一种车厢环境智能调节装置的制作方法

本实用新型属于环境控制装置技术领域，具体涉及一种车厢环境智能调节装置。

背景技术：

汽车和火车的出现给人们的出行带来了极大的便利，尤其是长途汽车或者是较远航程的火车，炎炎夏日，尽管车厢内开着空调，但是由于车窗关闭不能通气，使得车厢内氧气含量降低，时间久了会让乘客感觉到恶心等不舒服的症状。针对这种情况，设计一种能够使得封闭空间氧气含量保持稳定且让人感到温度和光线适宜的控制装置就显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供了一种结构简单、设计合理且使用方便的车厢环境智能调节装置，该智能调节装置具有自动调节环境中氧气含量以及根据环境中光纤的强度和温度来智能控制灯光和冷暖空调的功能。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种车厢环境智能调节装置，包括车厢顶板、车厢侧壁和车厢底板，其特征在于：车厢顶板上分布有换气孔、冷暖风出气孔、车顶灯和氧气出口，车厢顶板和车厢侧壁的连接出设有行李架，车厢侧壁上设有窗户、氧气浓度传感器、温度传感器和光敏传感器，车厢底板上设有座位和制氧机，车厢顶板内部经电路板装有控制电路，该控制电路包括光电检测电路IC1、温度检测电路IC2、氧浓度检测电路IC3、单片机IC4、反相器电路IC5、双向可控硅触发电路IC6和电源电路IC7，单片机IC4分别与光电检测电路IC1、温度检测电路IC2、氧浓度检测电路IC3和反相器电路IC5相连，双向可控硅触发电路IC6分别与反相器电路IC5、电源电路IC7、制氧机M、灯光开关KD和冷暖空调开关KL相连。

进一步优选，所述单片机IC4的19脚分别接电容C1的一端和晶振X1的一端，单片机的18脚分别接电容C2的一端和晶振X1的另一端，电容C2和电容C1的共端接地；单片机的9脚分别接电容C3的一端、电阻R1的一端和复位按键SWA的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的一端接复位按键SWA的另一端，电阻R2的另一端与电容C3的另一端共端接电源。

进一步优选，所述光电检测电路IC1包括双运算放大器2A，该双运算放大器2A的1脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接单片机IC4的2脚，双运算放大器2A的8脚分别接电阻R3的一端和电阻R4的一端，双运算放大器2A的3脚分别接电阻R4的另一端和光敏电阻RG1的一端，双运算放大器2A的2脚分别接电阻R3的另一端和电阻R5的一端，双运算放大器2A的4脚、电阻R5的另一端和光敏电阻RG1的另一端并联接地。

进一步优选，所述温度检测电路IC2包括双运算放大器2B和阻容元件组成，双运算放大器2B的1脚分别接R6的一端和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接单片机IC4的3脚，双运算放大器2B的4脚分别接电源、电阻R8的一端和温度传感器RT1的一端，电阻R8经温度传感器RT2分别接电阻R9的一端和电位器PR2的一端，电阻R9的另一端分别接电阻R6的另一端和双运算放大器2B的3脚，温度传感器RT1的另一端分别接电阻R10的一端和电位器PR1的一端，双运算放大器2B的8脚、电位器PR1的另一端和电位器PR2的另一端并联接地，双运算放大器2B的2脚接电阻R10的另一端。

进一步优选，所述氧浓度检测电路IC3包括气体传感器QM、与非门U3、与非门U4和阻容元件，气体传感器QM的1脚接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，气体传感器QM的2脚接电容C7的正极端，电容C7的负极端分别接电阻R18的一端、二极管D6的反向端和电容C8的一端，电阻R18的另一端接气体传感器QM的3脚，气体传感器QM的4脚经电位器RV1与二极管D6的正向端和与非门U3的1脚连接，电容C8的另一端接与非门U3的2脚，与非门U4的1脚和2脚与与非门U3的3脚连接，与非门U4的3脚与单片机IC4的1.0脚相连。

进一步优选，所述反相器电路IC5包括并联的反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C，反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C的1脚分别接单片机IC4的21脚、22脚和23脚，反相器U1A的2脚分别接电阻R1A的一端和电阻R11的一端，反相器U1B的2脚分别接电阻R1B的一端和电阻R21的一端，反相器U1C的2脚分别接电阻R1C的一端和电阻R31的一端，电阻R1A的另一端、电阻R1B的另一端和电阻R1C的另一端并联接地。

进一步优选，所述双向可控硅触发电路IC6包括声光耦合器U6和双向可控硅VS，声光耦合器U6的1脚经电阻R11接电源VCC，声光耦合器U6的6脚接电阻R12的一端，电阻R12的另一端分别接电阻R13的一端和电容C9的一端，电阻R13的另一端接电感L3的一端和双向可控硅VS的1脚，声光耦合器U6的4脚接双向可控硅VS的2脚，双向可控硅VS的3脚接电容C9的另一端，声光耦合器U6的2脚分别接电阻R11的另一端、电阻R21的另一端和电阻R31的另一端。

进一步优选，所述电源电路IC7包括互感线圈TR1和三端稳压器U7，三端稳压器U7的1脚分别接电容C10的一端、二极管D1的反向端和二极管D2的反向端，二极管D1的正向端经互感线圈TR1接二极管D2的正向端，三端稳压器U7的3脚分别接电源、电容C11的一端和电容C12的一端，互感线圈TR1的另一端、电容C10的另一端、三端稳压器U7的2脚、电容C11的另一端和电容C12的另一端并联接地，电感L3的另一端经控制开关K的正极与互感线圈TR1的上端相连接，双向可控硅VS的3脚经控制开关K的负极与互感线圈TR1的下端相连接。

进一步优选，所述双运算放大器2A的型号为LM358，反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C型号均为74LS04，声电耦合器U6型号为MOC3063，三端稳压器U7型号为7805，单片机IC4型号为AT89C51，双向可控硅TR1型号为BTA600B。

本实用新型能够实时智能控制车厢中的灯光开关、冷暖空调开关和制氧机开关，以实现智能调节车厢内部环境的功能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中光电检测电路图；

图3是本实用新型中温度检测电路图；

图4是本实用新型中氧浓度检测电路图；

图5是本实用新型中单片机电路图；

图6是本实用新型中反相器电路图；

图7是本实用新型中双向可控硅触发电路图；

图8是本实用新型中电源电路图。

图中：1、车厢顶板，101、氧气出口，102、车顶灯，103、冷暖风出气孔，104、换气孔，2、车厢侧壁，201、氧浓度传感器，202、行李架，203、光敏传感器，204、窗户，205、温度传感器，3、车厢底板，301、座位。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的具体内容。一种车厢环境智能调节装置，包括车厢顶板1、车厢侧壁2和车厢底板3，车厢顶板1上分布有换气孔104、冷暖风出气孔103、车顶灯102和氧气出口101，车厢顶板1和车厢侧壁2的连接处设有行李架202，车厢侧壁2上设有窗户204、氧气浓度传感器201、温度传感器205和光敏传感器203，车厢底板3上设有座位301和制氧机，车厢顶板1内部经电路板装有控制电路，该控制电路包括光电检测电路IC1、温度检测电路IC2、氧浓度检测电路IC3、单片机IC4、反相器电路IC5、双向可控硅触发电路IC6和电源电路IC7，单片机IC4分别与光电检测电路IC1、温度检测电路IC2、氧浓度检测电路IC3和反相器电路IC5相连，双向可控硅触发电路IC6分别与反相器电路IC5、电源电路IC7、制氧机M、灯光开关KD和冷暖空调开关KL相连。

进一步优选，所述单片机IC4的19脚分别接电容C1的一端和晶振X1的一端，单片机的18脚分别接电容C2的一端和晶振X1的另一端，电容C2和电容C1的共端接地；单片机的9脚分别接电容C3的一端、电阻R1的一端和复位按键SWA的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的一端接复位按键SWA的另一端，电阻R2的另一端与电容C3的另一端共端接电源。

进一步优选，所述光电检测电路IC1包括双运算放大器2A，该双运算放大器2A的1脚接电阻R21的一端，电阻R21的另一端接单片机IC4的2脚，双运算放大器2A的8脚分别接电阻R3的一端和电阻R4的一端，双运算放大器2A的3脚分别接电阻R4的另一端和光敏电阻RG1的一端，双运算放大器2A的2脚分别接电阻R3的另一端和电阻R5的一端，双运算放大器2A的4脚、电阻R5的另一端和光敏电阻RG1的另一端并联接地。

进一步优选，所述温度检测电路IC2包括双运算放大器2B和阻容元件组成，双运算放大器2B的1脚分别接R6的一端和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接单片机IC4的3脚，双运算放大器2B的4脚分别接电源、电阻R8的一端和温度传感器RT1的一端，电阻R8经温度传感器RT2分别接电阻R9的一端和电位器PR2的一端，电阻R9的另一端分别接电阻R6的另一端和双运算放大器2B的3脚，温度传感器RT1的另一端分别接电阻R10的一端和电位器PR1的一端，双运算放大器2B的8脚、电位器PR1的另一端和电位器PR2的另一端并联接地，双运算放大器2B的2脚接电阻R10的另一端。

进一步优选，所述氧浓度检测电路IC3包括气体传感器QM、与非门U3、与非门U4和阻容元件，气体传感器QM的1脚接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，气体传感器QM的2脚接电容C7的正极端，电容C7的负极端分别接电阻R18的一端、二极管D6的反向端和电容C8的一端，电阻R18的另一端接气体传感器QM的3脚，气体传感器QM的4脚经电位器RV1与二极管D6的正向端和与非门U3的1脚连接，电容C8的另一端接与非门U3的2脚，与非门U4的1脚和2脚与与非门U3的3脚连接，与非门U4的3脚与单片机IC4的1.0脚相连。

进一步优选，所述反相器电路IC5包括并联的反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C，反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C的1脚分别接单片机IC4的21脚、22脚和23脚，反相器U1A的2脚分别接电阻R1A的一端和电阻R11的一端，反相器U1B的2脚分别接电阻R1B的一端和电阻R21的一端，反相器U1C的2脚分别接电阻R1C的一端和电阻R31的一端，电阻R1A的另一端、电阻R1B的另一端和电阻R1C的另一端并联接地。

进一步优选，所述双向可控硅触发电路IC6包括声光耦合器U6和双向可控硅VS，声光耦合器U6的1脚经电阻R11接电源VCC，声光耦合器U6的6脚接电阻R12的一端，电阻R12的另一端分别接电阻R13的一端和电容C9的一端，电阻R13的另一端接电感L3的一端和双向可控硅VS的1脚，声光耦合器U6的4脚接双向可控硅VS的2脚，双向可控硅VS的3脚接电容C9的另一端，声光耦合器U6的2脚分别接电阻R11的另一端、电阻R21的另一端和电阻R31的另一端。

进一步优选，所述电源电路IC7包括互感线圈TR1和三端稳压器U7，三端稳压器U7的1脚分别接电容C10的一端、二极管D1的反向端和二极管D2的反向端，二极管D1的正向端经互感线圈TR1接二极管D2的正向端，三端稳压器U7的3脚分别接电源、电容C11的一端和电容C12的一端，互感线圈TR1的另一端、电容C10的另一端、三端稳压器U7的2脚、电容C11的另一端和电容C12的另一端并联接地，电感L3的另一端经控制开关K的正极与互感线圈TR1的上端相连接，双向可控硅VS的3脚经控制开关K的负极与互感线圈TR1的下端相连接。

进一步优选，所述可调电容型号为CAP-PRE，双运算放大器U2的型号为LM358，反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C型号均为74LS04，声电耦合器U6型号为MOC3063，三端稳压器U7型号为7805，单片机IC4型号为AT89C51，双向可控硅TR1型号为BTA600B。

本实用新型氧浓度检测电路中的气体传感器，前面安装有菲涅尔透镜，可以有效的提高检测的灵敏度和抗干扰能力。

本实用新型的具体运行过程为：打开控制开关K，单片机AT89C51开始初始化，检测氧浓度传感器的状态，之后检测单片机AT89C51的1脚，若单片机AT89C51的1脚为高电平，说明有氧气体指令的发出，单片机控制相应的制氧机开始工作，产生氧气；若单片机AT89C51的1脚为低电平，说明没有氧气体指令的发出，则单片机AT89C51不向制氧机发出制氧的指令。

打开控制开关K后，单片机AT89C51通过检测P1.0（单片机AT89C51的第1脚）电平状态决定执行与之相对应的指令。如果车厢中氧气浓度低于标准水平（提前设定的氧气浓度），单片机AT89C51的P1.0端口为高电平，此时氧浓度检测电路将信号发给单片机，单片机AT89C51的P2.0端口（即单片机AT89C51的第21脚）输出低电平，经过反相器U1A后变为高电平，此时声光耦合器控制可控硅VS导通，开始对制氧机进行开启的控制，对制氧机进行开启控制时，出氧口打开，向车厢内释放氧气。经过一段时间后当氧浓度传感器测得车厢内氧气浓度适宜时，在单片机的控制下，制氧机停止工作，出氧口关闭，不再向车厢内释放氧气。

打开控制开关K后，单片机AT89C51通过检测P1.1（单片机AT89C51的第2脚）电平状态决定执行与之相对应的指令。如果车厢中光照强度低于标准水平（提前设定的光照强度），单片机AT89C51的P1.1端口为高电平，此时光敏传感器将信号发给单片机，单片机AT89C51的P2.1端口（即单片机AT89C51的第22脚）输出低电平，经过反相器U1B后变为高电平，此时声光耦合器控制可控硅VS导通，开始对车厢顶部的灯进行开启的控制；当光敏传感器测得车厢内的光照强度接近标准光强时，光敏传感器停止向单片机传送信号，此时，单片机的P2.1端口输出高电平，经过反相器U1B后变为低电平，此时声光耦合器控制可控硅VS截止，车型顶部的灯不通电，车型顶部灯自然就不开启或关闭。

打开控制开关K后，单片机AT89C51通过检测P1.2（单片机AT89C51的第3脚）电平状态决定执行与之相对应的指令。如果车厢中温度低于下限温度标准水平（提前设定的下限温度为标准），单片机AT89C51的P1.2端口为高电平，此时温度传感器将信号发给单片机，单片机AT89C51的P2.2端口（即单片机AT89C51的第23脚）输出低电平，经过反相器U1C后变为高电平，此时声光耦合器控制可控硅VS导通，开始对车厢顶部的冷暖空调进行开启暖气的控制；当温度传感器测得车厢内的温度高于上限温度标准（以设定的上限温度为标准）时，上限温度传感器开始向单片机传送信号，此时，单片机的P2.2端口输出低电平，经过反相器U1B后变为高电平，此时声光耦合器控制可控硅VS导通，车型顶部的冷暖排气口打开，向车型内排放冷气。当车型内温度在设定的上下限温度范围内时，温度传感器经信号传给单片机，单片机的P2.2端口输出高电平，经过反相器U1B后变为低电平，此时声光耦合器控制可控硅VS截止，车型顶部的冷暖排气口不开启或关闭。

当通电状态下时，倘若只有一个信号指令被检测到时，该指令会被执行，直到该信号数据达到设定的标准。倘若在指令正在执行的过程中又有新的指令被检测到，则系统不仅执行先前的指令，还会开始执行刚检测到的信号指令，直到达到车厢内的标准数据。

如果电路受外界影响或者电路因长时间工作而导致功能紊乱，不能正常控制时，可以按下SWA复位键，使单片机各项功能复位。

本实用新型可以根据不同的有效的信号指令，相应的选择不同的执行动作，可以实现3种功能的同时实现，以满足车厢内环境的智能调节，既方便快捷，也提高了现代生活的品质。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。