基于arduino的太阳能车帘及车内环境监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种由太阳能供电的车内环境监测系统，具体涉及一种基于arduino的太阳能车帘及车内环境监测系统。

背景技术：

夏季天气炎热，阳光暴晒，汽车在室外露天停放时，数十分钟车内温度便能接近50摄氏度，甚至最高可以达到60摄氏度。车内环境的高温不仅会对人的健康产生危害，还会促进车内有害气体的挥发，加速车内塑料的老化，空调也需要较长时间才能使车内温度降到正常水平。目前，使用汽车遮阳帘的车主也有所增加，但是现在普遍使用的汽车遮阳帘功能较为单一，只有遮阳效果，不能有效地利用太阳能。

目前全球化石能源渐渐短缺，电动汽车、太阳能汽车等新能源汽车渐渐走入人们的眼中，然而目前传统的汽油机、柴油机、包括混动汽车依然在国内外拥有巨大的保有量，所以如何对这些车辆在不变动大的结构情况下进行一定改进来节省能源是一种可行性很高的举措。

利用太阳能发电在技术上早已成熟。但所有硅太阳能电池存在的最大问题是：它必须加工成坚硬的板块状电池板。这就限制了它的许多日常用途。

日本东京佳能公司的科研人员发明了一种由新材料制成的柔性太阳能电池板。其特点是：由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制成的底板上。这种新型太阳能电池能任意弯曲成为曲面状或任何不规则形状。同样的尺寸重量只有传统太阳能板的十分之一，厚度只有原来的五分之一，这种太阳能板自面世以来就被广泛运用到太阳能汽车顶部、建筑、赛艇表面等多个领域，这为太阳能车帘的设计创造了良好的条件。

但是国内外目前为止鲜有将太阳能板应用于汽车挡风玻璃处的企业或者生产厂家。如果研制成功，并且价格较低，将具有不错的市场前景。

Arduino是一款便捷灵活，方便上手的开源硬件产品，具有丰富的接口。能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达或其他设备来反馈和影响环境。相对于一般的单片机而言，arduino没有复杂的底层代码，主要利用的是一些简单易懂的函数。并且arduino具有简易的编程环境和极大的自由度，可扩展性很高。

目前对车内环境的检测，还是停留在凭借单个的仪器，比如测甲醛的仪器，或者是测一氧化碳的仪器等等，甚至很多汽车内都没有配备相应的车内温度检测装置，这些重要的环境数据经常被人们忽略。当车内环境数据超标时，就像车内温度过高或者车内有害气体浓度过高时，也无法实时报警和做出相应的处理，这是汽车对人健康和安全的潜在危害。

车内一般会含有车辆在制造处理阶段所使用的材料所含有的苯系物、氮氧化物、甲醛以及发动机内不完全燃烧产生的一氧化碳等有害气体，其中又以一氧化碳对人的身体健康影响最大。

一氧化碳一种无色、无臭的有毒气体，故容易忽略而导致中毒。一氧化碳进入人体后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能和氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，患者可表现为头痛、头晕、耳鸣、恶心等症状，严重时可导致人体窒息死亡。特别是在夏季和冬季时，大多数人习惯开车车窗紧闭，车内空气不能即使循环更新，特别是在长时间开车过程中，车内氧气消耗，有害气体浓度累积，达到一定数值时就会对人体健康产生不利影响。现在车内一氧化碳中毒的事件也是时有发生。

因此，需要开发一种由太阳能供电、可检监测车内环境并可发出通知的系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于通过在汽车内部加装一套太阳能窗帘，不仅可起到遮阳的作用，还可时刻为蓄电池充电来达到对太阳能的回收和利用，如果大面积普及，则可以大大缓解化石能源紧缺的问题。

本实用新型利用太阳能窗帘获取的电能进而通过传感器监测有一氧化碳气体浓度、车内温度等方式，达到时刻监测车内环境的目的。

本实用新型可在环境一氧化碳气体浓度过高时，向指定手机自动发送短信，达到远程通知的目的。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于arduino的太阳能车帘及车内环境监测系统，它包括：用于将太阳能转换为电能的太阳能采集供电系统、用于采集和处理车内气体信号的arduino环境监测控制系统和用于将一氧化碳气体浓度超标信号自动发送到手机上的通信系统。

所述的太阳能采集供电系统包括柔性太阳能板、控制器、太阳能板存放袋、固定夹和蓄电池，其中太阳能采集供电系统在车辆正常行驶时不工作，当汽车在室外驻车时可将柔性太阳能板固定在前挡风玻璃内，所述的柔性太阳能板存放袋安装在车顶内部，用于汽车运行时存放和保护所述柔性太阳能板，并在一端设有拉链用于封装；所述控制器用于防止过充与正负极反接，保护电路；所述柔性太阳能板的输出端连接控制器的输入端，控制器输出端与所述蓄电池的输入端相连，在驻车阳光充足时为蓄电池供电；所述的固定夹分别安装在汽车前挡风玻璃的四个角附近，通过双面胶和汽车A柱的内表面固定，用于在驻车时对取出所述的柔性太阳能板后起固定作用；其中，所述柔性太阳能板不使用时存放于太阳能板存放袋上，使用时，可手动将所述柔性太阳能板取出并夹在固定夹4上，使用完毕后，可再次将所述柔性太阳能电池板存放在太阳能板存放袋内；所述柔性太阳能板使用时紧贴汽车前挡风玻璃内侧，朝向太阳光，减缓车内温度上升并且向蓄电池充电。

所述的arduino环境监测控制系统包括用于监测环境温度的温度传感器、用于监测一氧化碳气体浓度的一氧化碳气体传感器和用于判断气体浓度和自动发送信号的arduino uno板；所述的温度传感器与所述的arduino uno板相连，置于车内环境中，用于实时监测车内温度，每隔一分钟测量一次，并在温度超过标定值后自动发送信号；所述的一氧化碳传感器与所述的arduino uno板相连，置于车内环境中，用于实时监测车内一氧化碳气体浓度，每隔一分钟测量一次，并在一氧化碳气体浓度超过标定值后自动发送信号；所述的arduino uno板与所述的蓄电池相连，用于为系统供电，并与所述的温度传感器以及所述的一氧化碳气体传感器相连，用于监测车内环境状况，判断当车内环境质量不达标的时候会自动发送信号到与其相连的SIM900板上，控制SIM900板发送相应短信至目标手机号。

所述的通信系统包括用于发送提示信息的SIM900板和用于发送提示信息的手机用SIM卡；所述的SIM900板与所述arduino uno板相连，所述arduino uno板为所述SIM900板供电，用于接收所述arduino uno板发出的信号，并根据收到的不同信号发送不同的提示信息至目手机上，SIM900板的工作方式为使用GSM网络发送预先编好的短信。

本实用新型的有益效果是，柔性太阳能板既可以作为车帘使用，减缓车内温度上升，也可以作为电源使用，在驻车时将太阳能转化为电能，为蓄电池充电，达到了双重利用的效果，使用清洁能源，有利于环境保护；该车内的环境监测系统可以时刻监测车内温度情况和一氧化碳气体浓度情况，并可在气体超标的情况下通过通信系统向指定手机自动发送相关提示信息，提醒车主注意车内环境情况，可以有效地避免气体中毒及高温危险的发生，具有智能化和人性化的特征，提高了行车过程和驻车车内有人情况下的安全性，设备简单轻便，线路清晰简明，具有一定的优势。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型的主要部分结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程图。

图中：1、柔性太阳能板； 2、控制器；3、蓄电池；4、固定夹；5、汽车A 柱；6、arduino uno板；7、一氧化碳气体传感器；8、温度传感器；9、SIM900板。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种基于arduino的太阳能车帘及车内环境监测系统，包括柔性太阳能板1、蓄电池3、arduino uno板6、温度传感器8、一氧化碳气体传感器7和SIM900板9以及太阳能板存放袋、控制器2、固定夹4，所述的太阳能板存放袋安装在车顶内部，具有一定的厚度，用于汽车运行时存放和保护柔性太阳能板1，并在一端设有拉链用于封装；所述控制器2用于防止过充与正负极反接，保护电路；所述固定夹4分别安装在汽车前挡风玻璃的四个角附近，通过双面胶与汽车A柱5、后挡风玻璃架的内表面固定，用于在驻车时取出所述柔性太阳能板1后起夹持固定作用，并可以调节柔性太阳能板1的高度和位置。

所述柔性太阳能板1与蓄电池3相连，在取出使用时经过控制器2为蓄电池3充电，充满就会自动停止充电，且在柔性太阳能板1和蓄电池3之间有足够长的连接线以便于太阳能板更方便的的取出与存放。蓄电池3的输出端连接arduino uno板6的电源输入口，为arduino uno板6的工作提供电能。温度传感器8和一氧化碳气体传感器7安装于阳光不能直射的地方，以免受阳光直射干扰测得的数值存在误差，并且温度传感器8和一氧化碳气体传感器7分别与arduino uno板6相连，arduino uno板6为温度传感器8和一氧化碳气体传感器7供电，温度传感器8和一氧化碳气体传感器7为arduino uno板6提供传感器数据。SIM900板9和arduino uno板6相连，arduino uno板6为SIM900板9供电，并且当温度或一氧化碳浓度达到一定数值时，arduino uno板6中已上传的数据会使SIM900板9工作，向已输入的手机号自动发送相应的短信提醒。

具体操作时，当汽车即将露天停放时，车内人员将存放在太阳能板存放袋之中的柔性太阳能板1取出，并通过安装在汽车A柱5上的四个固定夹4加紧，并调整一定的角度保证夹持牢固，车内人员即可下车离开。此时柔性太阳能板1不仅可以阻挡汽车前方及后方的阳光射入车内，大大减缓了车内温度的升高，还能够为蓄电池3充电，将光能转化为电能。蓄电池3在充满时会自动停止充电，增加了系统的安全性。arduino uno板6在蓄电池3的供电条件下处于正常工作状态之中，温度传感器8和一氧化碳气体传感器7每隔一分钟会自动上传一次数据向arduino uno板6，当车内环境正常时，arduino uno板6继续等待下一次数据信号；当车内温度超过一定温度时，arduino uno板6会发出信号命令SIM900板9向目标手机号发出短信，短信内容为“The temperature in the car is too high.”；当车内一氧化碳浓度超过一定标准时，arduino uno板6会发出信号命令SIM900板9向目标手机号发出短信，短信内容为“The carbon monoxide in the car is too high.”短信发送完成后，arduino uno板6会暂停工作5分钟，以便于车主有时间开窗通风，防止连续发送短信，5分钟以后，arduino uno板6会继续工作。

当汽车即将正常行驶时，车内人员将柔性太阳能板1从四个固定夹4上取下来，并放置在安装在车顶部的太阳能板存放袋之中，拉上密封拉链将其放置好之后，车内人员即可正常启动驾驶车辆。蓄电池3此时处于放电状态。arduino uno板6在蓄电池3的供电条件下处于正常工作状态之中，温度传感器8和一氧化碳气体传感器7每隔一分钟会自动上传一次数据向arduino uno板6，当车内环境正常时，arduino uno板6继续等待下一次数据信号；当车内温度超过一定温度时，arduino uno板6会发出信号命令SIM900板9向目标手机号发出短信，短信内容为“The temperature in the car is too high.”；当车内一氧化碳浓度超过一定标准时，arduino uno板6会发出信号命令SIM900板9向目标手机号发出短信，短信内容为“The carbon monoxide in the car is too high.”短信发送完成后，arduino uno板6会暂停工作5分钟，以便于车主有时间开窗通风，5分钟以后，arduino uno板6会继续工作。

需要说明的是，上述发明内容和实施方式仅意在说明本实用新型的技术方案，而不是对本实用新型保护范围的限定，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。