李雪鋒，陳碩,2

（1.泉州信息工程學院，福建 泉州 362000；2.福州大學，福州 350000）

1 引言

據(jù)不完全統(tǒng)計，中國僅在2017年，夜間車禍所占的比例在全年車禍中占了60%，而錯誤使用遠光燈所引發(fā)的車禍占其中的30%[1]。我國道路交通安全法實施條例規(guī)定：機動車夜間會車“須距對面來車150m外互閉遠光燈，改用近光燈”。但多數(shù)司機在夜間行車或光線不足時，為了獲得更好的行車視線，即使對向有來車仍不愿將遠光燈換為近光燈。

2 系統(tǒng)總體設計

2.1 設計構想

系統(tǒng)采用HT66F60A單片機為核心的控制芯片，光敏元件信號及超聲波傳感器作為檢測元件，與其他控制系統(tǒng)比較，我們所采用HT66F60A單片機的控制系統(tǒng)，可以完成三大功能：①可以實時檢測機動車前方的外部亮度從而自動開啟近光燈的操作；②在會車時能夠自動檢測機動車前方車輛燈光的使用情況，自動關閉遠光燈并提醒對方車輛關閉遠光燈的操作；③通過一鍵式選擇，開啟本智能燈光輔助系統(tǒng)，或切換到機動車原有的手動切換遠近光燈功能。

2.2 關鍵問題

在汽車日常行駛過程中，為了方便和簡化駕駛員的操作，讓轎車在行駛過程中越加方便和安全，目前許多汽車雖然已裝有智能車燈控制系統(tǒng)，但是，由于生產(chǎn)廠家和型號的不同使得智能車燈控制系統(tǒng)在研發(fā)中很難有一個統(tǒng)一的標準。目前而言，智能車燈控制系統(tǒng)并不完善，存在以下關鍵問題：

①汽車型號種類繁多，單一型號的智能控制系統(tǒng)無法運用于其他車型；

②智能控制系統(tǒng)較為單一，并無切換遠近燈光功能。

3 系統(tǒng)設計

3.1 硬件設計

在整個系統(tǒng)的硬件設計中，包括有光敏元件及相應電路、按鍵模塊、人機界面的顯示模塊以及單片機必要的晶振和復位模塊。在本設計中，單片機為控制中樞，負責接收傳感器發(fā)送過來的信號加以判斷是否達到條件并輸出信號，控制蜂鳴器、液晶屏和繼電器開關遠近光燈以實現(xiàn)設想的功能。兩個光敏傳感器，一個安裝在汽車的前部擋風玻璃前，感應外界光強，另一個安裝在后視鏡支架上，感應會車光照強度，超聲波傳感器檢測與對向來車的距離，將其設置在車輛前端左側。系統(tǒng)硬件電路圖見圖1。

圖1系統(tǒng)硬件電路設

3.1.1 按鍵選擇

系統(tǒng)設有模式切換的按鈕、遠光燈按鈕、近光燈按鈕。系統(tǒng)最初的模式是手動模式，駕駛員若想用自動切換模式時，只需按下模式切換按鍵。在自動切換遠近光燈的模式中，燈光若處于遠光燈的狀態(tài)時，駕駛員依然可以手動將遠光燈切成近光燈，這一點保證了駕駛員在駕駛過程中，遇見行人或轉彎或其他緊急情況時，可以緊急將遠光燈切成近光燈。

3.1.2 人機界面

設有液晶顯示屏，會顯示當前的操作模式是手動模式還是自動模式，同時也會顯示當前的照明狀態(tài)是近光燈還是遠光燈。

3.2 主控器

單片機是智能車燈切換系統(tǒng)的核心控制電路，該系統(tǒng)設計目的是指導學生參加第十一屆福建省“合泰杯”大學生單片機應用設計競賽，根據(jù)設計系統(tǒng)所需的I/O引腳，選用HT66F70A單片機，HT66F70A單片機是一款A/D型，具有8位高性能精簡指令集的Flash單片機。該系列單片機具有一系列功能和特性，可以給用戶提供極大的方便。

3.3 光敏傳感器

能夠用來檢測光線強弱的光敏傳感器由光敏二極管、光敏三極管及光敏電阻等組成。由于光敏電阻相比于其他兩種光敏元件具有體積小、靈敏度高、光譜特性好、價格便宜等優(yōu)勢，因此，選擇光敏電阻作為光線強弱的檢測元件[2]。

采用LM393電壓比較器與光敏電阻一起組成環(huán)境光檢測模塊和會車燈光檢測模塊。在調(diào)試時，可根據(jù)自己的需要手動調(diào)節(jié)閾值以達到效果。光敏元件檢測光信號轉換為輸出電壓輸入LM393芯片3引腳，調(diào)節(jié)可變電阻R5的電壓可改變設定閾值并輸送到LM393芯片2引腳，將兩個電壓值進行比較，其結果分別輸入到單片機pe7和ph0。

3.4 超聲波傳感器

超聲波傳感器采用毫米波雷達[3]，系統(tǒng)將它采集到的信號與設定的距離閾值比較，其結果輸送給HT66F70A單片機的ph1，結合會車光敏電阻輸送的信息，由單片機處理與預判是否開啟遠光燈。由于毫米波雷達碰到障礙物就會返回并輸出信號，因此，毫米波雷達還應在判斷兩個車是快速接近的前提下，測出兩車的距離。

3.5 繼電器模塊

系統(tǒng)采用繼電器控制近光燈的開啟與關閉以及遠近光燈的自動切換，當光敏電阻1檢測環(huán)境光輸出的電壓值大于閾值時，pe7輸出低電平，這時通過程序設計使pe4輸出為高電平，使繼電器線圈得電，打開近光燈，反之關閉近光燈。當毫米波雷達檢測與對向來車的距離小于等于設定閾值，且光敏電阻2檢測會車燈光輸出的電壓值小于設定閾值時，ph0輸出高電平，這時通過程序設計使pe6輸出為低電平，使控制遠光燈的繼電器線圈失電，通過延時程序使pe4輸出高電平，控制近光燈的繼電器得電，重復三次用于提醒對方來車，反之切遠光燈。

系統(tǒng)設計了繼電器驅動電路，一是為了隔離汽車車燈開啟與關閉時產(chǎn)生的電磁干擾，二是彌補了單片機輸出的控制信號無法驅動汽車車燈的缺陷。在選擇繼電器類型時需考慮電路的工作電壓，一般電路工作電壓應該是繼電器額定工作電壓的0.86左右，另外，須考慮繼電器線圈電源的類型，系統(tǒng)采用的是直流供電，所以在選擇繼電器線圈的時候須是直流電壓的繼電器。電路通過三極管Q5對電信號進行放大，從而驅動汽車前照燈進行工作。繼電器控制線路設有二極管，其目的是為了避免繼電器在閉合時，其線圈兩端產(chǎn)生較高的反向電壓，起到續(xù)流作用，使得汽車前照燈在接收到信號后能穩(wěn)定工作。

4 結語

在設計與測試過程中發(fā)現(xiàn)，相比其他采用光控器和延時器組成的控制系統(tǒng)，我們所采用的HT66F60A單片機控制系統(tǒng)，控制精度更好，造價更便宜，且操作簡單，方便用戶日后的維修保養(yǎng)。