汽車制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置與展望

1、 汽車制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置與展望摘要：針對現(xiàn)有汽車制動(dòng)燈不顯示制動(dòng)強(qiáng)度的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置。采集制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，采用兩種不同的設(shè)計(jì)方案：一種用mma1260d采集制動(dòng)時(shí)的減速度；一種采用abs自帶的輪速傳感器采集制動(dòng)時(shí)的輪速變化，并且推算出汽車車身減速度。單片機(jī)通過控制發(fā)光二極管發(fā)光的個(gè)數(shù)智能顯示制動(dòng)強(qiáng)度，以此警示后面的駕駛?cè)?，降低交通事故發(fā)生率。關(guān)鍵詞：mma1260d abs輪速傳感器 單片機(jī) 顯示裝置中圖分類號：tm574文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：1007-9416(2012)02-0101-021、前言近年來，許多車型在汽車尾部后窗玻璃附近加裝高位制動(dòng)燈，而且高位制動(dòng)燈趨于多

2、樣化、個(gè)性化、多功能化。駕駛?cè)酥苿?dòng)時(shí)，高位制動(dòng)燈與左右制動(dòng)燈同時(shí)亮，顯示汽車已經(jīng)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)。但是高位制動(dòng)燈和普通制動(dòng)燈都不能顯示制動(dòng)強(qiáng)度的大小，后面的駕駛?cè)瞬荒芰私馇懊骜{駛?cè)说闹苿?dòng)意圖，因此易造成追尾事故。2、設(shè)計(jì)思路針對現(xiàn)有汽車高位制動(dòng)燈不顯示制動(dòng)強(qiáng)度的缺點(diǎn)，我們設(shè)計(jì)了智能顯示制動(dòng)強(qiáng)度的制動(dòng)顯示裝置。針對不同的汽車類型（有的造價(jià)比較低廉不帶abs系統(tǒng)，有的帶有abs系統(tǒng)），我們分別采用了兩種不同的智能制動(dòng)顯示裝置。(1)針對普通的汽車，（甚至不帶有abs系統(tǒng)汽車），制動(dòng)強(qiáng)度采集系統(tǒng)采用加速度傳感器mma1260d傳感器，將采集的制動(dòng)減速度輸入到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)制動(dòng)減速度的大小控制發(fā)光二極

3、管亮的個(gè)數(shù)不同，后面的駕駛?cè)丝梢酝ㄟ^觀察制動(dòng)顯示裝置亮的寬度來判斷前一汽車的制動(dòng)強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn)：采集的制動(dòng)減速度比較準(zhǔn)確，能準(zhǔn)確的顯示給后面的駕駛?cè)?；而且成本低廉，安裝方便，具有通用性，可以用于替換現(xiàn)有汽車的高位制動(dòng)燈。(2)針對有abs系統(tǒng)汽車，采用abs系統(tǒng)自帶的輪速傳感器來測定汽車輪胎的速度，通過對輪速的處理，計(jì)算出車身制動(dòng)時(shí)減速度。根據(jù)計(jì)算的汽車減速度控制發(fā)光二極管發(fā)光的個(gè)數(shù)不同；同時(shí)采集轉(zhuǎn)向信息，控制制動(dòng)顯示裝置的左或右邊的發(fā)光二極管呈逐級增加光柱顯示，提供給后面的駕駛?cè)宿D(zhuǎn)向信息。優(yōu)點(diǎn)：利用了汽車abs系統(tǒng)的輪速傳感器，不用額外的增設(shè)傳感器，節(jié)約了成本，具有成本低廉的特點(diǎn)，也可以用于替換

4、高位制動(dòng)燈使用。3、電路設(shè)計(jì)3.1 基于mm1260d傳感器的制動(dòng)燈的設(shè)計(jì)3.1.1 總體電路設(shè)計(jì)采用加速度傳感器mma1260d傳感器采集汽車制動(dòng)時(shí)的減速度，并通過tlc0832完成a/d轉(zhuǎn)換輸入到單片機(jī)，通過單片機(jī)控制發(fā)光二極管發(fā)光的個(gè)數(shù)，后面駕駛?cè)送ㄟ^觀察制動(dòng)顯示裝置發(fā)光部分的寬度來判斷前車的制動(dòng)狀態(tài)。3.1.2 穩(wěn)壓電源電路穩(wěn)壓電源電路由7805組成，可將外接電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的+5v電源，向單片機(jī)和mma1260d提供穩(wěn)定的5v電源。3.1.3 制動(dòng)顯示裝置的顯示方式3.2 基于汽車abs系統(tǒng)制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置我們設(shè)計(jì)了基于汽車abs系統(tǒng)制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置，它既能顯示汽車的制動(dòng)程度，

5、又能智能顯示汽車的轉(zhuǎn)向信息。3.2.1 硬件設(shè)計(jì)硬件部分主要包括abs輪速采集單元、轉(zhuǎn)向信號采集單元、單片機(jī)、顯示裝置。(1)abs輪速采集單元：通過abs輪速傳感器采集汽車的輪速；(2)轉(zhuǎn)向信號采集單元：采集汽車的轉(zhuǎn)向開關(guān)信號；(3)單片機(jī)：接收汽車的輪速信息和轉(zhuǎn)向信號，控制高位制動(dòng)燈左、右小燈組的開啟或關(guān)閉；(4)顯示裝置：由橫向排列的左、右小燈組組成，根據(jù)單片機(jī)傳來的信號對駕駛?cè)说膭?dòng)作及意圖進(jìn)行顯示。3.2.2 信號處理電路的設(shè)計(jì)abs轉(zhuǎn)速傳感器得到的轉(zhuǎn)速信號需要經(jīng)過專門的信號處理電路將傳感器正弦波信號轉(zhuǎn)換為同頻率的方波信號，通過檢測方波信號的頻率或周期來計(jì)算車輪的轉(zhuǎn)速。為了提高測量輪速

6、精度，輪速信號處理電路包括限幅電路、濾波電路、比較整形電路組成。3.2.3 電路原理圖單片機(jī)采用摩托羅拉mc9s12dp256型號，所述單片機(jī)上設(shè)有a/d轉(zhuǎn)換端口和i/o端口，高質(zhì)量的輪速脈沖信號通過a/d轉(zhuǎn)換端口被傳送到單片機(jī)。單片機(jī)對輪速脈沖信號進(jìn)行測量計(jì)算從而得到車輛的輪速，同時(shí)將得到的輪速運(yùn)用一定的算法處理得出車輪的加速度，我們采用斜率法，即計(jì)算當(dāng)前某時(shí)刻以前連續(xù)n點(diǎn)輪速曲線的斜率，將此斜率值作為當(dāng)此時(shí)刻的車輪角加速度。采用同樣的方法得到四個(gè)車輪的減速度，采用本領(lǐng)域內(nèi)公知的平均值法得出四個(gè)車輪的平均減速度，運(yùn)用平均減速度乘以車輪半徑可以得出制動(dòng)時(shí)車體的減速度，根據(jù)車體減速度的大小控制高位制動(dòng)燈小燈的開啟個(gè)數(shù)(圖3)。4、展望我們設(shè)計(jì)的制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置解決汽車高位制動(dòng)燈不顯示制動(dòng)強(qiáng)度的缺點(diǎn)，可以提高汽車行駛的安全性，降低追尾事故；同時(shí)，使汽車高位制動(dòng)燈個(gè)性化，功能化增強(qiáng)；另外，我團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的針對通用車型采用加速度傳感器mma1260d傳感器，使制動(dòng)強(qiáng)度智能顯示裝置具有方便安裝、成本較低、通用性的優(yōu)點(diǎn)；針對有abs系統(tǒng)汽車，利用了汽車abs系統(tǒng)的輪速傳感器，節(jié)約了成本，具有成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。制動(dòng)強(qiáng)度顯示裝置能夠提高汽車行駛安全性，具有個(gè)性化，多功能化，而且針對不同的車型特點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的方案，使制動(dòng)強(qiáng)度顯示裝置滿足市場上汽車