(I)能够探测I微米以上的粉尘粒子；(2)两种输出模式，解决不同灵敏度使用要求，洁净环境Vout输出高电平信号(4V)；(3)5VDC 供电；(4)探测粒子范围最大到8000pcs/283ml (lum以上粒子)。其安装方法为车厢外顶部前后各一个组成灰尘传感器组，实时检测车辆所处外部环境的灰尘系数，主要监测天气状况为冰雹及沙尘暴等恶劣天气情况，及时做到车顶天窗 关闭保护乘客。空气湿度传感器空气湿度传感器是利用感应部件-高分子薄膜湿敏电容，位于杆头顶部，这种具有感湿特性的电介质其介电常数随相对湿度的变化而变化。其用途主要集中于气象观测、环境控制、露点测量等领域。本实施例采用的是HMP60U型空气湿度传感器，其主要特点为微型湿度探头；低功耗；带有标准M8接头的可插拔电缆；坚固的金属外壳；多种输出可选。其主要工作参数为相对湿度(测量范围0 100% RH ;精度(0 +40°C )0 90% RH±3% RH，90 100% RH±5% RH ;精度(-40 (TC ；+40 +60°C ) ;0 90 % RH±5% RH ；90 100% RH±7% RH ；温度测量范围-40 +60°C ;精度±0. 60C ;露点测量范围-40 +60°C ;精度0 +40°C范围内，当露点差< 15°C时±2°C，-40 (TC ;+40 +60°C，当露点差< 10°C时±3。。；工作环境(工作温度)-40 +60°C ；电磁兼容性符合EMC标准EN61326-1，基本抗扰性试验要求；输入和输出工作电压5 28VDC/8 28VDC配有5V输出；电流消耗平均值1mA，最大峰值5mA ;工作电压启动时间< 14V :1s ;> 14V :4s。空气湿度传感器只需在车厢顶部外侧安装一个既可，能够实时监测车辆外部空气湿度系数，主要监测空气状况为下雨天气。单片机微控制器由空气质量传感器、灰尘传感器、空气湿度传感器输入的信号通过单片机I/O引脚传入单片机微控制器，控制器对信号数据进行执行内置程序进行逻辑判断，并输出控制指令决定车顶天窗的开启与否。逻辑编程主要采用方法为逻辑“或”:空气质量系数、灰尘系数、空气湿度系数三者与程序内设阀值进行比较，只需其中之一系数达到大于等于阀值，控制器便输出开启指令，否则为关闭指令。本实施例米用的单片机微控制器为Freescale 9S12DG128单片机，该Freescale9S12DG128单片机采用5V供电，具有25MHZ的总线速度，主要用于工业控制领域，特别适合用在汽车电子自动化控制领域。该单片机的特点是丰富的I/O引脚和工业控制专用的通信模块。Flash容量为128KB，通信模块有SCI、SPI、IIC、CAN、J1850等。其112引脚封装的有91个I/O引脚，能够充分满足各传感器信号预处理单元与单片机之间的信号传递；16路10位A/D转换引脚，能够充分满足单片机的输出指令与下一单元的驱动芯片之间的传达。[0076]驱动芯片本实施例中采用的驱动芯片为2803A型，可以实现工作电机的工作状态。依照Freescale 9S12DG128单片机引脚定义，9引脚为接地，I、18引脚，2、17引脚，3、16引脚，4、15引脚，5、14引脚，6、13引脚，7、12引脚，8、11引脚为一对输入输出引脚，共8对。本实施例中利用了其中的6、13引脚，7、12引脚，即从6、7引脚中低电流的输入信号，即可从13、12引脚中得到高电流的信号，从而达到提高电流的目的，即而实现了电机的工作动作。工作电机工作电机采用普通直流式电动机便可满足工作要求。其直接受驱动电路控制，电机工作效果为车顶天窗的开闭与否。人工手动单元手动单元为一开关按钮，直接与驱动电路相连接，不受单片机微控制器控制。可在驾驶人员时间充裕且观测充分时，进行选择性操作，实现了本天窗控制装置的多样化操作优点。电源模块，为Freescale 9S12DG128单片机提供稳定工作电压，本实施例采用车 载蓄电池供电，并可采用稳压管进行稳压。
权利要求1.ー种智能的客车天窗控制装置，包括客车车顶部车窗，其特征在于，还包括安装在车内的空气质量传感器，用于实时监测车内的含氧量或其他有害气体含量，并输出数据信号至微控制器；安装在车内的灰尘传感器，用于实时检测车外环境的灰尘指数；安装在车内的空气湿度传感器，用于实时监测车外空气湿度指数；单片机微控制器，用于采集空气质量传感器、灰尘传感器和空气湿度传感器输出的信号，并对信号进行A/D或D/A转换，通过执行内置的编程程序，做出逻辑判断及输出控制指令；驱动芯片，用于接收单片机微控制器或人工手动单元的执行指令，输出高低电平，控制工作电机的工作状况；工作电机，用于驱动车顶天窗的打开与闭合；人工手动单元，用于直接控制驱动电路，以控制工作电机驱动车顶天窗的打开与闭合；电源模块，用于给单片机微控制器提供稳定的工作电压；空气质量传感器、灰尘传感器、空气湿度传感器和电源模块分别与单片机微控制器连接，单片机微控制器的输出端连接驱动芯片，驱动芯片分别连接和工作电机。
2.如权利I要求所述的智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述单片机微控制器选用的是Freescale 9S12DG128单片机。
3 如权利I要求所述的ー种智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述空气质量传感器选用的是X-SAIL牌AQM-300C型半导体集成式数字输出空气质量传感器，井分别于车厢内部侧壁前中后安装三个，组成空气质量传感器组。
4.如权利I要求所述的智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述灰尘传感器选用的是DSM501A型灰尘传感器，车厢外顶部前后各安装ー个，组成灰尘传感器组。
5.如权利I要求所述的智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述空气湿度传感器选用HMP60U型空气湿度传感器。
6.如权利I要求所述的智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述驱动芯片选用2< 803A型驱动芯片。
7.如权利I要求所述的智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述工作电机选用直流式电动机。
8.如权利I要求所述的智能的客车天窗控制装置，其特征在于，所述电源模块选用车载蓄电池。
专利摘要本实用新型公开了一种智能的客车天窗控制装置，包括客车的顶部天窗，安装在车内的空气质量传感器、灰尘传感器和空气湿度传感器以及单片机微控制器、驱动芯片、工作电机、人工手动单元、电源模块。空气质量传感器、灰尘传感器、空气湿度传感器和电源模块分别与单片机微控制器连接，单片机微控制器的输出端连接驱动芯片，驱动芯片分别连接和工作电机。该装置适用于大型客车，尤其是大型半封闭、全封闭客车，能解决由于车顶天窗不易打开或关闭造成的环境影响，为乘客提供更舒适的乘坐环境。
文档编号E05F15/00GK202611429SQ201220186269
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者朴轩霆, 王白侠 申请人:长安大学