本實用新型屬于環(huán)境控制裝置技術領域，具體涉及一種車廂環(huán)境智能調節(jié)裝置。

背景技術：

汽車和火車的出現(xiàn)給人們的出行帶來了極大的便利，尤其是長途汽車或者是較遠航程的火車，炎炎夏日，盡管車廂內(nèi)開著空調，但是由于車窗關閉不能通氣，使得車廂內(nèi)氧氣含量降低，時間久了會讓乘客感覺到惡心等不舒服的癥狀。針對這種情況，設計一種能夠使得封閉空間氧氣含量保持穩(wěn)定且讓人感到溫度和光線適宜的控制裝置就顯得尤為重要。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題是提供了一種結構簡單、設計合理且使用方便的車廂環(huán)境智能調節(jié)裝置，該智能調節(jié)裝置具有自動調節(jié)環(huán)境中氧氣含量以及根據(jù)環(huán)境中光纖的強度和溫度來智能控制燈光和冷暖空調的功能。

本實用新型為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種車廂環(huán)境智能調節(jié)裝置，包括車廂頂板、車廂側壁和車廂底板，其特征在于：車廂頂板上分布有換氣孔、冷暖風出氣孔、車頂燈和氧氣出口，車廂頂板和車廂側壁的連接出設有行李架，車廂側壁上設有窗戶、氧氣濃度傳感器、溫度傳感器和光敏傳感器，車廂底板上設有座位和制氧機，車廂頂板內(nèi)部經(jīng)電路板裝有控制電路，該控制電路包括光電檢測電路IC1、溫度檢測電路IC2、氧濃度檢測電路IC3、單片機IC4、反相器電路IC5、雙向可控硅觸發(fā)電路IC6和電源電路IC7，單片機IC4分別與光電檢測電路IC1、溫度檢測電路IC2、氧濃度檢測電路IC3和反相器電路IC5相連，雙向可控硅觸發(fā)電路IC6分別與反相器電路IC5、電源電路IC7、制氧機M、燈光開關KD和冷暖空調開關KL相連。

進一步優(yōu)選，所述單片機IC4的19腳分別接電容C1的一端和晶振X1的一端，單片機的18腳分別接電容C2的一端和晶振X1的另一端，電容C2和電容C1的共端接地；單片機的9腳分別接電容C3的一端、電阻R1的一端和復位按鍵SWA的一端，電阻R1的另一端接地，電阻R2的一端接復位按鍵SWA的另一端，電阻R2的另一端與電容C3的另一端共端接電源。

進一步優(yōu)選，所述光電檢測電路IC1包括雙運算放大器2A，該雙運算放大器2A的1腳接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接單片機IC4的2腳，雙運算放大器2A的8腳分別接電阻R3的一端和電阻R4的一端，雙運算放大器2A的3腳分別接電阻R4的另一端和光敏電阻RG1的一端，雙運算放大器2A的2腳分別接電阻R3的另一端和電阻R5的一端，雙運算放大器2A的4腳、電阻R5的另一端和光敏電阻RG1的另一端并聯(lián)接地。

進一步優(yōu)選，所述溫度檢測電路IC2包括雙運算放大器2B和阻容元件組成，雙運算放大器2B的1腳分別接R6的一端和電阻R7的一端，電阻R7的另一端接單片機IC4的3腳，雙運算放大器2B的4腳分別接電源、電阻R8的一端和溫度傳感器RT1的一端，電阻R8經(jīng)溫度傳感器RT2分別接電阻R9的一端和電位器PR2的一端，電阻R9的另一端分別接電阻R6的另一端和雙運算放大器2B的3腳，溫度傳感器RT1的另一端分別接電阻R10的一端和電位器PR1的一端，雙運算放大器2B的8腳、電位器PR1的另一端和電位器PR2的另一端并聯(lián)接地，雙運算放大器2B的2腳接電阻R10的另一端。

進一步優(yōu)選，所述氧濃度檢測電路IC3包括氣體傳感器QM、與非門U3、與非門U4和阻容元件，氣體傳感器QM的1腳接電容C6的一端，電容C6的另一端接地，氣體傳感器QM的2腳接電容C7的正極端，電容C7的負極端分別接電阻R18的一端、二極管D6的反向端和電容C8的一端，電阻R18的另一端接氣體傳感器QM的3腳，氣體傳感器QM的4腳經(jīng)電位器RV1與二極管D6的正向端和與非門U3的1腳連接，電容C8的另一端接與非門U3的2腳，與非門U4的1腳和2腳與與非門U3的3腳連接，與非門U4的3腳與單片機IC4的1.0腳相連。

進一步優(yōu)選，所述反相器電路IC5包括并聯(lián)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腳分別接單片機IC4的21腳、22腳和23腳，反相器U1A的2腳分別接電阻R1A的一端和電阻R11的一端，反相器U1B的2腳分別接電阻R1B的一端和電阻R21的一端，反相器U1C的2腳分別接電阻R1C的一端和電阻R31的一端，電阻R1A的另一端、電阻R1B的另一端和電阻R1C的另一端并聯(lián)接地。

進一步優(yōu)選，所述雙向可控硅觸發(fā)電路IC6包括聲光耦合器U6和雙向可控硅VS，聲光耦合器U6的1腳經(jīng)電阻R11接電源VCC，聲光耦合器U6的6腳接電阻R12的一端，電阻R12的另一端分別接電阻R13的一端和電容C9的一端，電阻R13的另一端接電感L3的一端和雙向可控硅VS的1腳，聲光耦合器U6的4腳接雙向可控硅VS的2腳，雙向可控硅VS的3腳接電容C9的另一端，聲光耦合器U6的2腳分別接電阻R11的另一端、電阻R21的另一端和電阻R31的另一端。

進一步優(yōu)選，所述電源電路IC7包括互感線圈TR1和三端穩(wěn)壓器U7，三端穩(wěn)壓器U7的1腳分別接電容C10的一端、二極管D1的反向端和二極管D2的反向端，二極管D1的正向端經(jīng)互感線圈TR1接二極管D2的正向端，三端穩(wěn)壓器U7的3腳分別接電源、電容C11的一端和電容C12的一端，互感線圈TR1的另一端、電容C10的另一端、三端穩(wěn)壓器U7的2腳、電容C11的另一端和電容C12的另一端并聯(lián)接地，電感L3的另一端經(jīng)控制開關K的正極與互感線圈TR1的上端相連接，雙向可控硅VS的3腳經(jīng)控制開關K的負極與互感線圈TR1的下端相連接。

進一步優(yōu)選，所述雙運算放大器2A的型號為LM358，反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C型號均為74LS04，聲電耦合器U6型號為MOC3063，三端穩(wěn)壓器U7型號為7805，單片機IC4型號為AT89C51，雙向可控硅TR1型號為BTA600B。

本實用新型能夠實時智能控制車廂中的燈光開關、冷暖空調開關和制氧機開關，以實現(xiàn)智能調節(jié)車廂內(nèi)部環(huán)境的功能。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中光電檢測電路圖；

圖3是本實用新型中溫度檢測電路圖；

圖4是本實用新型中氧濃度檢測電路圖；

圖5是本實用新型中單片機電路圖；

圖6是本實用新型中反相器電路圖；

圖7是本實用新型中雙向可控硅觸發(fā)電路圖；

圖8是本實用新型中電源電路圖。

圖中：1、車廂頂板，101、氧氣出口，102、車頂燈，103、冷暖風出氣孔，104、換氣孔，2、車廂側壁，201、氧濃度傳感器，202、行李架，203、光敏傳感器，204、窗戶，205、溫度傳感器，3、車廂底板，301、座位。

具體實施方式

結合附圖詳細描述本實用新型的具體內(nèi)容。一種車廂環(huán)境智能調節(jié)裝置，包括車廂頂板1、車廂側壁2和車廂底板3，車廂頂板1上分布有換氣孔104、冷暖風出氣孔103、車頂燈102和氧氣出口101，車廂頂板1和車廂側壁2的連接處設有行李架202，車廂側壁2上設有窗戶204、氧氣濃度傳感器201、溫度傳感器205和光敏傳感器203，車廂底板3上設有座位301和制氧機，車廂頂板1內(nèi)部經(jīng)電路板裝有控制電路，該控制電路包括光電檢測電路IC1、溫度檢測電路IC2、氧濃度檢測電路IC3、單片機IC4、反相器電路IC5、雙向可控硅觸發(fā)電路IC6和電源電路IC7，單片機IC4分別與光電檢測電路IC1、溫度檢測電路IC2、氧濃度檢測電路IC3和反相器電路IC5相連，雙向可控硅觸發(fā)電路IC6分別與反相器電路IC5、電源電路IC7、制氧機M、燈光開關KD和冷暖空調開關KL相連。

進一步優(yōu)選，所述單片機IC4的19腳分別接電容C1的一端和晶振X1的一端，單片機的18腳分別接電容C2的一端和晶振X1的另一端，電容C2和電容C1的共端接地；單片機的9腳分別接電容C3的一端、電阻R1的一端和復位按鍵SWA的一端，電阻R1的另一端接地，電阻R2的一端接復位按鍵SWA的另一端，電阻R2的另一端與電容C3的另一端共端接電源。

進一步優(yōu)選，所述光電檢測電路IC1包括雙運算放大器2A，該雙運算放大器2A的1腳接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接單片機IC4的2腳，雙運算放大器2A的8腳分別接電阻R3的一端和電阻R4的一端，雙運算放大器2A的3腳分別接電阻R4的另一端和光敏電阻RG1的一端，雙運算放大器2A的2腳分別接電阻R3的另一端和電阻R5的一端，雙運算放大器2A的4腳、電阻R5的另一端和光敏電阻RG1的另一端并聯(lián)接地。

進一步優(yōu)選，所述溫度檢測電路IC2包括雙運算放大器2B和阻容元件組成，雙運算放大器2B的1腳分別接R6的一端和電阻R7的一端，電阻R7的另一端接單片機IC4的3腳，雙運算放大器2B的4腳分別接電源、電阻R8的一端和溫度傳感器RT1的一端，電阻R8經(jīng)溫度傳感器RT2分別接電阻R9的一端和電位器PR2的一端，電阻R9的另一端分別接電阻R6的另一端和雙運算放大器2B的3腳，溫度傳感器RT1的另一端分別接電阻R10的一端和電位器PR1的一端，雙運算放大器2B的8腳、電位器PR1的另一端和電位器PR2的另一端并聯(lián)接地，雙運算放大器2B的2腳接電阻R10的另一端。

進一步優(yōu)選，所述氧濃度檢測電路IC3包括氣體傳感器QM、與非門U3、與非門U4和阻容元件，氣體傳感器QM的1腳接電容C6的一端，電容C6的另一端接地，氣體傳感器QM的2腳接電容C7的正極端，電容C7的負極端分別接電阻R18的一端、二極管D6的反向端和電容C8的一端，電阻R18的另一端接氣體傳感器QM的3腳，氣體傳感器QM的4腳經(jīng)電位器RV1與二極管D6的正向端和與非門U3的1腳連接，電容C8的另一端接與非門U3的2腳，與非門U4的1腳和2腳與與非門U3的3腳連接，與非門U4的3腳與單片機IC4的1.0腳相連。

進一步優(yōu)選，所述反相器電路IC5包括并聯(lián)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腳分別接單片機IC4的21腳、22腳和23腳，反相器U1A的2腳分別接電阻R1A的一端和電阻R11的一端，反相器U1B的2腳分別接電阻R1B的一端和電阻R21的一端，反相器U1C的2腳分別接電阻R1C的一端和電阻R31的一端，電阻R1A的另一端、電阻R1B的另一端和電阻R1C的另一端并聯(lián)接地。

進一步優(yōu)選，所述雙向可控硅觸發(fā)電路IC6包括聲光耦合器U6和雙向可控硅VS，聲光耦合器U6的1腳經(jīng)電阻R11接電源VCC，聲光耦合器U6的6腳接電阻R12的一端，電阻R12的另一端分別接電阻R13的一端和電容C9的一端，電阻R13的另一端接電感L3的一端和雙向可控硅VS的1腳，聲光耦合器U6的4腳接雙向可控硅VS的2腳，雙向可控硅VS的3腳接電容C9的另一端，聲光耦合器U6的2腳分別接電阻R11的另一端、電阻R21的另一端和電阻R31的另一端。

進一步優(yōu)選，所述電源電路IC7包括互感線圈TR1和三端穩(wěn)壓器U7，三端穩(wěn)壓器U7的1腳分別接電容C10的一端、二極管D1的反向端和二極管D2的反向端，二極管D1的正向端經(jīng)互感線圈TR1接二極管D2的正向端，三端穩(wěn)壓器U7的3腳分別接電源、電容C11的一端和電容C12的一端，互感線圈TR1的另一端、電容C10的另一端、三端穩(wěn)壓器U7的2腳、電容C11的另一端和電容C12的另一端并聯(lián)接地，電感L3的另一端經(jīng)控制開關K的正極與互感線圈TR1的上端相連接，雙向可控硅VS的3腳經(jīng)控制開關K的負極與互感線圈TR1的下端相連接。

進一步優(yōu)選，所述可調電容型號為CAP-PRE，雙運算放大器U2的型號為LM358，反相器U1A、反相器U1B和反相器U1C型號均為74LS04，聲電耦合器U6型號為MOC3063，三端穩(wěn)壓器U7型號為7805，單片機IC4型號為AT89C51，雙向可控硅TR1型號為BTA600B。

本實用新型氧濃度檢測電路中的氣體傳感器，前面安裝有菲涅爾透鏡，可以有效的提高檢測的靈敏度和抗干擾能力。

本實用新型的具體運行過程為：打開控制開關K，單片機AT89C51開始初始化，檢測氧濃度傳感器的狀態(tài)，之后檢測單片機AT89C51的1腳，若單片機AT89C51的1腳為高電平，說明有氧氣體指令的發(fā)出，單片機控制相應的制氧機開始工作，產(chǎn)生氧氣；若單片機AT89C51的1腳為低電平，說明沒有氧氣體指令的發(fā)出，則單片機AT89C51不向制氧機發(fā)出制氧的指令。

打開控制開關K后，單片機AT89C51通過檢測P1.0（單片機AT89C51的第1腳）電平狀態(tài)決定執(zhí)行與之相對應的指令。如果車廂中氧氣濃度低于標準水平（提前設定的氧氣濃度），單片機AT89C51的P1.0端口為高電平，此時氧濃度檢測電路將信號發(fā)給單片機，單片機AT89C51的P2.0端口（即單片機AT89C51的第21腳）輸出低電平，經(jīng)過反相器U1A后變?yōu)楦唠娖剑藭r聲光耦合器控制可控硅VS導通，開始對制氧機進行開啟的控制，對制氧機進行開啟控制時，出氧口打開，向車廂內(nèi)釋放氧氣。經(jīng)過一段時間后當氧濃度傳感器測得車廂內(nèi)氧氣濃度適宜時，在單片機的控制下，制氧機停止工作，出氧口關閉，不再向車廂內(nèi)釋放氧氣。

打開控制開關K后，單片機AT89C51通過檢測P1.1（單片機AT89C51的第2腳）電平狀態(tài)決定執(zhí)行與之相對應的指令。如果車廂中光照強度低于標準水平（提前設定的光照強度），單片機AT89C51的P1.1端口為高電平，此時光敏傳感器將信號發(fā)給單片機，單片機AT89C51的P2.1端口（即單片機AT89C51的第22腳）輸出低電平，經(jīng)過反相器U1B后變?yōu)楦唠娖剑藭r聲光耦合器控制可控硅VS導通，開始對車廂頂部的燈進行開啟的控制；當光敏傳感器測得車廂內(nèi)的光照強度接近標準光強時，光敏傳感器停止向單片機傳送信號，此時，單片機的P2.1端口輸出高電平，經(jīng)過反相器U1B后變?yōu)榈碗娖?，此時聲光耦合器控制可控硅VS截止，車型頂部的燈不通電，車型頂部燈自然就不開啟或關閉。

打開控制開關K后，單片機AT89C51通過檢測P1.2（單片機AT89C51的第3腳）電平狀態(tài)決定執(zhí)行與之相對應的指令。如果車廂中溫度低于下限溫度標準水平（提前設定的下限溫度為標準），單片機AT89C51的P1.2端口為高電平，此時溫度傳感器將信號發(fā)給單片機，單片機AT89C51的P2.2端口（即單片機AT89C51的第23腳）輸出低電平，經(jīng)過反相器U1C后變?yōu)楦唠娖?，此時聲光耦合器控制可控硅VS導通，開始對車廂頂部的冷暖空調進行開啟暖氣的控制；當溫度傳感器測得車廂內(nèi)的溫度高于上限溫度標準（以設定的上限溫度為標準）時，上限溫度傳感器開始向單片機傳送信號，此時，單片機的P2.2端口輸出低電平，經(jīng)過反相器U1B后變?yōu)楦唠娖剑藭r聲光耦合器控制可控硅VS導通，車型頂部的冷暖排氣口打開，向車型內(nèi)排放冷氣。當車型內(nèi)溫度在設定的上下限溫度范圍內(nèi)時，溫度傳感器經(jīng)信號傳給單片機，單片機的P2.2端口輸出高電平，經(jīng)過反相器U1B后變?yōu)榈碗娖剑藭r聲光耦合器控制可控硅VS截止，車型頂部的冷暖排氣口不開啟或關閉。

當通電狀態(tài)下時，倘若只有一個信號指令被檢測到時，該指令會被執(zhí)行，直到該信號數(shù)據(jù)達到設定的標準。倘若在指令正在執(zhí)行的過程中又有新的指令被檢測到，則系統(tǒng)不僅執(zhí)行先前的指令，還會開始執(zhí)行剛檢測到的信號指令，直到達到車廂內(nèi)的標準數(shù)據(jù)。

如果電路受外界影響或者電路因長時間工作而導致功能紊亂，不能正?？刂茣r，可以按下SWA復位鍵，使單片機各項功能復位。

本實用新型可以根據(jù)不同的有效的信號指令，相應的選擇不同的執(zhí)行動作，可以實現(xiàn)3種功能的同時實現(xiàn)，以滿足車廂內(nèi)環(huán)境的智能調節(jié)，既方便快捷，也提高了現(xiàn)代生活的品質。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理，主要特征和優(yōu)點，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍。