汽車智能燈光控制系統探析

郭瞻

摘要：汽車在夜間行駛時，如果有對方來車，汽車司機應第一時間進行遠光燈和近光燈的轉換操作，但是在實際行駛中，時時有汽車司機并沒有第一時間執行此操作，從而產生交通事故。為了增加車輛的行駛安全，降低此原因帶來的事故率，本文以汽車燈光控制系統為研究對象，使該系統可根據汽車行駛環境的實際光線情況，對汽車示廓燈、霧燈的開啟關閉進行自動控制。從而進一步擴大汽車燈光系統的使用功能，減少司機在駕駛時的活動需要，降低人為操作不當所引發的事故率，增加汽車的行駛安全，降低人身危害。

關鍵詞：智能;霧燈;示廓燈;安全性

0 ?引言

當前我國經濟飛速發展。尤其是在2001年，我國加入世界貿易組織后，我國的汽車產業以勢不可擋的趨勢蓬勃發展。對我國所擁有的汽車數量進行統計可知，我國所擁有的機動車總數量為1.53億輛。其中有轎車0.54億輛，摩托車0.84億輛，其他車輛0.15億輛。除此之外，我國每年新增加的汽車數量最少為600萬輛，預計在將來的5年時間里，每年都會增加30%的汽車產量和有關汽車的花費總數，在我國人民的花費總數中，汽車的相關花費位居第二，汽車花費已成為發展我國經濟的新創點。隨著人們生活水平的提高，汽車已慢慢成為每個家庭的生活必需品，汽車安全性的高低已成為人們在選購汽車時的重要參考點，而駕駛安全是汽車安全的重要組成之一。根據對事故發生原因和數量的統計可知，在夜間和下雨大霧等視線不良環境下所發生的交通事故發生率占30%，由于駕駛環境惡劣， 光線不足，使司機們在開車時不能及時的看清楚路況，同時很多司機沒有打開示廓燈、霧燈的意識，而且在汽車行駛途中多次打開、關閉示廓燈、霧燈，會在一定程度上影響司機，同時讓駕駛員頻繁的切換霧燈和示廓燈的開關也會分散駕駛員的專心程度，從而降低汽車行駛安全。

1 ?系統設計

示廓燈是位于汽車前后兩側位置的車燈，打開示廓燈可以讓行人、其他車輛更清楚的看到行車，起到安全警示的作用。人們通過示廓燈，可以判斷出汽車的高度和寬度范圍。汽車的霧燈位于汽車前燈的下方區域，主要在有霧或下雨等能見度比較差的行車環境中使用。對于有霧的天氣，汽車司機不能清楚、及時的看清路況，對一些突發狀況的反應能力會比平常有所延遲，因此可使用黃色的照明設施在有霧天氣的行駛中，增強車燈的穿透力，使汽車司機和道路上的其他汽車、行人能更清楚的看到具體路況車輛情況，從而保持安全的行車距離，給汽車司機和行人足夠的反應時間來應對各種突發狀況。黃色光線可以應用在很多視線較差的環境中，具有很大的穿透力，在有霧天氣中，使用黃色的防霧燈就可以幫助司機和行人在很遠的距離就能看清楚來車情況。

空氣是否足夠透明可通過測量空氣的能見度進行判斷。空氣能見度一般是指在一定的空氣條件下，視力健康的人可以看到的最遠水平距離，要求能看清楚測試對象的具體輪廓。天氣的好壞決定著當天空氣能見度的好差。在下雨、霧霾天、沙塵暴等惡劣天氣狀況下，空氣中雜質過多，會在一定程度上影響到空氣的透明度，從而使得空氣的能見度也較低。空氣能見度的測量手段有很多種：比如常見的目視法、激光測量法等。通過人眼進行的能見度測試結果會存在不夠客觀、不夠規范等問題。使用空氣透射儀測量時，對通過光束的空氣柱長度有一定的要求，具有一定的操作難度，因此多用于能見度比較差時的測量，但同時對于下雨、有霧等惡劣天氣，水霧等雜質還會對測量設備造成一定的影響，從而進一步影響測量結果。與以上兩種方法相比，激光測量法的測量數據是相對最為準確的，但是由于激光測量設備使用、保養成本都較高，而且對于該設備的操作要求有一定的專業度，需要經過系統的培訓方可準確操作，同時，水霧等雜質也會對測量設備造成一定的質量影響，所以對于某些惡劣天氣中能見度的測量也是具有較大操作難度的。本系統通過數字攝像法對空氣的能見度進行測量，使用數字攝像機多攝取到的目標信息，對抓取到的圖像特征進行分析，從而計算出空氣的能見度。根據測量數據可證實，數字攝像法和激光測量法對空氣能見度的測量數據基本一致。

1.1 系統構建

該系統主要分為兩部分：硬件和軟件，硬件主要指系統的電路設計，軟件主要有系統程序寫法。硬件的電路設計中主要有：供電電路、開關電路、傳感器、車燈啟動電路等。首先該系統的電壓要求為穩定5伏電壓，可以通過供電電路對汽車內部電壓進行變換實現，然后通過按鍵電路，選擇工作形式。在選擇自動工作時，可通過傳感器把信號通過傳輸電路送至單片機中，再由單片機對所送來的信號進行分析，判斷汽車此時所處環境的光線情況，然后做出相應的指令傳輸到車燈啟動電路中，這就完成了汽車燈光系統的自動調節工作。系統框架圖參考圖1所示。

在該系統的硬件設施中，單片機型號是最關鍵的。單片機是連接傳感器和發送指令的紐帶，只有正確的判斷出行車環境，做出準確的輸出指令，才能實現車輛照明系統的自動化。在汽車基礎功能穩定的前提下，在汽車的車頭和車身部位，加裝能測量到溫度、濕度數據的傳感器和數字攝像設施，以對空氣能見度進行實時監控，結合單片機等部件設計出系統電路，通過控制程序完成對系統的自動操控。自動檢測行車環境中的天氣情況，完成示廓燈、霧燈的自動開關操作。

1.2 供電路設計

汽車自帶的充電電池和發電機的聯合使用為汽車提供所需要的所有電源，汽車發動機的轉速不同。汽車發電機所產生的輸出電壓也不同，就是汽車上也安裝有穩壓設施，但仍然不能保證汽車電源電壓的絕對穩定。同時，在日常的汽車使用中，汽車內的充電電池也在重復的進行充、放電，這在一定程度上也會影響到汽車電壓的穩定性。但是本文所設計的車燈自動控制系統，是需要穩定的電壓環境才能保證單片機的正常工作，所以，就要采取一定的措施保證該燈光系統供電設施的電壓穩定。

參考圖2的系統電源電路圖所示，當汽車電源的電壓低于18伏時，Q1停止，Q2導通，從而實現電源電壓的降壓、穩定過程，生成5伏電壓使汽車照明自動控制系統正常工作。當汽車電源的電壓高于18伏時，D1將出現故障，Q1導通，Q2停止，從而使降壓工作失敗，為了不影響其它電子部件的正常運轉，則無法正常啟動汽車照明系統的自動控制工作。在該電路系統中，三個電容主要發揮濾波的作用。

1.3 系統檢驗

對系統的可實施性進行檢驗，選取最合適的各個系統部件。根據試驗結果，進一步對各系統部件進行改進，使系統的運行效果達到最好。在對各部件進行集成后，要進行全面的系統調試工作，檢查各系統部件能否協調運轉;針對試驗中所產生的問題繼續進行改進，使各項數據取得滿意的效果。最后再根據實驗方案，開始各部件的制作、組裝等工作流程，對系統的實際應用進行測試。

2 ?結論

本文所設計的汽車燈光自動控制系統中，具有獨特的設計思路，并且所需要的硬件設施較為簡便，每個分區域中的電路設計都具備較強的可操作性、較高的穩定性，同時應用范圍也交寬廣。除此之外，該燈光系統的運行具有較高的時效性，能快速做出準確的操作指令。對汽車行駛環境具有很強的適應性。該燈光系統可以用在各種型號汽車，通過系統中的光線檢測、道路轉彎情況監測，可以在汽車行駛光線較差時，或汽車在轉彎時自動完成所需燈光設施的開啟和關閉，降低燈光操作對人注意力的影響度，提高人的駕駛體驗，更重要的是增加了汽車的安全性，使汽車的各種性能更充實。降低因燈光操作不當所造成的事故率。

當今社會人員的流動性越來越大，行車安全已是影響人身安全的重要組成因素。由于當前的汽車照明設施不能自動、實時的變動照明角度，所以在汽車拐彎時，就容易出現一定面積的“盲區”，這對汽車司機的夜間行車造成了很大的安全隱患。隨著各項技術的飛速發展，越來越多的人們意識到當前的汽車照明系統中留存很多矛盾沒有解決，尤其是汽車在路況條件差時的行車情況中潛伏著很大的危險因素。汽車照明系統時影響汽車安全的重要要素，開發更先進、更人性化的照明系統以提高行車安全，是當今汽車生產商的研究熱點，這也是汽車產業未來的一個發展趨勢。

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