汽車智能燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

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摘要：本研究將會(huì)著眼于汽車的前照燈及相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有的汽車大燈智能化機(jī)制進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明并且探究提升系統(tǒng)功能的方式。在當(dāng)前的前照燈系統(tǒng)改造之中，系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)通常都是基于單片機(jī)進(jìn)行的，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中借助于多種先進(jìn)技術(shù)，如紅外與光敏傳感、電源轉(zhuǎn)換等手段，通過采用新型技術(shù)來(lái)提升前照燈的功效，實(shí)現(xiàn)切合汽車行駛過程與外部路況的前照燈智能運(yùn)行機(jī)制。值得一提的是，STM32F103單片機(jī)因其優(yōu)越的性能與先進(jìn)的計(jì)算能力受到青睞并被應(yīng)用到主控系統(tǒng)中，通過高速便捷的下載為前照燈的優(yōu)化提供了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：汽車智能燈光；控制；系統(tǒng)

目前，經(jīng)濟(jì)水平的提升與交通領(lǐng)域的成長(zhǎng)，都讓汽車在人們的日常生活中扮演了愈發(fā)重要的角色，汽車前照燈技術(shù)的優(yōu)化對(duì)于保證人們安全出行有著重要的意義。根據(jù)調(diào)查，在所有晚上發(fā)生的道路交通意外之中，大約有七成是因?yàn)樗緳C(jī)難以在過于強(qiáng)烈的燈光照射下準(zhǔn)確辨別交通情況而導(dǎo)致的?？梢哉f(shuō)，以往的汽車大燈照明技術(shù)是落后于路面交通安全要求的現(xiàn)狀的。在傳統(tǒng)的汽車大燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，前照燈通常是不能夠進(jìn)行照射角度與燈光范圍調(diào)整的，這就導(dǎo)致駕駛員可見范圍具有很大的局限性，到了晚上更是難以分辨周邊路況，嚴(yán)重阻礙了人們對(duì)于日常出行安全的追求。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

示廓燈是保證汽車出行安全的重要組成部分。示廓燈通常成對(duì)地位于汽車的頭部和尾部，能夠呈現(xiàn)出汽車的整體輪廓，通過燈光的位置來(lái)展示車體的高度并顯現(xiàn)汽車的體積，讓處于同一路面交通狀況中的其他駕駛者能夠分辨出來(lái)。而在示廓燈的下方，是在雨天和大霧之中發(fā)揮重要作用的霧燈。受到雨水和霧氣的干擾，路面的能見度大大降低，司機(jī)往往難以在這種惡劣的天氣下看清周邊路況，而這就是防霧燈大展身手的時(shí)刻了。打開汽車的防霧燈，具有強(qiáng)大穿透力的燈光可以降低惡劣天氣對(duì)于路面交通能見度的干擾，駕駛員可以看見更遠(yuǎn)處的其他交通工具或行人的蹤跡，保證路面交通的安全性。在所有顏色的防霧燈中，黃色的燈光是效果最好的，黃色本身具有的純色、高穿透力的特性，讓這個(gè)顏色的燈光在雨霧天氣也能夠無(wú)往不利，為人們的出行安全添上一層保障。對(duì)于汽車這一交通出行方式來(lái)說(shuō)，如何通過增強(qiáng)汽車前照燈的性能來(lái)降低大氣能見度對(duì)于出行安全的干擾始終是一個(gè)主要的研究方向。大氣能見度，顧名思義，是能夠體現(xiàn)大氣透明程度的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。通常來(lái)說(shuō)，在某一時(shí)段的天氣情況中，視力正常者看向某一物體，以能夠清晰辨別輪廓為標(biāo)準(zhǔn)，觀察者能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)與目標(biāo)之間的最大距離，就是大氣能見度的數(shù)值。天氣條件對(duì)于大氣透明度的影響是巨大的。在許多惡劣的天氣條件下，受到空氣中雨水、霧氣或是其他粉塵顆粒的干擾，大氣能見度就會(huì)顯著下降。本項(xiàng)目將會(huì)從著力解決汽車前照燈在低能見度條件下面臨的問題與挑戰(zhàn)，通過基于微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)亮度、角度的雙重?zé)艄庹{(diào)節(jié)機(jī)制，并與電源控制結(jié)合，形成多元化的汽車前照燈先進(jìn)系統(tǒng)。

二、硬件設(shè)計(jì)

（一）微處理器的選擇在進(jìn)行單片機(jī)的挑選時(shí)，本系統(tǒng)將會(huì)使用STM32F103單片機(jī)作為整個(gè)體系的核心與基礎(chǔ)。這類由ST公司出品的32位單片機(jī)具有極大的性能優(yōu)勢(shì)，高達(dá)72MHz的處理速度，256KB的FLASH程序存儲(chǔ)器容量與48K的RAM容量，該單片機(jī)能夠在消耗極少能量的同時(shí)達(dá)成較高的處理效果，在如今的市場(chǎng)條件下愈發(fā)受到青睞。

（二）電源控制系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化的電源控制系統(tǒng)將會(huì)由微處理機(jī)和電源轉(zhuǎn)換器共同構(gòu)成，其中后者將采用220V轉(zhuǎn)12V電源適配器和LM2596SDC-DC直流可調(diào)降壓穩(wěn)壓電源模塊。該系統(tǒng)同樣是基于微處理器運(yùn)行的，通過和兩種電源轉(zhuǎn)換模塊的有機(jī)結(jié)合來(lái)形成對(duì)電路的控制。這一機(jī)制中會(huì)出現(xiàn)兩種電壓水平——12V與3.3V，其中前者來(lái)源于適配器的轉(zhuǎn)換，后者來(lái)源于模塊。

（三）燈光亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于微處理器的燈光亮度調(diào)節(jié)機(jī)制，將會(huì)根據(jù)紅外與光敏感應(yīng)器的信號(hào)來(lái)源，實(shí)現(xiàn)汽車上排燈光與主燈泡的亮度調(diào)整。光敏模塊僅有一個(gè)，通過探測(cè)周邊的光線情況，一旦判斷亮度低至某一范圍，就會(huì)啟動(dòng)受該模塊控制的車燈；紅外模塊一共三個(gè)，分布于汽車的首部、左前方與車身左邊，以此來(lái)感應(yīng)外界亮度并調(diào)節(jié)車燈的光線強(qiáng)弱。紅外感應(yīng)器可調(diào)節(jié)的燈光模式有三檔，從第一檔到第三檔，光線強(qiáng)度逐漸減弱。處于汽車首部和左前方的紅外感應(yīng)器一旦探測(cè)到車，車燈亮度就會(huì)依次調(diào)低一檔；而車身左邊的器械產(chǎn)生感應(yīng)時(shí)，光線強(qiáng)度將會(huì)增到最大。

三、軟件設(shè)計(jì)

為了保證優(yōu)化的可靠性與系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用功能，本設(shè)計(jì)進(jìn)行的過程中進(jìn)行了嚴(yán)格的模塊劃分工作，并且全程借助于形參得來(lái)的可靠數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了Keil軟件作為輔助手段，并且使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫，多種函數(shù)的有機(jī)結(jié)合共同促進(jìn)了設(shè)計(jì)的進(jìn)展。在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行中，通過設(shè)置合理的初始參數(shù)，并且下達(dá)對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行的指示，來(lái)促進(jìn)汽車前照燈的控制和調(diào)節(jié)，為其智能化進(jìn)行了一定的工作。

四、結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)借助于多種先進(jìn)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)了嚴(yán)密的控制調(diào)節(jié)邏輯，讓汽車前照燈在智能化的道路上邁出了全新的一步，借助于多種傳感模塊和電源設(shè)置，通過對(duì)于車燈的控制和多方位的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了汽車安全性的提升，對(duì)于司機(jī)的專注駕駛有著重要的幫助作用，降低了由汽車車燈引發(fā)交通事故的幾率，讓交通環(huán)境得到了一定的改善。

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作者：郭瞻 肖祖銘 單位：景德鎮(zhèn)學(xué)院