汽車智能燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
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摘要：本研究將會(huì)著眼于汽車的前照燈及相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用，對現(xiàn)有的汽車大燈智能化機(jī)制進(jìn)行簡要的說明并且探究提升系統(tǒng)功能的方式。在當(dāng)前的前照燈系統(tǒng)改造之中，系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)通常都是基于單片機(jī)進(jìn)行的，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中借助于多種先進(jìn)技術(shù)，如紅外與光敏傳感、電源轉(zhuǎn)換等手段，通過采用新型技術(shù)來提升前照燈的功效，實(shí)現(xiàn)切合汽車行駛過程與外部路況的前照燈智能運(yùn)行機(jī)制。值得一提的是，STM32F103單片機(jī)因其優(yōu)越的性能與先進(jìn)的計(jì)算能力受到青睞并被應(yīng)用到主控系統(tǒng)中，通過高速便捷的下載為前照燈的優(yōu)化提供了基礎(chǔ)。
目前，經(jīng)濟(jì)水平的提升與交通領(lǐng)域的成長，都讓汽車在人們的日常生活中扮演了愈發(fā)重要的角色，汽車前照燈技術(shù)的優(yōu)化對于保證人們安全出行有著重要的意義。根據(jù)調(diào)查，在所有晚上發(fā)生的道路交通意外之中，大約有七成是因?yàn)樗緳C(jī)難以在過于強(qiáng)烈的燈光照射下準(zhǔn)確辨別交通情況而導(dǎo)致的?？梢哉f，以往的汽車大燈照明技術(shù)是落后于路面交通安全要求的現(xiàn)狀的。在傳統(tǒng)的汽車大燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，前照燈通常是不能夠進(jìn)行照射角度與燈光范圍調(diào)整的，這就導(dǎo)致駕駛員可見范圍具有很大的局限性，到了晚上更是難以分辨周邊路況，嚴(yán)重阻礙了人們對于日常出行安全的追求。
示廓燈是保證汽車出行安全的重要組成部分。示廓燈通常成對地位于汽車的頭部和尾部，能夠呈現(xiàn)出汽車的整體輪廓，通過燈光的位置來展示車體的高度并顯現(xiàn)汽車的體積，讓處于同一路面交通狀況中的其他駕駛者能夠分辨出來。而在示廓燈的下方，是在雨天和大霧之中發(fā)揮重要作用的霧燈。受到雨水和霧氣的干擾，路面的能見度大大降低，司機(jī)往往難以在這種惡劣的天氣下看清周邊路況，而這就是防霧燈大展身手的時(shí)刻了。打開汽車的防霧燈，具有強(qiáng)大穿透力的燈光可以降低惡劣天氣對于路面交通能見度的干擾，駕駛員可以看見更遠(yuǎn)處的其他交通工具或行人的蹤跡，保證路面交通的安全性。在所有顏色的防霧燈中，黃色的燈光是效果最好的，黃色本身具有的純色、高穿透力的特性，讓這個(gè)顏色的燈光在雨霧天氣也能夠無往不利，為人們的出行安全添上一層保障。對于汽車這一交通出行方式來說，如何通過增強(qiáng)汽車前照燈的性能來降低大氣能見度對于出行安全的干擾始終是一個(gè)主要的研究方向。大氣能見度，顧名思義，是能夠體現(xiàn)大氣透明程度的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。通常來說，在某一時(shí)段的天氣情況中，視力正常者看向某一物體，以能夠清晰辨別輪廓為標(biāo)準(zhǔn)，觀察者能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)與目標(biāo)之間的最大距離，就是大氣能見度的數(shù)值。天氣條件對于大氣透明度的影響是巨大的。在許多惡劣的天氣條件下，受到空氣中雨水、霧氣或是其他粉塵顆粒的干擾，大氣能見度就會(huì)顯著下降。本項(xiàng)目將會(huì)從著力解決汽車前照燈在低能見度條件下面臨的問題與挑戰(zhàn)，通過基于微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)亮度、角度的雙重?zé)艄庹{(diào)節(jié)機(jī)制，并與電源控制結(jié)合，形成多元化的汽車前照燈先進(jìn)系統(tǒng)。
二、硬件設(shè)計(jì)
（一）微處理器的選擇在進(jìn)行單片機(jī)的挑選時(shí)，本系統(tǒng)將會(huì)使用STM32F103單片機(jī)作為整個(gè)體系的核心與基礎(chǔ)。這類由ST公司出品的32位單片機(jī)具有極大的性能優(yōu)勢，高達(dá)72MHz的處理速度，256KB的FLASH程序存儲(chǔ)器容量與48K的RAM容量，該單片機(jī)能夠在消耗極少能量的同時(shí)達(dá)成較高的處理效果，在如今的市場條件下愈發(fā)受到青睞。
（二）電源控制系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化的電源控制系統(tǒng)將會(huì)由微處理機(jī)和電源轉(zhuǎn)換器共同構(gòu)成，其中后者將采用220V轉(zhuǎn)12V電源適配器和LM2596SDC-DC直流可調(diào)降壓穩(wěn)壓電源模塊。該系統(tǒng)同樣是基于微處理器運(yùn)行的，通過和兩種電源轉(zhuǎn)換模塊的有機(jī)結(jié)合來形成對電路的控制。這一機(jī)制中會(huì)出現(xiàn)兩種電壓水平——12V與3.3V，其中前者來源于適配器的轉(zhuǎn)換，后者來源于模塊。
（三）燈光亮度調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于微處理器的燈光亮度調(diào)節(jié)機(jī)制，將會(huì)根據(jù)紅外與光敏感應(yīng)器的信號(hào)來源，實(shí)現(xiàn)汽車上排燈光與主燈泡的亮度調(diào)整。光敏模塊僅有一個(gè)，通過探測周邊的光線情況，一旦判斷亮度低至某一范圍，就會(huì)啟動(dòng)受該模塊控制的車燈；紅外模塊一共三個(gè)，分布于汽車的首部、左前方與車身左邊，以此來感應(yīng)外界亮度并調(diào)節(jié)車燈的光線強(qiáng)弱。紅外感應(yīng)器可調(diào)節(jié)的燈光模式有三檔，從第一檔到第三檔，光線強(qiáng)度逐漸減弱。處于汽車首部和左前方的紅外感應(yīng)器一旦探測到車，車燈亮度就會(huì)依次調(diào)低一檔；而車身左邊的器械產(chǎn)生感應(yīng)時(shí)，光線強(qiáng)度將會(huì)增到最大。
三、軟件設(shè)計(jì)
為了保證優(yōu)化的可靠性與系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用功能，本設(shè)計(jì)進(jìn)行的過程中進(jìn)行了嚴(yán)格的模塊劃分工作，并且全程借助于形參得來的可靠數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了Keil軟件作為輔助手段，并且使用C語言進(jìn)行程序的編寫，多種函數(shù)的有機(jī)結(jié)合共同促進(jìn)了設(shè)計(jì)的進(jìn)展。在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行中，通過設(shè)置合理的初始參數(shù)，并且下達(dá)對于各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行的指示，來促進(jìn)汽車前照燈的控制和調(diào)節(jié)，為其智能化進(jìn)行了一定的工作。
四、結(jié)語
本系統(tǒng)借助于多種先進(jìn)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)了嚴(yán)密的控制調(diào)節(jié)邏輯，讓汽車前照燈在智能化的道路上邁出了全新的一步，借助于多種傳感模塊和電源設(shè)置，通過對于車燈的控制和多方位的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了汽車安全性的提升，對于司機(jī)的專注駕駛有著重要的幫助作用，降低了由汽車車燈引發(fā)交通事故的幾率，讓交通環(huán)境得到了一定的改善。
參考文獻(xiàn)
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作者：郭瞻 肖祖銘 單位：景德鎮(zhèn)學(xué)院
