车载空气净化器中无线检测和控制系统的研究与设计

发布时间：2017-05-13 21:06

  本文关键词：车载空气净化器中无线检测和控制系统的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着城市的大气污染日益严重,处于雾霾、沙尘暴等天气环境中的驾车人员的身体健康受到了严重的威胁。此外,车内的空调、装修饰材等产生的污染物也同样加重了车内空气的污染程度。乘驾人员长期处于该空气环境中会出现身体不适,从而导致潜在的行驶安全问题。为了提高车内空气质量,提供清新舒适的乘驾环境,本文研究并设计了一个基于低功耗蓝牙技术的车载空气净化系统,由车载空气净化器,手机终端和云服务器三部分构成。首先,为了实现系统中车载空气净化器和手机终端无线通信,本文研究了低功耗蓝牙BLE(Bluetooth Low Energy)通信技术,并简要分析了低功耗蓝牙通信的抗干扰设计。其次,针对空气净化、空气质量参数的检测、无线控制的功能需求,提出了三层架构的系统设计方案和具有可扩展性的无线通信方案；针对需求变化大、业务类型多、节能要求高的系统特点,设计了以BLE协议栈为基础的四层结构的无线通信协议。最后,根据本文设计的系统设计方案和无线通信方案,重点阐述了车载空气净化器的软硬件设计和实现方法,并详细介绍了无线通信协议的具体实现。与传统的车载空气净化器相比,车载空气净化系统一方面实现了更加高效节能的空气净化和空气质量参数的检测,另一方面采用了低功耗蓝牙通信技术实现了手机终端和车载净化器的无线通信,实现移动终端决策、车载终端执行的智能控制解决方案。此外,依托以移动终端作为中介的透明数据通道,可以构建大气环境分析互联网平台,承载车联网服务。本文研究和设计的车载空气净化系统具有净化、检测和无线通信功能,具有一定的实际意义和商业价值。
【关键词】：车载空气净化器 无线通信 手机终端 低功耗蓝牙
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.851
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 车载空气净化器的国内外发展现状11-12
• 1.2.2 低功耗蓝牙技术的发展现状12-16
• 1.3 本文研究目标和组织结构16-18
• 第二章 低功耗蓝牙技术研究18-28
• 2.1 低功耗蓝牙技术简介18-19
• 2.2 低功耗蓝牙协议架构19-21
• 2.3 控制器21-23
• 2.3.1 物理层21-22
• 2.3.2 链路层22-23
• 2.3.3 主机控制接口23
• 2.4 主机23-27
• 2.4.1 逻辑链路控制和适配协议23
• 2.4.2 属性协议23-26
• 2.4.3 通用属性规范26
• 2.4.4 通用访问规范26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 车载空气净化系统的整体设计28-35
• 3.1 系统功能需求分析28-30
• 3.1.1 车内空气净化功能需求29
• 3.1.2 车内空气质量参数检测功能需求29-30
• 3.1.3 无线控制功能需求30
• 3.2 系统的框架设计30-31
• 3.3 系统的无线通信设计31-34
• 3.3.1 无线通信方案设计31-32
• 3.3.2 无线通信协议设计32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 车载空气净化系统的硬件设计与实现35-48
• 4.1 硬件的总体设计35-39
• 4.1.1 净化器的硬件结构设计35
• 4.1.2 微控制器与低功耗蓝牙35-39
• 4.2 外围模块的设计与实现39-46
• 4.2.1 电源管理模块39-42
• 4.2.2 检测模块42-44
• 4.2.3 净化模块44-45
• 4.2.4 存储模块45
• 4.2.5 实时时钟模块45-46
• 4.2.6 其他模块46
• 4.3 电路板的设计与实现46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 车载空气净化系统的软件设计与实现48-78
• 5.1 软件的总体设计48-53
• 5.1.1 软件功能模块分析与结构设计48-49
• 5.1.2 系统工作机制设计49-52
• 5.1.3 省电方案设计52-53
• 5.1.4 软件开发环境概述53
• 5.2 低功耗蓝牙通信的实现53-67
• 5.2.1 低功耗蓝牙协议栈的移植54-57
• 5.2.2 无线通信协议的实现57-66
• 5.2.3 固件在线升级66-67
• 5.3 子模块的功能实现67-77
• 5.3.1 电源管理的实现68-69
• 5.3.2 检测功能的实现69-72
• 5.3.3 净化控制功能的实现72-73
• 5.3.4 离线存储功能的实现73-76
• 5.3.5 实时时钟功能的实现76-77
• 5.3.6 其他功能77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 系统测试与分析78-102
• 6.1 测试环境部署78-81
• 6.2 系统测试81-100
• 6.2.1 低功耗蓝牙通信测试81-93
• 6.2.2 车载空气净化器的功能子模块测试93-100
• 6.3 测试结果分析100-101
• 6.4 本章小结101-102
• 总结与展望102-104
• 参考文献104-108
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果108-109
• 致谢109-110
• 附件110

  本文关键词：车载空气净化器中无线检测和控制系统的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：363604