一种基于车联网的通风坐垫

技术领域

本发明涉及坐垫技术领域，更具体地说，涉及一种基于车联网的通风坐垫。

背景技术

乘客坐在车辆座椅上时，身体下部与椅面紧密接触，接触部分空气不流通，不利于汗液的排除，会使人体感到不舒服。通风功能有效改善了人体与椅面接触部分的空气流通环境，即使长时间乘坐，身体与座椅的接触面也会干爽舒适。

已有的技术中大多只能通过按键控制通风坐垫中风扇的转速，且功能单一，还不可与手机通讯实现控制开启或关闭。随着车联网的发展，车辆的功能越来越丰富，常用的通风坐垫将不再适合车联网的应用。

发明内容

针对现有技术的上述的缺陷，本发明要提供一种基于车联网的通风坐垫，包括：

单片机、接线端子、射频模块、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、陀螺仪模块、第一LED控制模块、第二LED控制模块、第一电压输出接口、第二电压输入接口，所述接线端子、所述射频模块分别与所述单片机电性连接，所述陀螺仪模块、所述第一LED控制模块、所述第二LED控制模块及所述第二电机驱动电路分别与所述接线端子电性连接，所述第一电机驱动电路与所述第二电机驱动电路电性连接，所述第一电压输出接口与所述第一电机驱动电路电性连接，所述第二电压输出接口与所述第二电机驱动电路电性连接。

优选地，所述陀螺仪模块包括：无线传感器节点芯片U3的引脚1分别与电阻R12的一端、电阻R14的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚2分别与无线传感器节点芯片U3的引脚3、电阻R13的一端、电阻R15的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚5与电容C11的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚8与电容C8的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚14与电阻R10的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚13与电阻R11的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚12分别与电阻R10的另一端、电阻R11的另一端连接。

优选地，所述射频模块包括：电容C10的一端分别与电容C62的一端、单片机U1的引脚1连接，电容C62的另一端分别与电感L15的一端、电感L14的一端、电阻R76的一端连接，电感L14的另一端与天线ANT1的引脚1连接，电阻R76的另一端与射频同轴连接器ANT2的引脚1连接。优选地，所述第一电机驱动电路包括：电机驱动芯片U1的引脚8分别与电容C1的一端、电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接且接地，电机驱动芯片U1的引脚7与连接座子CN2的引脚2连接，电机驱动芯片U1的引脚6与连接座子CN2的引脚1连接，电机驱动芯片U1的引脚5与电阻R2的一端连接，电机驱动芯片U1的引脚9与电阻R3的一端连接且接地，电阻R2的另一端与电阻R3的另一端连接。

优选地，所述第二电机驱动电路包括：电机驱动芯片U2的引脚8分别与电容C3的一端、电容C4的一端连接，电容C3的另一端与电容C4的另一端连接且接地，电机驱动芯片U2的引脚7与连接座子CN3的引脚2连接，电机驱动芯片U2的引脚6与连接座子CN3的引脚1连接，电机驱动芯片U2的引脚5与电阻R7的一端连接，电机驱动芯片U2的引脚9与电阻R8的一端连接且接地，电阻R7的另一端与电阻R8的另一端连接。

优选地，所述第一LED控制模块包括：电阻R6的一端与发光二极管D1的正极连接，发光二极管D1的负极接地。

优选地，所述第二LED控制模块包括：电阻R9的一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极接地。

优选地，所述通风坐垫还包括第一稳压单元，所述第一稳压单元与所述单片机通过电性连接。

优选地，所述通风坐垫还包括第二稳压单元，所述第二稳压单元与所述接线端子通过电性连接。

优选地，所述通风坐垫还包括时钟信号单元，所述时钟信号单元与所述单片机通过电性连接。

实施本发明的基于车联网的通风坐垫，具有以下有益效果：通过轻触按键或移动终端的方式驱动电机，控制不同的风扇转速来达到散热的目的；同时根据陀螺仪采集的数据，实时将车辆状态反馈至移动终端，方便监测和控制车辆，实现车联网的运用；能够通过终端系统对通风坐垫进行控制，同时搭配陀螺仪，将车辆行驶中的状态，例如速度、方向的改变量实时上传至终端系统，方便监测和控制车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的基于车联网的通风坐垫的结构示意图；

图2是本发明的基于车联网的通风坐垫中的单片机电路图；

图3是本发明的基于车联网的通风坐垫中的陀螺仪模块电路图；

图4是本发明的基于车联网的通风坐垫中的射频模块电路图；

图5是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一电机驱动电路电路图；

图6是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二电机驱动电路电路图；

图7是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一LED控制模块电路图；

图8是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二LED控制模块电路图；

图9是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一稳压单元电路图；

图10是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二稳压单元电路图；

图11是本发明的基于车联网的通风坐垫中的时钟信号单元电路图；

图12是本发明的基于车联网的通风坐垫中的按键模块电路图；

图13是本发明的基于车联网的通风坐垫中的微型SD卡电路图；

图14是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一电源端口电路图；

图15本发明的基于车联网的通风坐垫中的风扇转速控制电路图；

图16是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二电源端口电路图。

图中，1-第一电源端口，2-第一稳压单元，3-射频模块，4-时钟信号单元，5-烧录端子，6-存储器，7-单片机，8-接线端子，9-第二电源端口，10-第二稳压单元，11-陀螺仪模块，12-第一LED控制模块，13-第二LED控制模块，14-第一电机驱动电路，15-第二电机驱动电路，16-第一电压输出接口，17-第二电压输出接口，18-按键模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1，为本发明的基于车联网的通风坐垫的结构示意图。如图1所示，在本发明第一实施例提供的基于车联网的通风坐垫中，至少包括，单片机、接线端子、射频模块、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、陀螺仪模块、第一LED控制模块、第二LED控制模块、第一电压输出接口、第二电压输入接口，接线端子、射频模块分别与单片机电性连接，陀螺仪模块、第一LED控制模块、第二LED控制模块及第二电机驱动电路分别与接线端子电性连接，第一电机驱动电路与第二电机驱动电路电性连接，第一电压输出接口与第一电机驱动电路电性连接，第二电压输出接口与第二电机驱动电路电性连接。

射频模块用于与移动终端通讯。第一电压输出接口与第二电压输出接口分别用于连接风扇。单片机根据按键模块反馈的信号，分别给第一电机驱动电路、第二电机驱动电路输出电压控制信号；或者单片机根据射频模块反馈的信号，分别给第一电机驱动电路、第二电机驱动电路输出电压控制信号。第一电机驱动电路、第二电机驱动电路根据电压控制信号，调整输出电压的大小，并将该输出电压经第一电压输出接口和第二电压输出接口输出。单片机根据陀螺仪模块反馈的信号，自动处理数据输出欧拉角。单片机根据第一电机驱动电路的开启、关闭状态，给第一LED控制模块输出电压控制信号，根据第二电机驱动电路的开启、关闭状态，给第二LED控制模块输出电压控制信号。第一电压输出接口和第二电压输出接口均用于连接风扇，便于电机驱动电路来控制风扇的转动。

图2是本发明的基于车联网的通风坐垫中的单片机电路图。如图2所示，本实施例中，单片机U1选为ESP32_S3R8。单片机U1的引脚1分别与电容C10的一端、电容C63的一端连接，电容C63的另一端分别与电感L15的一端、电阻R76的一端、电感L14的一端连接，电感L14的另一端与蓝牙耳机天线ANT1的引脚1连接，单片机U1的引脚2、单片机U1的引脚3分别与电容C13的一端、电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容C14的一端、电容C16的一端、电容C15的一端连接，单片机U1的引脚29分别与电容C11的一端、电容C12的一端连接。单片机U1通过输出PWM波控制电机驱动电流，进而控制风扇的启停及转速；通过接收按键触发的高低电平或者通过终端系统控制何时、以多大频率输出PWM波；通过IIC接口，实时接收和处理从陀螺仪芯片传输过来的值，并把解析的值实时上传到终端系统。

图3是本发明的基于车联网的通风坐垫中的陀螺仪模块电路图。如图3所示，陀螺仪模块包括：无线传感器节点芯片U3的引脚1分别与电阻R12的一端、电阻R14的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚2分别与无线传感器节点芯片U3的引脚3、电阻R13的一端、电阻R15的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚5与电容C11的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚8与电容C8的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚14与电阻R10的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚13与电阻R11的一端连接，无线传感器节点芯片U3的引脚12分别与电阻R10的另一端、电阻R11的另一端连接。无线传感器节点芯片U3的引脚1的作用为I2C模式下选择从机地址，若该引脚拉高，则保留电阻R12，去除电阻R14，此时从机地址为0x6A，反之，从机地址为0x6B。无线传感器节点芯片U3的引脚2、3的作用为通过额外IIC接口连接其它传感器，如磁力计等。在本陀螺仪模块中，无需连接额外的传感器，因此通过电阻R13上拉或者通过R15下拉来禁止该IIC接口启动。无线传感器节点芯片U3的引脚5通过连接电容C11为芯片IO口供电，无线传感器节点芯片U3的引脚8通过电容C8为整个芯片供电。无线传感器节点芯片U3的引脚12的作用为选择该芯片的通信方式，选择将引脚12拉高，则该芯片的通信方式为IIC/I3C，反之为SPI通信模式。无线传感器节点芯片U3的引脚13、14分别通过电阻R11、R10将电平拉高，确保信号稳定的同时与单片机U1进行通信。

图4是本发明的基于车联网的通风坐垫中的射频模块电路图。如图4所示，射频模块包括：电容C10的一端分别与电容C62的一端、单片机U1的引脚1连接，电容C62的另一端分别与电感L15的一端、电感L14的一端、电阻R76的一端连接，电感L14的另一端与天线ANT1的引脚1连接，电阻R76的另一端与射频同轴连接器ANT2的引脚1连接。采用LC匹配网络以便对天线ANT1进行匹配，LC匹配网络包括电容C10和电感L14。电容C63和电阻R15构成LC滤波电路，用于抑制二次谐波。天线ANT1，可以为陶瓷天线，用于信号收发。射频同轴连接器ANT2为预留模块，作用与陶瓷天线ANT1相同，用于信号的收发。该模块为单片机U1的WIFI/BLE硬件驱动模块。

图5是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一电机驱动电路电路图。如图5所示，第一电机驱动电路包括：电机驱动芯片U1的引脚8分别与电容C1的一端、电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接且接地，电机驱动芯片U1的引脚7与连接座子CN2的引脚2连接，电机驱动芯片U1的引脚6与连接座子CN2的引脚1连接，电机驱动芯片U1的引脚5与电阻R2的一端连接，电机驱动芯片U1的引脚9与电阻R3的一端连接且接地，电阻R2的另一端与电阻R3的另一端连接。

图6是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二电机驱动电路电路图。如图6所示，第二电机驱动电路包括：电机驱动芯片U2的引脚8分别与电容C3的一端、电容C4的一端连接，电容C3的另一端与电容C4的另一端连接且接地，电机驱动芯片U2的引脚7与连接座子CN3的引脚2连接，电机驱动芯片U2的引脚6与连接座子CN3的引脚1连接，电机驱动芯片U2的引脚5与电阻R7的一端连接，电机驱动芯片U2的引脚9与电阻R8的一端连接且接地，电阻R7的另一端与电阻R8的另一端连接。电机驱动芯片U2的引脚8接入电压，电容C4的作用为稳压，电容C3的作用为滤波。CON2为接线端子，连接风扇，电机驱动芯片通过该接线端子控制风扇。电机驱动芯片U2的引脚5为将输入电流转换为与其成比例的模拟电流输出。电阻R7和电阻R8的作用为控制比例。

图7是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一LED控制模块电路图。如图7所示，第一LED控制模块包括：电阻R6的一端与发光二极管D1的正极连接，发光二极管D1的负极接地。电阻R6的作用为上拉电阻，当LED1为高电平时，发光二极管D1将会发亮，反之熄灭。

图8是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二LED控制模块电路图。如图8所示，第二LED控制模块包括：电阻R9的一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极接地。电阻R9的作用为上拉电阻，当LED2为高电平时，发光二极管D2将会发亮，反之熄灭。

图9是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一稳压单元电路图。如图9所示，本发明通风坐垫还包括第一稳压单元，第一稳压单元与单片机通过电性连接。第一稳压单元中，电容C44、C42、C43均用于储能，并且抑制输入纹波，可以保证当前端电压变化时，输给稳压器的电压恒定。电容C46、C47、C48均用于抑制稳压器进行电压转化后产生的纹波，保证输出的电压曲线平滑，同时也有储能的作用。R69为上拉电阻，增大电流。VCC通过电阻R69使能稳压芯片TMI3406。电阻R70、R71的作用为分压电阻，输出电压分压后接至引脚5，此管脚在稳压芯片TMI3406内部连接比较器，与Vref进行比较，如果FB脚电压低了，那就提高开关的占空比，高了就降低占空比，以此达到稳定电压的目的。引脚3用于用于控制和传输电流，电感L31将输出的电流进行储能以及滤波，稳定控制回路。第一稳压单元将第一电源端口接入的5V电源，通过DCDC稳压模块转换为3.3V，给单片机U1供电。

图10是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二稳压单元电路图。如图10所示，通风坐垫还包括第二稳压单元，第二稳压单元与接线端子通过电性连接。按钮开关BS(Button Switch)作用是驱动高侧开关，用于控制电源或电路与负载之间的连接和断开，电容C5的作用为储能。第二稳压单元将第二电源端口接入的电源通过中压buck转换器TMI3281，转换为5V电压。

图11是本发明的基于车联网的通风坐垫中的时钟信号单元电路图。如图11所示，通风坐垫还包括时钟信号单元，时钟信号单元与单片机通过电性连接。时钟信号单元主要负责生成和分发时钟信号。时钟信号在数字系统中起着关键的作用，用于同步各个组件的操作和数据传输。电容C1和电容C2用于滤波，充放电及阻抗匹配。电感用于滤波、抑制噪声、路径延迟调整。晶振用于时钟生成、频率分频、时钟分配、时钟延迟和对齐。时钟信号单元为用于生成和管理系统时钟信号的硬件模块。

图12是本发明的基于车联网的通风坐垫中的按键模块电路图。如图12所示，按键模块包括：按键KEY1的引脚4分别与电阻R20的一端、电容C20的一端连接，按键KEY1的引脚1与电容C20的另一端连接且接地，电阻R20的另一端与电阻R75的一端连接，电阻R75的另一端与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端分别与电阻R21的一端、电容C21的一端连接，电阻R21的另一端分别与按键KEY1的引脚4、电容C22的一端连接，电容C22的另一端与按键KEY1的引脚1连接且接地。按键模块分为两大块：第一为单片机U1所在的主控板，第二为陀螺仪芯片所在的拓展板。两者通过接线端子8相连。因此图12中的按键模块属于单片机U1所在的主控板，KEY1作用为是单片机U1进入下载模式，KEY2作用为使单片机U1重启。图12中的按键K1属于陀螺仪所在的拓展版，作用为控制风扇转速。

在本实施例的一些可选的实现方式中，本发明的基于车联网的通风坐垫还包括微型SD卡电路。图13是本发明的基于车联网的通风坐垫中的微型SD卡电路图。如图13所示，微型SD卡电路包括TF卡插座。

在本实施例的一些可选的实现方式中，本发明的基于车联网的通风坐垫还包括USB接口。图14是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第一电源端口电路图。如图14所示，通过USB接口单独接入5V电源。

在本实施例的一些可选的实现方式中，本发明的基于车联网的通风坐垫还包括UART接口。

图15本发明的基于车联网的通风坐垫中的风扇转速控制电路图。单片机U1通过接收按键所产生的高低电平，去控制电机驱动板，进而控制风扇的启停、转速。

图16是本发明的基于车联网的通风坐垫中的第二电源端口电路图。如图16所示，第二电源端口通过接线端子，接入电池或12V的电源，为按键模块提供电源。

具体实施时，当轻触按键K1第一次短按导通时，电机驱动芯片U1根据当前的低电平信号输出PWM信号正常驱动第一电机驱动芯片U1和第二电机驱动芯片U2使其正常输出供电，此时电机驱动芯片输出第一档电压。当轻触按键K1第二次短按导通时，原理同上，此时电机驱动芯片输出第二档电压。当轻触按键K1第三次短按导通时，原理同上，此时电机驱动芯片输出第三档电压。当轻触按键K1第四次长按导通时，电机驱动芯片U1不输出PWM信号，此时电机驱动芯片终止PWM输出，且按键触发次数清零。同时电机驱动电路启动时，电机驱动芯片U1会输出高电平信号点亮LED灯。当使用移动端与电机驱动芯片U1通讯时，电机驱动芯片U1根据移动端反馈的信号输出电压控制信号控制电机驱动芯片。当电源端口2有电源输入时，陀螺仪将自行启动。此时电机驱动芯片U1将会处理陀螺仪模块11反馈的数据输出欧拉角。

本发明通过以上实施例的设计，其有益效果是：通过轻触按键或移动终端的方式驱动电机，控制不同的风扇转速来达到散热的目的；同时根据陀螺仪采集的数据，实时将车辆状态反馈至移动终端，方便监测和控制车辆，实现车联网的运用；能够通过终端系统对通风坐垫进行控制，同时搭配陀螺仪，将车辆行驶中的状态，例如速度、方向的改变量实时上传至终端系统，方便监测和控制车辆。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。