本實(shí)用新型涉及車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中一種車與人之間通過4G網(wǎng)絡(luò)互相通信的方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)作為上述技術(shù)的結(jié)合體也正作為新興產(chǎn)業(yè)不斷成長(zhǎng)著。車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用作為汽車的附加應(yīng)用產(chǎn)品也越來(lái)越受到人們的歡迎。在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，國(guó)內(nèi)外企業(yè)都正在為滿足汽車使用者的附加需求開辟新的服務(wù)應(yīng)用。目前，一般將車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)分為三層：數(shù)據(jù)感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，通過對(duì)這三層的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)種類的多樣化。較早投入市場(chǎng)的通用汽車OnStar系統(tǒng)將該系統(tǒng)分為四大主要模塊：無(wú)線通信模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和信息服務(wù)模塊，從而實(shí)現(xiàn)碰撞自動(dòng)求助、車門遠(yuǎn)程應(yīng)急開啟、道路救援、被盜車輛定位、車輛核心部件檢測(cè)等功能。根據(jù)四大模塊的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)車內(nèi)信息的獲取與控制；大眾汽車的應(yīng)用系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了通過android和iPhone對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，具有解鎖車門、定位停車位置等功能；寶馬公司也將應(yīng)用系統(tǒng)idrive更新至第三代，提供導(dǎo)航、互聯(lián)駕駛、SOS緊急呼救系統(tǒng)等服務(wù)。如今，還有越來(lái)越多的企業(yè)偏向于娛樂性應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。

隨著車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的普遍化，越來(lái)越多的服務(wù)模塊將應(yīng)用于車載系統(tǒng)中，使汽車使用的安全性、便利性、娛樂性等各方面性能得到極大提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種低成本、響應(yīng)時(shí)間較短的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，可用于實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)智能機(jī)車內(nèi)部溫濕度狀況的信息獲取與對(duì)車內(nèi)空調(diào)的遠(yuǎn)程自主調(diào)控。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為基于4G通信的智能機(jī)車溫濕度遠(yuǎn)程信息傳輸與控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包含溫濕度采集模塊、單片機(jī)、繼電器、通信模塊、服務(wù)器和手機(jī)終端軟件模塊，溫濕度采集模塊將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)通過與通信模塊連接將溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器，手機(jī)終端軟件模塊可根據(jù)服務(wù)器的IP地址獲取存儲(chǔ)在服務(wù)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)并展現(xiàn)給使用者，使用者選擇發(fā)出溫濕度調(diào)控指令至服務(wù)器，通信模塊可根據(jù)服務(wù)器的IP地址獲取存儲(chǔ)在服務(wù)器內(nèi)部的溫濕度調(diào)控指令，最后經(jīng)由單片機(jī)控制與單片機(jī)連接的繼電器的按鍵實(shí)現(xiàn)機(jī)車溫濕度的控制。

進(jìn)一步，上述溫濕度采集模塊的溫濕度感應(yīng)器對(duì)車內(nèi)溫濕度做周期性的信息采集，并存儲(chǔ)于單片機(jī)內(nèi)。

上述通信模塊周期性地向服務(wù)器獲取信息，檢測(cè)到空調(diào)調(diào)控指令后，將指令信息傳輸至單片機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果：

1)可實(shí)時(shí)監(jiān)控智能機(jī)車內(nèi)部溫濕度狀況，并能對(duì)監(jiān)測(cè)的溫濕度狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，提高了人與車的交互性。

2)采用固定IP地址服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，獲取數(shù)據(jù)之前需輸入服務(wù)器密碼，具有一定的安全性。

3)可通過實(shí)時(shí)溫濕度信息的傳輸?shù)玫绞褂谜邷貪穸日{(diào)控指令的反饋，使用者可根據(jù)個(gè)人來(lái)調(diào)整溫濕度，可全部實(shí)現(xiàn)自主化調(diào)控，具有較好的自助性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為STC90C516單片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為DHT11溫濕度采集模塊示意圖。

圖4為Quectel EC20通信模塊示意圖。

圖5為服務(wù)器連接模塊示意圖。

圖6為安卓軟件模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

為便于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，現(xiàn)提供一個(gè)實(shí)施例，如下：

本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)總體方案為：通過溫濕度采集模塊將溫濕度數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)存儲(chǔ)器，由Quectel EC20 4G通信模塊向服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)Android軟件模塊便可根據(jù)服務(wù)器IP地址獲取存儲(chǔ)在服務(wù)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)并展現(xiàn)給使用者。使用者根據(jù)主觀選擇發(fā)出溫濕度調(diào)控指令，并將其發(fā)送至服務(wù)器，此時(shí)Quectel EC20通信模塊便可根據(jù)服務(wù)器IP地址獲取存儲(chǔ)在服務(wù)器內(nèi)部的溫濕度調(diào)控指令。最后再由單片機(jī)控制繼電器的按鍵。

具體實(shí)現(xiàn)方式如下：

步驟1：溫濕度采集模塊核心為DHT11溫濕度敏感器，溫濕度敏感器采集到智能機(jī)車溫濕度數(shù)據(jù)后可通過燒錄單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)的進(jìn)行周期性地采集并存儲(chǔ)在STC90C516單片機(jī)內(nèi)部。

步驟2：Quectel EC20 4G通信模塊完成對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)由單片機(jī)到遠(yuǎn)程服務(wù)器的傳遞。每采集一次溫濕度數(shù)據(jù)，Quectel EC20通信模塊都將自動(dòng)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器。具體而言將溫濕度信息上傳至IP地址為139.224.9.212的服務(wù)器中MySQL內(nèi)部。

步驟3：服務(wù)器連接模塊在服務(wù)器內(nèi)部搭建MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)Quectel EC20通信模塊的數(shù)據(jù)接收與向軟件客戶端的數(shù)據(jù)發(fā)送，以及后期用戶反饋指令的傳遞。根據(jù)用戶需求，android軟件向遠(yuǎn)程服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)并顯示于手機(jī)界面，檢測(cè)用戶是否需要對(duì)車內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控。

步驟4：在Android studio環(huán)境下進(jìn)行Android軟件的開發(fā)。Android軟件模塊將為用戶的查詢和控制提供簡(jiǎn)潔的平臺(tái)。用戶將可通過該軟件連接服務(wù)器隨時(shí)查詢智能機(jī)車內(nèi)部溫濕度數(shù)據(jù)，并根據(jù)主觀選擇調(diào)控車內(nèi)溫度。軟件終端將指令發(fā)送至服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)溫濕度信息的反饋。用戶輸入空調(diào)調(diào)控指令，軟件通過互聯(lián)網(wǎng)將指令發(fā)送至IP地址為139.224.9.212的服務(wù)器。4G通信模塊周期性向服務(wù)器獲取信息并檢測(cè)到空調(diào)調(diào)控指令后，將指令信息傳輸至單片機(jī)。由單片機(jī)燒錄程序控制空調(diào)按鍵。

步驟5：繼電器模塊用來(lái)模擬空調(diào)開關(guān)。在本模塊中設(shè)置兩個(gè)繼電器，分別實(shí)現(xiàn)升溫與降溫兩類狀態(tài)命令。4G模塊從服務(wù)器獲取用戶反饋指令信息后，通過STC90C516單片機(jī)內(nèi)部燒錄程序傳輸至繼電器。

本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

參照?qǐng)D2，單片機(jī)STC90C516RD+I/O口P2.0電平拉低為低電平18μs后再拉高并延時(shí)20μs。單片機(jī)設(shè)為輸入，并判斷DHT11響應(yīng)信號(hào)，判斷DHT11是否有低電平響應(yīng)信號(hào)，如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則判斷DHT11發(fā)出80us的低電平響應(yīng)信號(hào)是否結(jié)束。若結(jié)束判斷DHT11是否發(fā)出80us的高電平，如發(fā)出則進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。然后,接收并計(jì)算溫濕度感應(yīng)器4位8bit數(shù)據(jù)之和，并對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)。

通過校驗(yàn)則將其賦給全局溫濕度變量U8T_data_H，U8T_data_L，U8RH_data_H，U8RH_data_L，U8checkdata。采用串口中斷，為方式2。如果接收中斷標(biāo)志位不為0，則將其置為0并當(dāng)接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)為回車時(shí)，不接收數(shù)據(jù)，當(dāng)其數(shù)據(jù)不為換行時(shí)，將數(shù)據(jù)接收至Rec_Buf數(shù)組。如果接收中斷標(biāo)志位為零，將發(fā)送中斷標(biāo)志位置0。

參照?qǐng)D3，發(fā)送聯(lián)機(jī)指令A(yù)T連接4G模塊，采用while循環(huán)，使其未返回OK時(shí)繼續(xù)聯(lián)機(jī)；成功聯(lián)機(jī)后，發(fā)送AT指令A(yù)T+QIOPEN＝1,0，\"TCP\",\"117.28.200.13\",1001，0，4進(jìn)行TCP連接，采用while循環(huán)，使其未返回CONNECT繼續(xù)嘗試連接。發(fā)送AT指令A(yù)T+QICLOSE關(guān)閉TCP連接，并于返回值不為CLOSE OK時(shí)重復(fù)。判斷溫度是否達(dá)到25℃，若達(dá)到則將P1.0口置為0，關(guān)閉繼電器1。判斷溫度是否低于15℃，若是，將P1.1口置為0，關(guān)閉繼電器2。延時(shí)20ms后進(jìn)行下一次與服務(wù)器連接獲取指令。此模塊涉及如下定義:

1，定義如下函數(shù)分別用于發(fā)送不同的數(shù)據(jù)：SendData，Send_ASCII，Send_Hex。

2，定義InitUART，用于串口初始化，其參數(shù)如下：采用方式2工作，波特率為4800。

3，定義Hand，用于判斷4G模塊及其遠(yuǎn)程連接響應(yīng)。

4，定義CLR_Buf，用于清空串口緩存區(qū)。

參照?qǐng)D4，在服務(wù)器內(nèi)部搭建MySQL，建立鏈表用于存放收集到的溫濕度數(shù)據(jù)以便Quectel EC20通信模塊和手機(jī)終端軟件數(shù)據(jù)的獲取。由于使用透?jìng)髂Ｊ?，服?wù)器所發(fā)給4G模塊的數(shù)據(jù)直接通過串口輸出，則判斷串口接受數(shù)據(jù)是否為發(fā)送溫濕度指令，若是，調(diào)用溫濕度測(cè)量函數(shù)，通過4G模塊發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)。若不是，用if else嵌套判斷是否為開制熱開關(guān)，若是，將P1.0口置為1，控制繼電器1開，若不是，則為制冷開關(guān)，將P1.1口置為1。

參照?qǐng)D5，運(yùn)用Java語(yǔ)言在android studio環(huán)境下進(jìn)行安卓軟件模塊化的依次編寫：獲取數(shù)據(jù)、發(fā)送指令、界面封裝以及整體調(diào)試。獲取數(shù)據(jù)和發(fā)送指令使用HttpURLConnection。首先獲取到HttpURLConnection的實(shí)例，獲取到實(shí)例之后，便可以設(shè)置HTTP請(qǐng)求所使用的方法。Http請(qǐng)求使用GET和POST。GET表示希望從服務(wù)器那里獲取數(shù)據(jù)，POST表示希望提交數(shù)據(jù)給服務(wù)器。最后調(diào)用disconnect()關(guān)閉HTTP連接。將這些通用的網(wǎng)絡(luò)操作封裝到一個(gè)公共的類里面，使用靜態(tài)方法，當(dāng)發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求時(shí)，調(diào)用此方法。在整體調(diào)試過程中，對(duì)獲取數(shù)據(jù)和發(fā)送指令分別進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試無(wú)誤之后直接使用靜態(tài)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

參照?qǐng)D6，用兩個(gè)繼電器模擬空調(diào)的升溫與降溫兩種狀態(tài)。編寫燒錄程序?qū)⒗^電器燒錄至STC90C516單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)繼電器的控制。

實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型具有成本低、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、測(cè)量精度高的顯著優(yōu)勢(shì)，可測(cè)量溫度范圍達(dá)到0℃～50℃，濕度范圍達(dá)到20％～90％，溫度測(cè)量精度為2℃，濕度測(cè)量精度為5％。可應(yīng)用于多種空調(diào)遠(yuǎn)程調(diào)控場(chǎng)合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。