汽车驾驶舱环境污染检测装置研制

王杰++刘全美++莫寿存++陈萌

摘 要：为有效监测汽车驾驶舱环境有害气体污染问题，研制了适用于汽车驾驶舱环境的有害气体检测装置。该装置采用STC12C5A60S2为处理器，针对汽车驾驶舱环境空间的甲醛、一氧化碳等污染物采用电化学传感器进行检测，并利用液晶显示屏进行污染浓度数据显示，同时以国标为依据进行污染情况预警。

关键词：驾驶舱 污染气体 检测

中图分类号：R136 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0083-02

随着城市汽车保有量的快速增长，汽车已成为人们的常用代步工具。但由此而导致的汽车排放污染问题，也正在直接或间接地损害着人们的身心健康。其中，驾驶员及乘客会相对较长时间的停留在汽车驾驶舱环境中，从而汽车驾驶舱环境有害气体污染问题也日益凸显。故该文进行了相关汽车驾驶舱环境污染检测装置研制。

1 汽车驾驶舱环境污染检测装置工作原理

为满足汽車驾驶舱环境的污染物检测要求，该文依据《室内环境空气质量监测技术规范HJ/T167-2004》规范，应用多传感器耦合技术进行设计，具体由传感器、显示器和报警器3部分组成。具体工作原理为，采用STC89C52单片机作为核心处理芯片，半导体原理的甲醛、VOCs空气污染传感器，并辅以1602液晶模块显示温度数值，并依据国家室内空气质量标准，进行污染程度预警。

2 汽车驾驶舱环境污染检测装置设计

2.1 汽车驾驶舱环境污染检测装置硬件设计

（1）传感器的选择与电路设计：为满足汽车驾驶舱环境污染检测需求，特选择甲醛、甲苯、一氧化碳为主要污染源进行检测。其采用的具体型号为SGM8042甲苯传感器、SGM8552甲苯传感器、SGM8042一氧化碳传感器。

以上3种传感器具有可以进行轨到轨输入和输出的单电源运放，宽供电电压（1.4～5.5 V），低静态电流（670 nA）的特点。在应用时可以运放采用单电源5 V供电，采样电阻采用1 K，其输出信号可送入单片机AD0进行转换。

（2）控制器组成与电路设计：控制器由MC9S12XS128单片机和液晶显示器组成。该单片机芯片，是一个增强的16位单片机芯片，具有CPU12X V2内核，可以运行40 MHz总线上的频率。

液晶显示器采用1602型液晶显示器。该液晶显示器常用5 V电压驱动，它可以显示2行，每行16个字符，内置的包含128个字符的ASCII字符字库。

2.2 汽车驾驶舱环境污染检测装置软件设计

汽车驾驶舱环境污染检测装置的软件设计主流程图如图1所示，汽车驾驶舱环境污染检测装置开始工作后，系统首先参数初始化，读取传感器采集的信息，同时液晶显示器开始工作；而后，单片机根据传感器采集的数据与设定的阈值相比较，从而判断车内的空气污染物有没有超过限定阈值，若超过限定的阈值，进行污染报警；若不超过限定的阈值，则进行浓度预测与友好建议提醒。

3 模拟试验与应用效果分析

为了对所设计的汽车驾驶舱环境污染检测装置的功能和性能进行考核验证，该研究在实车的驾驶舱内进行了相关测试。

（1）实验步骤：①将汽车驾驶舱环境污染检测装置放入实车的驾驶舱内；②使车辆分别运行在怠速、匀速、加速、减速等不同工况下；③观察汽车驾驶舱环境污染检测装置的液晶显示器上甲醛、甲苯、一氧化碳数值的变化，在此过程中用相机录像，记录试验的过程。

（2）试验结果与分析：通过表1可以发现，车辆行驶在怠速、匀速、加速、减速等不同工况下时，汽车驾驶舱环境污染检测装置均能有效记录，对应时刻的甲醛、甲苯、一氧化碳等污染物的浓度值，并进行合理报警与预测。从而可以证明，该文所设计的监测装置具有良好的监测和预警功能。同时，经过进一步的分析可以看出，总体来说，车辆在怠速工况下运行时，其驾驶舱环境污染最为严重，而减速行驶工况下的驾驶舱环境污染最轻。

4 结语

该试验所研制的汽车驾驶舱环境污染检测装置，可以实现对多种有害气体的实时监测、预测和报警。该项研究为改善汽车驾驶舱环境空气质量奠定了良好的技术基础，在改善驾驶环境方面具有实际推广意义。

参考文献

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