打造船用GPS定时通风系统：基于PIC16F628A的继电器控制风扇

构建可靠的GPS控制风扇，排除船舱湿气。系统采用PIC16F628A单片机、继电器、12V电池和LCD显示。

狭小潮湿空间必须通风。缺乏气流会导致湿气积聚，滋生霉菌真菌。我的船木质表面较多，因此设计了一个简单有效的方案：按固定时间表运行的继电器控制风扇，由汽车电池供电，GPS模块提供精准计时。

为何需要受控通风

小空间内空气停滞导致冷凝。长期潮湿促进霉菌生长，损坏木材并降低空气质量。定期清洁虽能缓解，但自动化通风提供更持久、低维护的方案。

系统概览

风扇需满足：

• 高效循环空气
• 按固定时间表自动运行
• 12V汽车电池供电
• 风扇关闭时通过专用充电器给电池充电
• LCD显示当前时间和状态

关键元件：

• 12V 4.5A风扇
• PIC16F628A单片机
• 12V电池及充电器
• 两个继电器（风扇控制、充电器控制）
• GPS模块（Skylab SKM53系列）
• LCD显示屏
• 保险丝（12V, 8A）
• 各类电阻、电容、连接器

风扇每小时运行5分钟——固化在固件中。风扇运行时充电器继电器断电防止过充；风扇停止时充电器继电器重新通电，维持电池满电。

Skylab SKM53 GPS计时

SKM53每秒通过UART输出NMEA语句。我使用RMC语句提取UTC时间。示例：

$GPRMC,075747.000,A,2233.89990,N,11405.3368,E,3.9,357.8,260210,,,A*6A

前六位数字（075747）表示07:57:47。状态字段（第3个逗号后的字母）指示定位有效（"A"）或无效（"V"）。固件在使用时间戳前检查此标志。

为可靠串口通信，数据手册建议RXD和TXD各接10 kΩ上拉电阻，并配去耦电容（10 µF电解+0.1 µF陶瓷）。我面包板上仅用单个0.1 µF陶瓷电容，未观察到不稳定。

Skylab数据手册截图（PDF）。

框图

将系统可视化为离散模块，简化故障排查和原理图设计。

硬件设计

原理图遵循框图，展示各元件连接。

为简化选用LM7805线性稳压器，并增加额外滤波电容防振荡。虽现代开关稳压器效率更高，但LM7805可靠性好且手头有现货，是务实选择。

所有元件安装在坚固PCB上，风扇和充电电路各配12V 8A保险丝保安全。

固件结构

C源码注释详尽，结构清晰：

1. 包含库文件、设置配置位
2. 定义常量（晶振频率、端口分配）
3. 声明全局变量
4. 原型函数
5. 实现函数含行内注释
6. 进入主循环：读取GPS数据、管理定时器、切换继电器

示例：UART初始化。

// UART端口初始化函数
void uart_init(void) {
    TXSTAbits.BRGH = 0; // 关闭高波特率
    TXSTAbits.SYNC = 0; // 异步模式
    TXSTAbits.TX9 = 0;  // 8位传输
    RCSTAbits.CREN = 1; // 连续接收使能
    /* 
     * 波特率计算（16 MHz晶振，9600 bps）：
     * SPBRG = (16 MHz / 9600) / 64 - 1 = 25
     */
    SPBRG = 25;
    PIE1bits.RCIE = 1;  // 使能UART接收中断
    RCSTAbits.SPEN = 1; // 使能串口
    TXSTAbits.TXEN = 1; // 使能发送
}

完整源码下载：jc_lettheairflow.c.zip。

结论

集成GPS模块精准计时、继电器电源管理、12V电池便携供电，该系统保持船舱干燥无霉。设计模块化，易扩展显示日期或集成更多传感器。

图片

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