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摘要：智能汽車窗簾主要解決的是免于手動的關(guān)閉并增加應(yīng)用端Web頁面加以控制，設(shè)計的汽車窗簾裝置是基于樹莓派作為主控芯片并且能夠通過手機移動界面按鈕控制窗簾的狀態(tài)，用戶可以通過手機頁面中的關(guān)閉按鈕加以控制，利用光照傳感器識別外界溫度觸發(fā)電機拉伸汽車窗簾。

關(guān)鍵詞：汽車窗簾；手機移動界面；光照傳感器

近年來人們對汽車要求普遍提高還有對個人隱私保護意識的增強，汽車窗簾逐漸被人們廣泛接受。作為汽車智能控制與人機交互的載體，智能汽車窗簾的智能化和自動化設(shè)計和研發(fā)尤為重要。目前來說，許多具有某種特定功能的智能窗簾被設(shè)計出來。例如，利用藍牙通信實現(xiàn)無線控制，以Wi－Fi技術(shù)為支持、以無線路由器通信模塊為輔助調(diào)節(jié)窗簾的打開和閉合，利用Wi－Fi無線通信技術(shù)實現(xiàn)對窗簾的智能控制。但是現(xiàn)有的汽車窗簾功能較為狹隘，既不能完全滿足乘員的個性化需求，又無法根據(jù)汽車周圍的環(huán)境變化和乘員的活動狀態(tài)變化進行有效的智能控制。在經(jīng)濟高速發(fā)展和車載智能交互系統(tǒng)迅速興起的大潮下，人們對駕乘體驗有了更高的追求，專門的汽車窗簾隨之出現(xiàn)并且不斷發(fā)展，從單純作為保護隱私的汽車貼膜到專門用于遮光的汽車窗簾，相似的裝置被賦予了更多的功能。本文介紹一種結(jié)合手動與應(yīng)用端頁面交互的汽車窗簾的設(shè)計與實現(xiàn)。

1系統(tǒng)需求

整個系統(tǒng)需求大體上是角色分析：1）手動上，用戶通過移動手機端界面調(diào)控窗簾。2）自動上，當(dāng)光照傳感器檢測到外界溫度過高達到預(yù)定值時，就會觸發(fā)裝置，進而帶動電機使窗簾伸展。3）在性能上，該汽車窗簾簡小便捷，上手體驗效果很好，很安全，硬件方面不會對人造成威脅，還有可擴展性，后期可以對其增加一些其他功能模塊，保證能夠與時俱進，帶來更好的用戶體驗。4）窗簾定義：車窗就是安裝在汽車玻璃內(nèi)測能夠達到隔絕外界熱氣，遮擋陽光，還有保護個人隱私等作用的裝置。

1．1角色需求分析

本裝置的適用群體主要是普通家庭汽車，本系統(tǒng)針對廣大用戶，各年齡段用戶都可輕易使用，操作簡單，復(fù)雜性低。無論任何時候都可有效保護自己隱私，并且自動化程度高，在無線控制等方面有著明顯的效果。

1．2設(shè)計的可行性分析

系統(tǒng)利用前端和后端相輔相成的方式開發(fā)。前端選用js進行頁面的編寫，后臺使用基于Python的編程，采用分布式服務(wù)器進行處理。數(shù)據(jù)庫采用MySQL對表中數(shù)據(jù)進行存儲。在技術(shù)上使用了當(dāng)前成熟的物聯(lián)網(wǎng)通信、傳感器組網(wǎng)、短距離無線通信技術(shù)等，例如光照強度傳感器，就是通過收集太陽在其表面被照明程度的量來作用。

2系統(tǒng)的實現(xiàn)與詳細設(shè)計

本文對于每一輛汽車窗簾子模塊都在功能上做了詳細設(shè)計，介紹了系統(tǒng)的主控制電路、各個傳感器模塊和短距離Wi－Fi無線模塊［2］。在文章的結(jié)尾，將詳細解釋數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法。

2．1系統(tǒng)模塊組成與原理

硬件主要有光照強度檢測模塊、Wi－Fi通信模塊。汽車窗簾工作原理：分別在窗簾兩端固定兩個電機，接著每兩個繼電器都控制一個電機。通過溫度傳感器檢測到溫度過高，其中兩個繼電器控制一個電機使其向一個方向轉(zhuǎn)動從而拉著窗簾走向另一端，打開的時候，通過軟件頁面使兩個繼電器控制另一個電機反方向轉(zhuǎn)動，再把窗簾拉過去，從而實現(xiàn)窗簾的打開。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如1所示。

2．2硬件系統(tǒng)

2．2．1主控電路的設(shè)計與實現(xiàn)本平臺提供的硬件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)涉及到多種數(shù)據(jù)的采集、傳輸，因此系統(tǒng)應(yīng)該滿足安全、穩(wěn)定、低成本的開發(fā)需求。最后對窗簾的系統(tǒng)還有在性能的表現(xiàn)進行了概括，并且選擇了Rasp-berryPi［1，5］作為獲取有關(guān)硬件信息的主要主控制器。2．2．2Wi－Fi通信模塊系統(tǒng)通過短距離無線通信模塊對傳感器數(shù)據(jù)以及控制命令的傳輸，工作流程為：1）打開Wi－Fi；2）給Wi－Fi模塊進行上電，接著復(fù)位；3）SDIOrescan(SecureDigitalInputandOutputres-can數(shù)字輸入輸出掃描)識別出SDIO卡；4）加載以及驅(qū)動模塊；5）接著進行驅(qū)動注冊；6）然后進行下載，再燒錄到模塊，注冊網(wǎng)卡，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及函數(shù)進行初始化；7）對網(wǎng)卡設(shè)置參數(shù)；8）對周圍網(wǎng)絡(luò)進行掃描；9）掃描成功后連接到AP；10）動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）。SOCKET由上層創(chuàng)建，網(wǎng)卡由IOCTL功能操作。每送出一個參數(shù)都由結(jié)構(gòu)體完成，上述返回的結(jié)果也需通過結(jié)構(gòu)體［3］這個橋梁。如圖2所示。2．2．3直流步進電機電機工作：當(dāng)一個信號脈沖由直流電動機發(fā)出時，系統(tǒng)就會獲得一個位置增量，并且隨之所產(chǎn)生的角位移量與傳輸?shù)拿}沖數(shù)成正比［4］。再通過電機控制綁在窗簾兩端的繩子，電機轉(zhuǎn)動時拉動繩子帶動窗簾。如圖3所示。2．2．4光照傳感器模塊光照傳感器采用熱點效應(yīng)原理，用途主要是檢測光照，將太陽發(fā)出的熱量值轉(zhuǎn)換成電壓，當(dāng)外界溫度過高時會使其電壓值過高，從而將數(shù)據(jù)傳給主控芯片，工作流程如圖4所示

2．3軟件系統(tǒng)

2．3．1數(shù)據(jù)跟蹤的設(shè)計以及實現(xiàn)本系統(tǒng)采用ESP8266模塊并與后端服務(wù)器建立對等連接以及數(shù)據(jù)上傳。服務(wù)器驗證客戶端上傳的數(shù)據(jù)并通過審核。當(dāng)通過由傳感器模塊采集到的數(shù)據(jù)超過或者低于預(yù)定值時，自動關(guān)閉窗簾。如圖5所示。2．3．2Web頁面應(yīng)用端Web頁面運用H5、CSS3、JavaScript開發(fā)出靜態(tài)頁面，數(shù)據(jù)庫使用MySQL等實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫連接和處理。系統(tǒng)后端的數(shù)據(jù)檢索和處理是結(jié)合Python的全?？蚣埽―jango）實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫從溫濕度傳感器獲取數(shù)據(jù)，與外界溫度進行比較，超過定值觸發(fā)電機轉(zhuǎn)動。通過頁面按鈕向后端發(fā)請求，后端接受并處理進而控制電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)窗簾閉合。2．3．3數(shù)據(jù)庫設(shè)計在存儲數(shù)據(jù)方面，MySQL被數(shù)據(jù)庫存儲為關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫從光傳感器接收溫度數(shù)據(jù)，并從表格的應(yīng)用程序頁面中的關(guān)閉按鈕記錄背景數(shù)據(jù)。從而增加了速度的提取和靈活性。

3系統(tǒng)調(diào)試

硬件模塊和軟件模塊分開調(diào)試。（1）硬件功能測試裝置中電機的作用，裝置被觸發(fā)時，帶動電機工作，兩端的兩個電機方向轉(zhuǎn)動，從而帶動其兩端所綁定的窗簾掛繩，以實現(xiàn)汽車窗簾的開與閉。（2）軟件測試界面：Web手機界面也是系統(tǒng)的功能之一。每次點擊界面的控制按鈕都會向后臺發(fā)送數(shù)據(jù)請求，從而觸發(fā)設(shè)備運行［6］，并且還可以通過Web界面查看實時狀態(tài)。至此，基于樹莓派的汽車窗簾研究工作已經(jīng)基本完成，最后是對硬件和軟件部分中的功能進行一系列的測試，以保證模塊功能的完整性與執(zhí)行的可靠性。

4結(jié)束語

本文設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車窗簾系統(tǒng)［7］，該系統(tǒng)采用短距離無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)了自主控制窗簾開與閉合功能。系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，每一個模塊功能大體上已經(jīng)完成。用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)定窗簾的狀態(tài)。后續(xù)可以進行優(yōu)化，對模塊細分，以及把前端［8］頁面做得更加美觀，完善汽車窗簾的功能和修復(fù)問題，讓用戶有更好的使用體驗。

參考文獻

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［8］劉博文．深入淺出Vue．js［M］．北京：人民郵電出版社出版，2020

作者：連騰飛 喻恒 薛俊德 單位：平頂山學(xué)院信息工程學(xué)院