基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車智能避碰設(shè)計(jì)與研究

鄭俏妍 孫二華 重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院

1 研究的背景與意義

隨著路上行駛的汽車數(shù)量日益增加，汽車事故也越來越多，目前還沒有很好的辦法去避免碰撞事故的發(fā)生，一般都是采用車身被動(dòng)安全防御，即利用由許多不規(guī)則的三角形所組成車身骨架來抵御來自四面八方的沖擊，當(dāng)汽車車體受到撞擊，利用骨架的潰縮吸能來減少對乘車人員的傷害。如果能找到一種技術(shù)方案，可以在碰撞發(fā)生前就采取措施，避免碰撞發(fā)生，不僅可以避免對人員造成傷害，還能降低維修費(fèi)用。以往的汽車智能防撞設(shè)計(jì)，主要根據(jù)汽車行駛與外部的事物進(jìn)行比對來控制油門和剎車，但是車身的測速儀是高精度儀器，如果行車時(shí)出現(xiàn)顛簸，很容易影響儀器的使用，因此，為了節(jié)約成本以及提高實(shí)用性，本文設(shè)計(jì)對車身前部進(jìn)行測速就能達(dá)到避免碰撞的效果。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

為了解決車身前部進(jìn)行測速，根據(jù)避碰原理，車身測速儀技術(shù)方案：基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車智能避碰的設(shè)計(jì)，卡裝臺(tái)的一側(cè)固定連接有卡座，卡裝臺(tái)的內(nèi)部設(shè)有伸縮槽，伸縮槽的內(nèi)部固定連接有墊片，墊片的另一端固定連接有第一彈簧，伸縮槽的內(nèi)部滑動(dòng)套接有伸縮桿，伸縮桿的一端固定連接第一彈簧，伸縮桿的另一端固定連接有卡頭，卡頭的內(nèi)側(cè)和卡座的內(nèi)側(cè)均粘黏有防護(hù)墊，卡裝臺(tái)的下表面兩側(cè)均固定連接有軸座，軸座的內(nèi)部固定套接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的中間位置活動(dòng)套接有軸套，軸座的內(nèi)側(cè)固定連接有阻尼彈簧，阻尼彈簧的另一側(cè)緊貼軸套，軸套的下端通過支架固定連接有圓筒，圓筒的內(nèi)部滑動(dòng)套接有圓桿，圓桿的下端固定連接有底座，圓筒的下端端口位置固定連接有第二彈簧，第二彈簧的下端固定連接底座，第二彈簧的內(nèi)側(cè)活動(dòng)套接圓桿。卡裝臺(tái)的上表面緊貼有車身前部測速儀，車身前部測速儀的兩端分別緊貼防護(hù)墊的表面。車身前部測速儀的型號(hào)為征服者GPS-T1固定流動(dòng)測速一體機(jī)。車身前部測速儀的輸出端通過電路連接處理器的輸入端，處理器的輸出端分別通過電路連接數(shù)據(jù)比較器的輸入端、安全速度值存儲(chǔ)器的輸入端、報(bào)警器的輸入端、油門系統(tǒng)和剎車系統(tǒng)。油門系統(tǒng)為電子油門控制系統(tǒng)，其包括油門踏板、位移傳感器、ECU、伺服電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門控制器組成，油門踏板的內(nèi)部固定連接有位移傳感器，位移傳感器的輸出端通過電路連接ECU的輸入端，ECU通過電路連接伺服電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)通過電路連接節(jié)氣門控制器，處理器的輸出端通過電路連接ECU的輸入端。剎車系統(tǒng)為電子控制剎車輔助系統(tǒng)，其包括剎車助力器、壓力傳感器和ABS控制器，剎車助力器的表面固定連接有壓力傳感器，壓力傳感器的輸出端通過電路連接ABS控制器的輸入端，處理器的輸出端通過電路連接ABS控制器的輸入端。

3 具體實(shí)現(xiàn)

當(dāng)汽車行駛時(shí)，車身前部測速儀3與處理器連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測汽車周圍物體相對于該車的速度，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳給處理器，處理器將車身前部測速儀3傳來的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)比較器，同時(shí)將事先存儲(chǔ)在安全速度值存儲(chǔ)器中的安全速度值發(fā)送給數(shù)據(jù)比較器，數(shù)據(jù)比較器將兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若監(jiān)測的速度超過安全速度值，處理器則發(fā)送控制指令給油門系統(tǒng)或剎車系統(tǒng)，控制加速或剎車，若車身前部測速儀3傳回的數(shù)據(jù)大于安全速度值，則控制剎車減速，若車身前部測速儀3傳回的數(shù)據(jù)小于安全速度值，則控制油門加速，若車身前部測速儀3傳回的數(shù)據(jù)大于安全速度值，則立刻報(bào)警，提醒駕駛員注意。油門系統(tǒng)采用電子油門控制系統(tǒng)，其主要由油門踏板、踏板位移傳感器、ECU、伺服電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門控制器組成，踏板位移傳感器安裝在油門踏板內(nèi)部，隨時(shí)監(jiān)測油門踏板的位置，當(dāng)監(jiān)測到油門踏板高度位置有變化，會(huì)瞬間將此信息送往ECU，ECU對該信息及系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出一個(gè)控制信號(hào)，通過線路送到伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)的繼電器，伺服電動(dòng)機(jī)連通節(jié)氣門控制器，處理器直接與ECU連接通信，通過ECU發(fā)送指令給伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)的繼電器，控制汽車加速，避免發(fā)生碰撞，剎車系統(tǒng)為電子控制剎車輔助系統(tǒng)，電子控制式剎車輔助的剎車助力器上有一個(gè)壓力傳感器，向ABS控制器輸送有關(guān)踏板行程和移動(dòng)速度的信息，如果ABS控制器判斷是緊急剎車，它就讓剎車助力器內(nèi)螺線閥門開啟，加大壓力室內(nèi)的氣壓，以提供足夠的助力，將處理器與該ABS控制器連接，即可實(shí)現(xiàn)汽車緊急剎車功能，避免發(fā)生碰撞。

4 總結(jié)

基于物聯(lián)網(wǎng)的汽車智能避碰設(shè)計(jì)，能根據(jù)汽車周圍物體相對比汽車的速度來控制油門和剎車，避免發(fā)生碰撞，大大提高行車安全性，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，根據(jù)實(shí)際情況，現(xiàn)在的測速儀只需要一個(gè)并放置在車前端，能夠及時(shí)提醒駕駛員行車情況，同時(shí)將車身前部測速儀的安裝方法具體化。

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