汽車底部障礙體探測器

◆大連市第三十四中學 李思諾

本期點評專家

譚迪熬中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家，中國發明協會中小學創造教育分會會長，科技創新教育特級教師，教育部國培計劃專家庫專家。

汽車停在戶外或停車場時經常有小貓、小狗前來“蹭車”，它們總喜歡待在車底，或者趴在車胎上，不易被發現。當司機發動汽車后，發動機隨即啟動，小動物們被皮帶卷入的案例偶有發生。雖然一些小動物們能及時得到救治，但也難免落下殘疾，還有一些小動物因此不幸喪命。這種情況不僅會傷害小動物，還會造成車輛發動機受損。

車輛前進或倒退時，遇到的障礙物高于底盤高度，汽車就無法翻越。若司機未及時發現障礙物而強行翻越，就會造成無法挽回的損失。

我想設計一個汽車底部障礙體探測器，它不僅能探測車輛底部的路面情況，當車前、車后有行人或障礙物時，還會發出語音警報。當行車道路狹窄時，該設備還可自主判斷汽車能否通過前方道路，警示司機謹慎行駛。

圖1 李思諾參加第三十六屆大連市青少年科技創新大賽

一、設計要點

1.車底動物示警

當發現車底有動物時，紅外傳感器會第一時間檢測到，并通過語音模塊播報警示信息。

2.車前/后障礙物示警

當車前或車后的障礙物高于汽車底盤時，超聲波傳感器將檢測障礙物的高度，并通過語音模塊進行警示。

3.狹窄道路示警

若前方道路過于狹窄，汽車無法安全通過時，通過語音模塊進行警示。

二、硬件組成

系統硬件部分以STM32 F103 ZET為控制核心，結合超聲波傳感器模塊、紅外探測模塊、語音播報模塊、電源等部分組成硬件電路。綜合利用傳感器技術，實現汽車輔助警示系統。

圖2 系統結構圖

三、創新點

1.當系統檢測到車體底部有活物時，發出語音警報提示，避免碾壓事故。

2.當系統檢測到車前、車后的障礙物過高時，通過語音提示車輛無法翻越。

3.通過狹窄的道路時，對路面寬度進行判斷，如過于狹窄，則提示該道路無法通行，請謹慎行駛。（指導老師：田智慧）

圖3 實物結構圖

圖3 作者制作汽車底部障礙體探測器

作者心聲

通過本次項目的研究與開發，我的科研思維、創新能力、動手實踐能力、文獻閱讀能力以及專業知識運用能力等方面都有不同程度的提高。

首先，根據現實生活中的問題聯系所學知識，認真思考，提出解決方法。通過收集資料、查閱文獻，在老師的指導下確定研究方向，完成選題。在確定選題的過程中，我提高了思考問題、解決問題的能力。針對問題查閱資料，了解研究現狀，尤其對引文文獻的閱讀，我的科研術語理解能力、英語閱讀能力都有所提高。

其次，通過本項目的研究與開發，我分析問題的能力、實踐技能以及組織協調能力都有所提高。項目實施中每個階段遇到的問題都是一次挑戰，在問題逐一被解決的過程中，我既學到了知識，又提升了自我。

最后，通過本課題的研究和開發過程，我的科學素養得到了顯著的提升，也更加熱愛信息科學。

專家點評

粗看李思諾同學完成的“汽車底部障礙體探測器”似曾相識，但仔細閱讀并與互聯網上的相關資料進行比較、分析后發現，這個作品頗有內涵，讓人刮目相看，它真正體現了青少年發明人獨特的觀察力、愛心與解決問題的意識。

其一，汽車停穩，經常有小貓、小狗前來蹭車輪或在車底休息。人們不注意，汽車啟動時它們被壓傷、壓死的情況經常出現。李思諾同學不僅看在眼里并記在心里，這就是觀察能力強的體現。

其二，這種事故發生也可能造成汽車一定程度的損壞，李思諾看到了這個問題，既動心了，又動手了。

其三，真正富有愛心。關愛身邊的動物，這種憐憫之心或許大家都有，但真正為它們的生存做點有益事情的人就為數不多了。

好的青少年發明作品不在于它能解決多大的問題，關鍵在于它是否另辟蹊徑，解決常人看不到、想不到而又應解決的問題。