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汽车智能灯光控制系统设计实现

摘要:本研究将会着眼于汽车的前照灯及相关系统的设置与应用,对现有的汽车大灯智能化机制进行简要的说明并且探究提升系统功能的方式。在当前的前照灯系统改造之中,系统的正常运转通常都是基于单片机进行的,在系统运行过程中借助于多种先进技术,如红外与光敏传感、电源转换等手段,通过采用新型技术来提升前照灯的功效,实现切合汽车行驶过程与外部路况的前照灯智能运行机制。值得一提的是,STM32F103单片机因其优越的性能与先进的计算能力受到青睐并被应用到主控系统中,通过高速便捷的下载为前照灯的优化提供了基础。

关键词:汽车智能灯光;控制;系统

目前,经济水平的提升与交通领域的成长,都让汽车在人们的日常生活中扮演了愈发重要的角色,汽车前照灯技术的优化对于保证人们安全出行有着重要的意义。根据调查,在所有晚上发生的道路交通意外之中,大约有七成是因为司机难以在过于强烈的灯光照射下准确辨别交通情况而导致的。可以说,以往的汽车大灯照明技术是落后于路面交通安全要求的现状的。在传统的汽车大灯结构设计中,前照灯通常是不能够进行照射角度与灯光范围调整的,这就导致驾驶员可见范围具有很大的局限性,到了晚上更是难以分辨周边路况,严重阻碍了人们对于日常出行安全的追求。

一、系统设计

示廓灯是保证汽车出行安全的重要组成部分。示廓灯通常成对地位于汽车的头部和尾部,能够呈现出汽车的整体轮廓,通过灯光的位置来展示车体的高度并显现汽车的体积,让处于同一路面交通状况中的其他驾驶者能够分辨出来。而在示廓灯的下方,是在雨天和大雾之中发挥重要作用的雾灯。受到雨水和雾气的干扰,路面的能见度大大降低,司机往往难以在这种恶劣的天气下看清周边路况,而这就是防雾灯大展身手的时刻了。打开汽车的防雾灯,具有强大穿透力的灯光可以降低恶劣天气对于路面交通能见度的干扰,驾驶员可以看见更远处的其他交通工具或行人的踪迹,保证路面交通的安全性。在所有颜色的防雾灯中,黄色的灯光是效果最好的,黄色本身具有的纯色、高穿透力的特性,让这个颜色的灯光在雨雾天气也能够无往不利,为人们的出行安全添上一层保障。对于汽车这一交通出行方式来说,如何通过增强汽车前照灯的性能来降低大气能见度对于出行安全的干扰始终是一个主要的研究方向。大气能见度,顾名思义,是能够体现大气透明程度的一项数据。通常来说,在某一时段的天气情况中,视力正常者看向某一物体,以能够清晰辨别轮廓为标准,观察者能达到标准时与目标之间的最大距离,就是大气能见度的数值。天气条件对于大气透明度的影响是巨大的。在许多恶劣的天气条件下,受到空气中雨水、雾气或是其他粉尘颗粒的干扰,大气能见度就会显著下降。本项目将会从着力解决汽车前照灯在低能见度条件下面临的问题与挑战,通过基于微处理器的系统设计,实现亮度、角度的双重灯光调节机制,并与电源控制结合,形成多元化的汽车前照灯先进系统。

二、硬件设计

(一)微处理器的选择在进行单片机的挑选时,本系统将会使用STM32F103单片机作为整个体系的核心与基础。这类由ST公司出品的32位单片机具有极大的性能优势,高达72MHz的处理速度,256KB的FLASH程序存储器容量与48K的RAM容量,该单片机能够在消耗极少能量的同时达成较高的处理效果,在如今的市场条件下愈发受到青睐。

(二)电源控制系统经过优化的电源控制系统将会由微处理机和电源转换器共同构成,其中后者将采用220V转12V电源适配器和LM2596SDC-DC直流可调降压稳压电源模块。该系统同样是基于微处理器运行的,通过和两种电源转换模块的有机结合来形成对电路的控制。这一机制中会出现两种电压水平——12V与3.3V,其中前者来源于适配器的转换,后者来源于模块。

(三)灯光亮度调节系统基于微处理器的灯光亮度调节机制,将会根据红外与光敏感应器的信号来源,实现汽车上排灯光与主灯泡的亮度调整。光敏模块仅有一个,通过探测周边的光线情况,一旦判断亮度低至某一范围,就会启动受该模块控制的车灯;红外模块一共三个,分布于汽车的首部、左前方与车身左边,以此来感应外界亮度并调节车灯的光线强弱。红外感应器可调节的灯光模式有三档,从第一档到第三档,光线强度逐渐减弱。处于汽车首部和左前方的红外感应器一旦探测到车,车灯亮度就会依次调低一档;而车身左边的器械产生感应时,光线强度将会增到最大。

三、软件设计

为了保证优化的可靠性与系统的现实应用功能,本设计进行的过程中进行了严格的模块划分工作,并且全程借助于形参得来的可靠数据。系统的设计过程中运用了Keil软件作为辅助手段,并且使用C语言进行程序的编写,多种函数的有机结合共同促进了设计的进展。在整个系统的运行中,通过设置合理的初始参数,并且下达对于各个环节运行的指示,来促进汽车前照灯的控制和调节,为其智能化进行了一定的工作。

四、结语

本系统借助于多种先进技术手段,设计了严密的控制调节逻辑,让汽车前照灯在智能化的道路上迈出了全新的一步,借助于多种传感模块和电源设置,通过对于车灯的控制和多方位的调节实现了汽车安全性的提升,对于司机的专注驾驶有着重要的帮助作用,降低了由汽车车灯引发交通事故的几率,让交通环境得到了一定的改善。

参考文献

[1]赵蕾,高艾,翟春艳,尹薇薇.汽车灯光智能控制系统的设计与实现[J].电子世界,2019(22):207.

[2]翟羽佳,刘雨佟,汪凡.基于STM32F103单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计与实现[J].科技与创新,2019(7):54-55.

[3]兰琳,陈钊.汽车前照灯智能控制系统的设计与实现[J].汽车零部件,2008(1):66-67+45.

作者:郭瞻 肖祖铭 单位:景德镇学院

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