安全车距预警装置设计_郭佳

图 ２ 红外线接收电路图 ４ 报警系统设计
图 ３ 程序设计流程图 微处理器直接对声光报警电路和 ＬＥＤ 显示器进行控制。
ＬＥＤ 液晶屏通常是以数字的形式反映障碍物与车之间的距离， 用声音的不同频率来预警与周围物体的距离，在不同距离时会 发出不同的声音，如 ２ 米时有警报声，但低沉且时间间隔长；１．５ 米时声音变为急促且时间间隔变短；当小于 １ 米时 ，会发出长鸣 声指示灯变红并且闪烁不停，以此达到报警的目的。程序设计如 图 ３ 所示。
３ 具体实施方式 电动汽车车载服务器首先导入当前的数据包，包括控制策 略、参数及算法、充电站的位置及充电桩参数；然后采集动力电 池的剩余能量数据、消耗能量数据以及电流数据、仪表控制单元 的里程数据等，估算出本次充电后剩余续航里程；再采集显示装 置中就近充电站位置信息数据，通过远程平台，确定当前车辆位 置信息，计算出当前车辆至最近充电站的距离、路径等；车载服 务器可以通过声音装置或地图装置，汇报当前剩余续航里程、就 近充电桩位置和距离等信息；然后车载服务器将本车的当前位 置信息告知显示装置，显示装置显示当前车辆位置和就近各个 充电站的位置信息。 车载服务器根据动力电池的电流数据，判定车辆是否在充
４ 结语 本文研究的电动汽车智能充电辅助系统通过车载服务器估 算剩余续航里程，采集显示装置内部的充电站位置，根据续航里 程的实际情况，提醒用户充电，并将地图中充电站的位置显示在 显示装置中，提示用户据此合理安排行程，避免车辆在途中因为 动力电池能量不足导致抛锚及影响用户行程的事情发生，为用 户提供更优质的服务。 参考文献： ［１］严喜林．基于 ＳＯＣ 值动态估算的电动汽车智能充电系统 研究［Ｊ］．湖南大学，２０１３（０４）． ［２］杨娜娜．电动汽车智能充电系统的研究［Ｊ］．山东大学，２０１１ （０４）．
图 １ 红外线发射电路图 （ｃ） 接收电路组成： 红外接收驱动电路包含红外接收管 ＴＰＳ７０８ 和两个电压串联负反馈模拟运算放大电路两个模块。 （ｄ）接收电路工作原理：红外发光管 ＴＬＮ２０５ 发射出的红外 光，遇到前方障碍物会反射回来，由红外接收管 ＴＰＳ７０８ 接收，此 时 ＴＰＳ７０８ 会产生一个与光强相对应的电流。电流经过 ＬＭ３５８ 两级放大后，在输出端可以获得一个 ０～３Ｖ 的模拟电压，由单片 机模拟输入量进行 Ａ／Ｄ 转换，最后将转换结果通过 ＬＥＤ 显示出 来。电路原理如图 ２ 所示。
DOI:10.15989/ki.hbnjzzs.2016.09.038
１ 引言 随着经济的发展，汽车成为大多数家庭的必备品。汽车在给 人们带来便利生活的同时，也使得交通事故发生率呈不断上升 的趋势，而交通事故的发生往往与驾驶员的疲劳驾驶和对车距 的错误判断有直接关系。如果能在事故发生前对驾驶员发出预 警，则可在很大程度上减少或预防事故的发生。因此，对安全车 距预警系统的研究具有很好的现实意义。 ２ 系统的总体设计 ２．１ 总体结构功能 系统功能的设计主要是由安全车距预警系统的结构以及功 能组成的。该系统主要是依据驾驶员设定及车辆整体的状态确 定当时的安全车距，并依据当前的车况和路况信息，使油门开度 和制动压力达到车辆保持安全距离行驶的需要。通过油门执行 器控制算法和制动执行器控制算法，并通过控制相应执行器来 实现油门开度和制动压力，同时当前的车量信息状况和路面状 况信息将通过显控装置提供给车辆的驾驶员，使驾驶员能提前 进行预防。 ２．２ 预警装置系统 全车距预警装置系统主要可以分为测距模块、信息采集模 块、液晶显示模块、主控模块等四大模块，其功能如下： ①测距模块：由红外线测距仪发出红外线，以达到对周围物 体的距离进行测量的目的。 ②信息采集：通过传感器收集汽车各方位的行驶状态。 ③液晶显示：通过信息采集组合处理后显示汽车周围与物 体的距离。 ④主控单元：是掌管指令发出撤回处理等的中央系统。 为了实现上述功能，并实现车辆的安全距离预警系统的实 时性，只有一个单一的电控单元是难以实现的，同时对系统的扩 展和其他电控系统的信息共享也很难做到。为保证系统的及时 性和可靠性实现，开放式通讯和各组件的分布式控制，安全车距 保持系统特别将 ＣＡＮ 总线也应用于其中。 ３ 红外线测距设计 ３．１ 红外线测距仪工作原理 利用的是红外线传播时的不扩散原理。当测距仪内的红外 线发出，碰到反射物被反射回来，被测距仪接收到时，再根据接
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收到红外线的时间及红外线的传播速度计算距离。 简单地说就是先对准目标，然后接通红外线测距仪电源，开
启发射电路，经过发射系统，发射红外信号，同时，采样器发射信 号，当作计数器开门的脉冲信号，启动计数器，时钟振荡器向计 数器输入有效的计数脉冲，由目标反射回来的红外线回波作用 在光电探测器上，转变为电脉冲信号，经由放大器放大，进入计 数器，作为计数器的关闭信号。其测距公式为：Ｌ＝Ｃｔ／２
电站进行充电，当发现当前充电站位置与地图中充电站位置差 异较大时，提醒用户是否更新或增加当前充电站的位置信息，获 得用户许可后，对地图中充电站位置数据进行更新，并且将位置 上传至远程平台；远程平台根据各个车载服务器上传的位置信 息，进行筛选对比，最终确认后，对各个车载服务器进行充电站 位置数据更新请求；车载服务器收到远程平台的数据请求后，提 醒驾驶员是否进行充电桩位置、数量更新，车载服务器获取许可 后，进行充电桩位置更新。
此程序采用了模块化设计，包含主程序和子程序两个模块， 通过系统初始化，控制脉冲信号的发射和接收，再根据时间计算 与周围物体之间的距离，并且根据车辆行驶速度确定是否在对 应的安全距离范围内，是否发出警报。
５ 结论 安全车距预警系统的出现能够实现车辆的安全行驶和安全 距离进行预警，提示驾驶员提前进行防范，减少事故的发生。该 系统不仅成功地使人—车—路一体化，从而达到安全控制的目 的，提高行车的安全性能，同时也采用了微处理器设计，使数据 处理和实时控制的功能得到充分发挥。本系统还具有体积小、使 用方便的特点，因此具有很高的实用性。其缺点是在一些意料之 外的噪声影响下，红外线传感器有时也会发出错误报告。 参考文献： ［１］袁佑新，吴妍，刘苏敏．可视汽车倒车雷达预警系统设计 ［Ｍ］．微计算机，２０１５． ［２］王煜．金属加工：热加工［Ｍ］．２０１３． ［３］高锋，张磊，王建强．基于 ＣＡＮ 总线的安全车距保持系统 ［Ｊ］．汽车工程，２００６．
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（上接 ５５ 页）途中充电站且行程的总里程大于剩余续航里程时， 将查询附近充电站重新规划路线，经过规划后，仍无法实现该行 程，并提醒驾驶员，根据当前地图数据，路线规划无法满足行程， 请确认已携带便携式充电器，并给出最优路线；在驾驶员授权 后，该系统和公用远程平台的系统之间会对充电桩位置信息通 过远程平台进行数据更新实现共享；该系统可以根据驾驶员的 要求设置提醒，如驾驶员设定充电 ＳＯＣ 值，该系统检测到 ＳＯＣ 值低至设定时，提醒驾驶员进行充电等提醒功能。
摘 要：本文针对红外线测距仪的原理以及其收发射电路和预警系统程序的设计进行阐述，并对其进 行实验，发现在距离 ５０￣３００ｃｍ 范围内，测量误差符合要求，结果最理想。这说明利用红外线测距仪进行安全 车距预警是可行的。
关键词：红外线测距仪；安全车距；预警系统报警
安全车距预警装置设计
德州学院汽车工程学院 郭佳 于士军
式中：Ｌ—待测距离； ｃ—光速； ｔ—光脉冲在待测距离上往返传输所需要的时间。 求出光脉冲在待测距离往返传输中所需要的时间就可以通 过上式求出目标距离。 ３．２ 红外线电路设计 （ａ）发射电路组成：红外发射驱动电路包括一个共射放大电 路和一个作为开关的三极管电路。 （ｂ）发射电路工作原理：在共射放大电路中，红外发光二极 管 ＴＬＮ２０５ 连接于共射放大电路的集电极，与基极和发射极相接 的二极管起温度补偿作用。控制管脚 Ｖｉｎ 与单片机相接。当控制 管脚 Ｖｉｎ 输入信号时，控制电路的三极管导通，则整个电路导通， 红外发光二极管 ＴＬＮ２０５ 发射出红外光。电路原理如图 １ 所示。
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