陳義美 袁佳林 劉玉林 趙磊

摘 要：采用單片機STM32F103C8T6作為控制中心，HB100微波傳感器模塊以及硅光電池等傳感器實現(xiàn)了在行車時預(yù)判前方物體迅速靠近并發(fā)出報警，警示駕駛員立刻規(guī)避以免相撞；同時實現(xiàn)了遠近光燈的自動切換功能。

關(guān)鍵詞：STM32；行車安全；微波測距；燈光控制

中圖分類號：TP368 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

駕駛員在行車時，難免會遇到會車、超車的情形，特別是在夜間行車時，相向行駛的汽車燈光和超車時反光鏡里的反射光會嚴(yán)重影響駕駛員的視覺，從而容易引發(fā)交通事故。本文介紹了一套智能測距及自動切換遠近光燈的系統(tǒng)，如果汽車行駛前方有物體迅速靠近，該系統(tǒng)會立刻警示駕駛員進行規(guī)避以免相撞，當(dāng)夜間相向行駛的汽車達到一定距離或者司機有超車意向時，該系統(tǒng)還可以自動將遠光燈調(diào)節(jié)為近光燈，以免對對方駕駛員視覺造成影響，從而降低事故發(fā)生率。

1 行車安全及照明系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)原理圖如圖1所示，該系統(tǒng)以STM32F103C8T6為核心，通過檢測光線以及相對速度進而判斷是否進行聲光報警以及燈光切換操作。

圖1 系統(tǒng)原理圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 Cortex-M3主控芯片

主控芯片采用意法半導(dǎo)體公司推出的高性能、低成本、低功耗的微處理器芯片STM32F103C8T6，該芯片最高工作頻率可達72MHZ，具有12道DMA并支持定時器、ADC、DAC、SPI、IIC和UART等外設(shè)，資源豐富，完全可以滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求。

2.2 微波測距方案

測距部分采用微波傳感器[1]，安裝在車前，用來檢測本車前方是否有障礙物，在夜間行駛中，微波傳感器發(fā)射微波信號，遇到障礙物時，微波信號可以反射回來，微波傳感器接收到反射回來的微波信號，經(jīng)過合理的信號處理電路處理，進而判斷車輛與障礙物的的相對運動狀態(tài)，做出相應(yīng)的措施。如果對方車輛開啟遠光燈導(dǎo)致本車駕駛員無法看清前面道路狀況，則微波測距傳感器會檢測前方是否有障礙物快速接近，如果有則會提醒駕駛員小心駕駛，減速行駛或者緩慢停車，從而能夠降低相關(guān)事故的發(fā)生率。

2.3 光線強度檢測電路

夜間行車時，如果對方車輛是利用遠光燈行駛，則會對自己的視覺造成嚴(yán)重影響，進而容易發(fā)生交通事故。所以，本系統(tǒng)會頻繁切換遠近光燈，以此給對方一個提醒作用，提示對方切換為近光燈行駛，如果對方變?yōu)榻鉄?，則本系統(tǒng)將會打開近光燈行駛。

燈光檢測電路原理如圖2所示

圖2 系統(tǒng)原理圖

當(dāng)對方車輛為遠光燈時，入射光線近似平行光，經(jīng)反光環(huán)匯聚到硅光電池上，從而判斷出對方為遠光燈[2]，并進行相應(yīng)的燈光切換動作。

2.4 聲光報警及燈光自動控制

聲音信號利用蜂鳴器來產(chǎn)生，并利用S8550三極管進行驅(qū)動；光信號利用紅色LED產(chǎn)生。在汽車行進時，微波雷達不停的探測前方物體與本車的相對速度，當(dāng)相對速度超過50Km/h時，即將要發(fā)生撞車危險，此時主控器發(fā)出信號使三極管導(dǎo)通，從而使蜂鳴器開始工作進行聲音警示，同時LED急促閃爍提供視覺警示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)工作時為保證雷達測量精度，微波的發(fā)射和接收全部利用STM32F103C8T6的通用定時器進行定時計算。利用定時器2每隔1秒鐘中斷一次，并在中斷中進行微波發(fā)射操作，利用定時器3測定反射波的頻率。定時器2的初始化函數(shù)如下：

void TIM2_Int_Init（）

{

RCC->APB1ENR|=1<<0； //TIM2定時器使能

TIM2->ARR=10000； //設(shè)定計數(shù)器自動重裝值

TIM2->PSC=7199； //預(yù)分頻器設(shè)置

TIM2->DIER|=1<<0； //允許更新中斷

MY_NVIC_Init（2，2，TIM2_IRQn，2）；//搶占1，子優(yōu)先級2，組2

}

4 測試結(jié)果

測試結(jié)果見表1，光線強度：夜間行車時，模擬的夜間道路光線強度；本車車速：模擬夜間行車時的車速；相對速度：模擬夜間行車時，會車和超車時的相對速度；探測距離：當(dāng)本車車燈發(fā)生改變時，兩車的距離。

表1 測試結(jié)果

光線強度（cd） 本車車速（m/s） 相對速度（m/s） 探測距離（m） 測量次數(shù)

20 0.5 0.5 0.38 10

20 1.0 0.5 0.40 10

20 1.5 1.0 0.37 10

30 0.5 0.5 0.34 10

30 1.0 0.5 0.35 10

30 1.5 1.0 0.33 10

40 0.5 0.5 0.32 10

40 1.0 0.5 0.34 10

40 1.5 1.0 0.31 10

5 結(jié)束語

該作品是根據(jù)速度和雷達信息，判斷汽車與汽車、汽車與行人之間的相互狀態(tài)，并控制燈光切換，實現(xiàn)對遠近燈光的自動控制?？梢杂行П苊怦{駛員主觀不規(guī)范使用燈光，造成的事故。樣機采用先進的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，功能擴展和集成能力很強?？梢栽谄囶I(lǐng)域進行大力推廣，并可以把該技術(shù)集成到汽車現(xiàn)有燈光控制系統(tǒng)中，提高汽車燈光控制的自動化水平。

參考文獻

[1] 呂光輝. 基于單片機技術(shù)的汽車遠近光自動切換裝置的研究[J].汽車與配件，2013（35）：12-15.

[2] 李婷. 智能化的照明技術(shù)[J].汽車與配件，2011（31）：26-29.