于江豪+馮大鵬+王薇

摘要針對當前汽車會車行駛時，遠近光燈使用不當問題，本文提出了一種基于復雜環(huán)境下汽車遠近燈光智能切換系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用的是STM32系列單片機。結(jié)合采集到的光照量、溫濕度量以及煙霧濃度量，經(jīng)過程序算法處理將得到的結(jié)果與設定的閾值比較，確定是否自動切換遠近光燈，有效減少了燈光手動切換導致司機注意力的分散。通過實驗驗證，該系統(tǒng)造價低，體積小，穩(wěn)定性好，能有效提高機動車駕駛安全性。

關鍵詞汽車遠近燈光 智能切換 煙霧 濕度

引言

汽車駕駛員在能見度較低時，通常會開啟遠光燈。遠光燈對對向而來的司機的有效視覺有很大影響，容易滋生交通事故。目前，汽車遠近光燈的智能切換系統(tǒng)吸引了較多學者的研究。國內(nèi)的研究大多停留在使用光敏傳感器的階段，其缺陷是精度差，測量不穩(wěn)定。不能減少盲區(qū)、實現(xiàn)輔助駕駛的目的。對于復雜環(huán)境如煙霧、雨霧濕度等，現(xiàn)有汽車燈光切換裝置幾乎沒有研究。本文采用STM32F103C8T6單片機設計了一種基于復雜環(huán)境下的汽車大燈遠近燈光智能切換系統(tǒng)。

1測量裝置

1.1光照測量

對于光照的測量需要的是一個范圍值，而不是一個精確值。所以只需要保證測量裝置的靈敏度就能滿足使用要求，為此，我們選定了光照強度傳感器。該傳感器的測量范圍是0～65536Lx，當對面來車開啟的是遠光燈時，傳感器就會檢測到該車當前的光照量，通過芯片內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換功能利用程序?qū)⒐庹瘴锢砹哭D(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出并顯示在液晶屏上，當光強檢測值超過設定的閾值時，就會觸發(fā)繼電器進行遠近光燈切換。

1.2煙霧濃度測量

煙霧傳感器的設計是為了應對當前多發(fā)的霧霾天氣，測量過程與光照強度傳感器基本相似。但是煙霧傳感器直接輸出的是數(shù)字量。無需進行程序上的轉(zhuǎn)換，即可讀取。

1.3溫濕度測量

現(xiàn)行的傳感器沒有能夠檢測溫濕度的傳感器，而是通過檢測環(huán)境中的溫度與濕度，從而判斷當前環(huán)境是否為陰雨天氣，檢測值通過算法計算得到相應的結(jié)果，提醒司機當前環(huán)境是否要注意行車安全。

2系統(tǒng)工作原理

在我國道路交通安全法實施條例中規(guī)定，機動車夜間會車須在兩車相距150米時互閉遠光燈，切換為近光燈，進行兩車會車。從而實現(xiàn)輔助會車的目的。智能汽車燈光切換的系統(tǒng)的切換電路原理圖如圖1所示，該系統(tǒng)由光強檢測裝置、煙霧檢測裝置、溫濕度傳感器以及切換裝置——繼電器組成。

2.1光線檢測

當系統(tǒng)會開始工作時，光照強度傳感器會不斷的檢測對面來車的光線強弱。將光照信號通過A/D轉(zhuǎn)換成電信號，并且將數(shù)據(jù)實時顯示在液晶顯示屏上。

2.2溫濕度檢測

為了模擬方便，使用了環(huán)境中的濕度值來模擬雨天。溫濕度傳感器也會將環(huán)境中的溫度及濕度進行檢測轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出并與設定閾值進行比較。

2.3煙霧檢測

煙霧檢測傳感器是將煙霧濃度的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，從而感知環(huán)境中煙霧濃度，根據(jù)編寫的算法程序使得處理芯片判定是否為大霧天氣。從而給出是否要切換為近光燈，起到提醒司機減速慢行的效果。

單片機結(jié)合采集到的光照量、溫濕度量以及煙霧濃度量經(jīng)過程序算法處理將得到的結(jié)果與設定的閡值比較，通過比較的結(jié)果，單片機會向繼電器發(fā)出一個是否切換的指令信號。煙霧傳感器繼電器根據(jù)信號的不同進行燈光模式的切換。當汽車相互遠離的時候光強減弱，單片機也會發(fā)出指令信號從而控制繼電器將燈光切換為遠光，以此達到近光燈會車的目的。

3裝置特點

該系統(tǒng)采用多路傳感器從不同的角度進行檢測，將采集到的數(shù)據(jù)同時傳回到單片機進行處理，最終由單片機傳出切換的命令。

3.1成本低，結(jié)構小

該系統(tǒng)使用的是STM32系列單片機，該系列單片機體積小，使用方便，編程例程成熟。在硬件制作上外接設備要求低，原理圖簡單。元件的購買成本低，總體的電路體積小。

3.2穩(wěn)定性

c語言在編程方面，簡單方便。穩(wěn)定性較好，是優(yōu)先選擇。該系統(tǒng)的程序為全部c語言編寫。占用芯片內(nèi)存小，運行速度快，響應快速。

3.3不足

（1）精度。在現(xiàn)有的傳感器的使用上，對于測量需要來說，存在著兩方面的誤差，一方面是由于實用的芯片的制造工藝導致的；另一方面是由于在實際測量中使用時存在著誤差。

（2）雙車。在使用光照強度傳感器的時候如果要達到兩車同時切換燈光的目的，則需要兩車同時裝上該切換系統(tǒng)。因此在這個方面該系統(tǒng)具有局限性。如若本車裝上了該系統(tǒng)，對向來車沒有裝該系統(tǒng)，那么也會造成自己的車是近光，對向來車是遠光。這樣也會給自己的行車視線造成影響。

4總結(jié)

單片機智能燈光切換裝置在一定程度上減少了駕駛員對燈光的調(diào)整次數(shù)，減少了會車事故的發(fā)生，減輕對向來車對司機造成的眩目情況。極大地減少了司機注意力的分散（如圖2、圖3）。

相對于手動切換，該裝置提高了燈光切換的靈敏度。在安全、智能等有效提高駕駛的安全性與智能化。但是，該裝置的設計研究還在初級階段，向市場推廣還需要針對具體車型做適應性修改，根據(jù)具體地域環(huán)境情況進行參數(shù)調(diào)整、完善功能。