型加速度传感器在汽车侧翻预警系统中的应用
汽车侧翻分析及试验检测
汽车侧翻分析及试验检测王昉颢;涂怀年【摘要】汽车在行驶中侧翻是最为严重威胁乘员安全的一种事故,其与汽车稳定性和人员操纵密切相关.造成汽车侧翻的因素很多,为了明晰汽车发生侧翻的原因,对汽车发生侧翻和对汽车静态稳定性检测进行了分析阐述,以便明晰防范汽车侧翻的方法.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P164-167)【关键词】汽车;侧翻;试验;模拟计算;防范【作者】王昉颢;涂怀年【作者单位】陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710200;陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710200【正文语种】中文【中图分类】U467汽车在行驶过程中发生侧翻事故率是5%左右，虽然概率不高，但事故造成的死亡率却高达30%到40%，汽车侧翻是影响车内及车外人员安全的严重事故。
影响汽车侧翻稳定性因素很多，汽车自身因素有汽车重心高度、轮距、悬架型式、过度转向、主动防范系统等等，外界因素有路面附着系数、车速、转弯半径、驾驶员操作、以及天气环境等等，所以汽车侧翻是在人、车、路、自然相互影响及相互作用下产生的结果。
外界影响汽车侧翻因素十分复杂，而且大部分因素难以控制，改善效果有限。
很多汽车生产企业致力于研究改善汽车自身状态，以简单有效的方法是提升汽车主动安全系数，来提高汽车侧翻稳定性。
在特殊天气下，如雨雪天气，使得路面的摩擦系数变小，或者过度磨损的轮胎和错误的轮胎气压等，均可减小摩擦系数，加之驾驶员对汽车操作不当等各种因素影响，都有可能造成汽车的翻车，尤其弯道超速和突发情况下过度调整方向，极容易造成汽车侧滑或翻车。
汽车侧翻的机械特性可通过转弯过程中稳定车身的受力均衡性来分析。
汽车在转弯过程中，会产生地面作用在轮胎上的侧向平衡力f和作用在汽车重心上的侧向加速度，如图1所示。
通常重心偏高、轮距较窄的汽车，尤其是卡车，载重量大、重心高，在转弯时汽车惯性也大，更加容易翻车。
汽车侧翻基本分为两种：一种是“绊倒”侧翻，当侧向加速度大于轮胎与地面的横向摩擦力时，汽车就会发生侧滑，如与路面上的障碍物侧向撞击而将其“绊倒”；另一种是曲线行驶引起的侧翻，当汽车转弯时侧向加速度随未大于轮胎与地面摩擦力，但侧向加速度产生的转矩抬升车辆内侧轮胎，造成内侧轮胎支撑重力的反力为零时而引起的汽车侧翻。
如何正确使用汽车防侧翻系统
如何正确使用汽车防侧翻系统随着汽车行业的发展和技术的不断更新，汽车的安全性能也在不断提升。
其中，汽车的侧翻系统是一项重要的安全装置，旨在帮助司机避免车辆侧翻的危险，保障车辆与乘客的安全。
然而，很多车主对汽车的侧翻系统并不了解，也不知道如何正确使用。
下面就来探讨一下如何正确使用汽车的防侧翻系统。
首先，了解汽车的侧翻系统是十分重要的。
汽车的侧翻系统是通过车辆的传感器检测车辆的倾斜角度和速度等数据，当检测到车辆有侧翻的风险时，系统会自动介入，通过调节车辆的悬挂系统和制动系统来稳定车身，减少侧翻的可能性。
一旦系统介入，驾驶员会感到方向盘有所抖动，并且车辆可能会自动减速。
因此，司机需要时刻关注车辆的动态，并对系统的介入有所准备。
其次，正确使用汽车的侧翻系统需要保持车辆的稳定性。
车辆的侧翻系统在车辆侧翻的风险较大时才会介入，因此在日常驾驶中保持车辆的稳定性是非常重要的。
避免急转弯、超速行驶和悬挂过软等行为，可以有效降低车辆侧翻的可能性。
此外，定期检查车辆的制动系统、悬挂系统和轮胎等关键部件的状态，保证其正常运行也是很重要的。
再次，遇到紧急情况时如何正确使用汽车的侧翻系统也是需要考虑的问题。
在紧急情况下，驾驶员需要保持镇定，不要过度紧张或者慌乱。
按照系统的指示，保持方向盘稳定，不要过度躲避障碍物，及时采取措施避免侧翻的发生。
同时，注意与其他车辆的距离，保持安全的行车距离，避免发生碰撞。
最后，要时刻关注汽车的侧翻系统的运行状态。
定期检查车辆的故障灯和警报器是否正常，保证系统的正常运行。
如果发现任何异常情况，应及时进行维修和保养，确保系统的稳定性和可靠性。
同时，驾驶员应该接受相关的安全培训，了解如何正确使用汽车的侧翻系统，提高自身的安全意识和应对能力。
综上所述，正确使用汽车的侧翻系统是每位驾驶员应该重视的问题。
了解系统工作原理，保持车辆的稳定性，掌握紧急情况的处理方法，时刻关注系统的运行状况，这些都是保证汽车行驶安全的重要环节。
基于感知悬架载荷的车辆防侧翻控制策略研究
基于感知悬架载荷的车辆防侧翻控制策略研究摘要:车辆在弯道上行驶,造成车辆侧翻的严重事故日渐增多。
本文将车辆簧载质量和整车加以分析,通过建立各自平衡力系,构建了车辆转弯时,外侧车轮悬挂簧载质量的预警和主动控制的临界压力解析式;采用位移传感器,侧向加速度传感器,侧向坡度传感器构建了基于感知悬架载荷的车辆防侧翻控制系统。
关键词:车辆侧翻簧载质量位移传感器门限值电子控制一些车辆如SUV、重型半挂车等由于具有质心位置偏高、质量和体积相对较大、轮距相对过窄等特点,极易发生侧翻事故。
在侧翻事故发生时,驾驶员几乎都察觉不到侧翻的发生。
据美国公路交通安全局统计,1992年至1996年,美国每年发生的各类车辆侧翻事故高达22700起,是仅次于正面碰撞的行车事故。
1993年至1998年,35000余人死于交通事故,其中非碰撞事故占10％,而重大非碰撞事故中的90％是侧翻事故[1]。
随着中国车辆数量的不断增长,交通运输的快速发展,车辆侧翻等重大交通事故也持续增加。
可见研制一种侧翻预警系统来避免侧翻事故的频繁发生十分必要。
本文拟就感知悬架载荷的车辆防侧翻的控制策略进行研究。
1 主动控制门限值及预警门限值的确定1.1 转弯时外侧车轮悬架簧载压力值1.2 主动控制门限值的确定通过上述讨论,很显然式(1)、式(2)为车辆左、右转弯时的外侧悬架压力值,即左转时为、,右转时为、,与横坡坡度,前后桥车桥的侧向加速度和前后桥簧载质量质心到前后车桥垂直距离有关。
由文献[3]知,车辆在转弯时,当内侧车轮受到的地面支反力为零时,此时车辆将处于临界侧翻状态。
当内侧某一车轮地面支反力为零时,系统将实施主动控制——制动减速。
据文献[2]知,当内侧某一车轮所受地面支反力为零时,其临界侧向加速度为式(3)、(4)。
式中:——前桥簧载质量与非簧载质量质心离地高度;——前轮轮距;——后桥簧载质量与非簧载质量质心离地高度;——前轮轮距。
再将前后车桥侧翻临界加速度、带入式(1)、(2)可以求得外侧悬架侧翻压力值系本控制策略主动控制门限值、;同理可得右转时,外侧悬架侧翻压力主动控制门限值、。
新型汽车侧翻传感器SMG061的特点及应用电路
删 埘ｅｄ ｃ ２ １． 电 予 元 器 件 主 用 ． ｃ ｎ ０ ０１ ｃＫ １
靠 性 高 、抗 振 性 能 优 良、使 用 寿命 长 、体 积 小 ，
便 于安装 ；
收 稿 日期 ：０ ９ ０ — ２ ２０ — ７ ０
邹 可 ， 范 学忠
（ 同济 大学 中德 学院 ，上 海 ２０ ９） ０ ０ ２
摘 要 ：给 出了采 用低 功 耗 、 高精 度 、集成 信 号放 大和信 号 处理 、模 拟量 输 出的 电容式 微机
械 角速度 传感 ￣Ｓ ０ １ ＭＧ ６ 来设计 车辆 防侧 翻保 护 系统 的 电路 原 理 ，同时介 绍 了Ｓ ０ １ 车侧 ＭＧ ６ 汽 翻传 感器 的主要特 性参数 和典 型应 用 电路 。
第１卷 ２
第ｌ 期
电 手元 器 件 主 用
Ｅｌｃｒ ｎ ｃＣ ｍｐ ｎ ｎ ＆ Ｄｅ ｉｅＡｐ ｌ ａ ｉｎ ｅｔ ｉ ｏ ｏｅ ｔ ｏ ｖｃ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｖ Ｉ ２ Ｎｏ １ ０ ＿ ． １
２ ｌ年 １ Ｏ０ 月
Ｊｎ Ｏ Ｏ ａ ．２ １
梳状驱动器
振动方向
关 键 词 ：侧 翻 传 感 器 ；Ｓ ０ １ 角速 度 传 感 器 ＭＧ ６ ；
０ 引言
随着我 国汽 车工 业 的快速 发 展 和汽 车 的飞速
◇ 价格应 尽可 能低 。以便 于普 及和推 广 。
２ Ｓ Ｏ １ 片 传 感器 种类 包 括 固体摆 式 传感 器 、液 体摆 式传 感器 和气 体摆 式传 感 器 。在重 力
驱 动器 上施 加一 定 的静 电力 时 ，多 晶硅 片块便 绕 着 中心轴 作 一定 频率 的机 械振 动 ，而 传感 器 内 的 专 用集成 电路则 能通 过一 个驱 动控 制 回路 使振 动 稳定 下来 。当车辆 发 生侧 翻时 ，根 据 角度 动量 守 恒 和科里 奥 利效应 ，多 晶硅 片 的左 侧会 受 到垂 直
《2024年采用MEMS加速度传感器的边坡稳定安全监测系统设计》范文
《采用MEMS加速度传感器的边坡稳定安全监测系统设计》篇一一、引言随着社会的快速发展和工程建设的大规模进行，边坡稳定安全问题逐渐成为工程建设和环境保护的重大问题。
因此，边坡稳定安全监测系统的设计与应用成为了国内外众多科研机构和工程领域的重要研究课题。
近年来，随着微电子机械系统（MEMS）技术的快速发展，MEMS加速度传感器因其高灵敏度、低功耗、小型化等优点，在边坡稳定安全监测系统中得到了广泛应用。
本文将详细介绍采用MEMS加速度传感器的边坡稳定安全监测系统的设计。
二、系统设计概述本系统采用MEMS加速度传感器作为核心部件，通过实时监测边坡的微小振动和变形，对边坡的稳定性进行评估和预警。
系统主要由MEMS加速度传感器、数据采集模块、数据处理与分析模块、预警与报警模块等组成。
三、MEMS加速度传感器选型与布置1. MEMS加速度传感器选型：本系统选用高灵敏度、低噪声、抗干扰能力强的MEMS加速度传感器，以满足边坡微小振动和变形的监测需求。
2. 传感器布置：根据边坡的实际情况，合理布置MEMS加速度传感器的位置和数量，确保能够全面、准确地监测边坡的振动和变形情况。
四、数据采集模块设计数据采集模块负责采集MEMS加速度传感器的数据，并将其转换为数字信号以便后续处理。
该模块采用高精度ADC（模数转换器）进行数据采集，并设置适当的采样频率和滤波参数，以保证数据的准确性和实时性。
五、数据处理与分析模块设计数据处理与分析模块负责对采集到的数据进行处理和分析，以评估边坡的稳定性。
该模块采用先进的信号处理算法和模式识别技术，对数据进行实时分析和处理，提取出边坡的振动和变形特征，为边坡稳定性的评估提供依据。
六、预警与报警模块设计预警与报警模块是边坡稳定安全监测系统的关键部分。
该模块根据数据处理与分析模块的结果，对边坡的稳定性进行评估，当达到预设的阈值时，及时发出预警或报警信息。
同时，该模块还具备自动记录和存储数据的功能，以便后续分析和处理。
ESP—汽车电子稳定系统仿真研究
ESP—汽车电子稳定系统仿真研究一、概要随着科技的不断发展，汽车行业在追求高性能、低成本和长寿命的也面临着更加复杂的操控环境和安全隐患。
为了提高汽车的安全性能和操控稳定性，越来越多的电子设备被应用到汽车上，其中最具代表性的就是汽车电子稳定系统（ESP）。
本文将对ESP进行仿真研究，探讨其在不同驾驶场景下的性能表现和潜在的改进方向。
本文首先介绍了ESP系统的基本原理和组成，包括轮速传感器、加速度传感器、制动压力传感器等，以及它们如何协同工作以实现车辆稳定控制。
通过建立ESP仿真模型，分析了其在不同路面条件、驾驶员操作和车辆运行状态下的性能表现。
针对仿真结果中存在的问题提出了相应的改进措施和建议。
本文通过对ESP系统的深入研究和仿真分析，为进一步提高汽车电子稳定系统的性能提供了有价值的参考和借鉴。
二、ESP系统的关键技术ESP系统，即汽车电子稳定程序，是现代汽车主动安全防御系统的重要组成部分。
它通过集成多种传感器和控制系统，实时监测并控制车辆的运动状态，以提供卓越的运动性能和稳定性。
在ESP系统中，关键技术主要包括：数据采集与处理：ESP系统依赖于大量的传感器来实时获取车辆关键状态信息，如车轮速度、加速度、角速度等。
这些传感器产生的数据经过精确的处理，以便实时传送给控制器。
数据采集与处理技术直接影响到ESP系统的性能和准确性。
控制算法执行：ESP系统根据接收到的传感器数据进行决策，并生成相应的控制指令来调整车辆的行驶方式。
这包括制动、节气门和转向控制等多个方面。
控制算法执行是ESP系统实现稳定控制的核心。
车辆动态模型建立：为了精确地预测车辆的动态行为，ESP系统采用了先进的车辆动态模型。
该模型考虑了车辆的质量分布、质心位置、悬挂系统和轮胎力学特性等多种因素。
通过建立准确的车辆动态模型，ESP系统能够更有效地预测和处理各种复杂路况。
实时性与稳定性：ESP系统在设计过程中充分考虑了实时性和稳定性两个重要指标。
加速度传感器用途
加速度传感器用途一、引言加速度传感器是一种测量物体加速度的装置，广泛应用于各种领域。
本文将详细介绍加速度传感器的用途。
二、汽车行业中的用途1. 车辆稳定性控制系统车辆稳定性控制系统（VSC）是一种通过测量车辆加速度和角度，来检测车辆是否失去控制，并采取相应措施以恢复稳定性的系统。
加速度传感器是VSC系统中必不可少的组成部分。
2. 防抱死刹车系统防抱死刹车系统（ABS）是一种通过监测车轮的转速和车辆加速度，来避免车轮在紧急制动时锁死的系统。
加速度传感器可以帮助ABS系统准确地监测车辆的加速度。
3. 碰撞探测许多汽车都配备了碰撞检测功能，这些功能可以通过检测汽车的变形程度和减速率来判断碰撞严重程度，并触发安全气囊等安全装置。
加速度传感器是这些碰撞检测功能中最重要的部分之一。
三、医疗行业中的用途1. 运动监测加速度传感器可以用于监测人体运动，如步数、跑步路程等。
在医疗行业中，加速度传感器可以帮助医生检测患者的运动情况，从而评估患者的身体状况。
2. 耳蜗植入手术耳蜗植入手术是一种治疗耳聋的手术，需要使用加速度传感器来定位手术器械和检测手术过程中的震动。
3. 心率监测加速度传感器可以帮助医生监测心率，并判断心脏状况。
在某些情况下，医生可以使用加速度传感器来检测心脏节律异常等问题。
四、工业领域中的用途1. 机器振动监测在工业领域中，许多机器都需要进行振动监测。
使用加速度传感器可以帮助工程师检测机器振动情况，并及时发现故障。
2. 建筑物结构健康监测建筑物结构健康监测是一项重要的工作，可以帮助工程师检测建筑物结构的变形情况，并及时发现安全隐患。
加速度传感器可以用于监测建筑物的振动情况，从而评估建筑物结构健康状况。
3. 风力发电机监测风力发电机需要进行振动监测，以确保其正常运行。
使用加速度传感器可以帮助工程师检测风力发电机的振动情况，并及时发现故障。
五、航空航天领域中的用途1. 飞行姿态控制加速度传感器可以用于飞机和卫星等载体的飞行姿态控制。
车辆侧翻预警系统研究
车辆侧翻预警系统研究下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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ADXL203型加速度传感器在汽车侧翻预警系统中的应用
第 ７期
２ ０ １ ３年 ３月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎ ｏ ． ７ Ｍａ ｒ ．２ ０１ ３
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — １ ９ ７ ９ — ０ ４
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
作者简介 ： 刘久凯 （ １ ９ ６ １ 一） ， 男， 汉族 ， 吉林 德惠人 ， 副教 授。研究方
向： 电工 电子 学 。
图１ 是具有悬架系统 的汽车物理模 型， 用悬挂
质 量 表示 车厢 。车 厢 的侧倾 导致 汽车质 心偏 移 ，
科
学
技
术
与
工
程
ｌ ３卷
侧向加速度
这样 就改 变 了汽车 自重 的抗 侧 翻 能 力 ， 造成 侧 倾 阈 值减 小 。忽 略车桥 的质 量
直距 离 ； ｔ 为 轮距 ； Ｒ 。 为侧 翻 刚度 （ ｒ ａ ｄ ／ ｇ ） 。
（ ５ ）
ｌ ｇ Ｉ
ｇ ｌ Ｉ
当侧 向加 速 度 ａ 达 到 最 大 值 时 ， 汽 车 开 始 侧
实 际加速 度 ａ与车体 坐标 的垂 直 Ｙ轴 的夹角 可求得 ，
ｎ
ａ Ｉ Ｉ
ｌ ｎ Ｉ ＝Ｉ ａ Ｉ ＋Ｉ ａ ｌ
（ ３ ）
∑ ＝ Ｍ 。 。 ｈ — Ｍ ｇ ［ ｔ ／ ２ 一 （ 一 ｈ ｒ ） ］ ＋ Ｆ ｚ ｌ ｔ ＝ ０
（ １ ）
由于加 速度 ａ实 际上是 重力加 速度 ｇ和侧 向加 速度 ａ 的合成 ， 且 ｇ与 ａ 正交， 因此
传感器在汽车电子控制系统中的应用
传感器在汽车电子控制系统中的应用汽车电子控制系统中的传感器：1. 加速度传感器：它能够检测汽车的运动状态，如加速度、减速度、转向等，便于汽车安全控制和行车辅助系统的调节。
2. 陀螺仪传感器：它能够监测汽车的运动状态，如纵横摆动角度、驾驶行为等，以便进行汽车安全控制和车身失去控制的预警。
3. 氧传感器：它能够检测废气中的氧浓度，可以根据多次检测的数据进行汽车发动机管理系统的调整，以便分析和改善汽车的性能和燃油效率。
4. 气压传感器：它能够检测汽车的气压变化，帮助管理机油压力和燃油压力，使汽车发动机运行更加稳定。
5. 水温传感器：它能够检测汽车水箱的温度变化，以及冷却系统和发动机表面的温度变化，这样可以保持汽车发动机在正常温度范围内，从而保证汽车正常运行。
6. 转向传感器：它能够检测方向盘的转动角度，从而将汽车转向数据与后轮转动角度相匹配，以实现车身稳定，夹角更小，精准控滑等效果。
7. 天线传感器：它能够判断汽车的位置及其相对位置，通过多个天线接收信号，对汽车的运行状态和方位进行监控，从而辅助汽车启动、停止及路径实行更加精准的跟踪。
传感器是汽车电子控制系统中不可或缺的一部分，它能够根据车内及车外不同状态环境的变化情况，判断并进行精准的控制和调节，从而提高汽车性能和安全性。
比如加速度传感器能够检测车辆的运动状态，陀螺仪传感器能够检测车辆的晃动和翻滚角度，氧传感器则能够跟踪发动机的状态，确保车辆的运行平稳等。
此外，汽车电子控制系统中的传感器还可以让车主了解汽车的运行状态，便于日常保养；同时也可以提供便捷的导航服务，根据车辆所在位置，为车主提供快捷而准确的路线规划指导。
因此，汽车电子控制系统中传感器的运用技术在汽车电子控制系统中非常重要，不仅可以保证车辆的安全性，而且可以提高汽车的运行效率和汽车的服务价值。
压电式加速度传感器及其应用
微型化与集成化发展趋势
微型化设计
随着微电子技术和微纳加工技术的不断进步，压电式加速 度传感器的体积不断缩小，实现了更高的集成度。
集成化技术
将传感器与信号调理电路、微处理器等集成于一体，形成 具有自检测、自校准、自诊断等功能的智能传感器模块。
MEMS技术
基于MEMS（微机电系统）技术的压电式加速度传感器具 有体积小、重量轻、功耗低等优点，广泛应用于消费电子 和汽车电子等领域。
04 压电式加速度传感器性能 指标评价方法
灵敏度与分辨率评价
灵敏度
压电式加速度传感器的灵敏度反映了其输出信号与被测加速度之间的比例关系。 高灵敏度意味着传感器能够检测到更微小的加速度变化，提高测量精度。
分辨率
分辨率是指传感器能够区分的最小加速度变化量。高分辨率的传感器能够提供更 详细的加速度信息，有助于更准确地分析和诊断振动问题。
多功能化与复合测量
可靠性与耐久性提升
开发具有多功能特性的压电式加速度传感 器，实现复合物理量的同时测量，如温度 、压力等，提高传感器的综合性能。
针对恶劣环境和特殊应用需求，加强压电 式加速度传感器的可靠性和耐久性研究， 确保长期稳定运行。
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06 总结与展望
压电式加速度传感器研究总结
01
压电效应与传感器设计
压电材料在受到外力作用时会产生电荷，利用这一特性可设计出高灵敏
度的加速度传感器。通过优化压电材料选择和结构设计，可提高传感器
的性能。
02
信号处理与数据分析
压电式加速度传感器输出的信号需要经过放大、滤波等处理，以提取有
用的加速度信息。借助现代信号处理技术，可实现高精度、高稳定性的
基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警
基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警车辆行驶安全一直是社会关注的焦点，而随着科技的不断进步，基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警系统的应用越来越普遍。
这种系统通过安装在车辆上的传感器来监测车辆的各种行驶参数，并根据预设的安全标准进行实时分析和判断，以提醒驾驶员和采取相应的措施，从而降低交通事故的发生和减少人员伤亡。
首先，基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警系统能够监测并提醒驾驶员超速行驶的情况。
传感器通过感知车辆的运动状态和速度，当车辆的速度超过预设的安全限速时，系统会通过声音、图像或震动等方式提醒驾驶员减速。
这不仅有助于遵守交通规则，减少交通事故的发生，同时还能提高驾驶员的警觉性和安全意识。
其次，基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警系统还可以监测车辆的疲劳驾驶情况。
根据传感器对驾驶员行为和生理特征的监测，系统可以识别出驾驶员的疲劳程度。
当监测到驾驶员疲劳的迹象时，如频繁打哈欠、眨眼次数增多等，系统会立即发出警报并提醒驾驶员休息。
这样能够及时避免因疲劳驾驶而导致的交通事故，保障驾驶员的生命安全。
此外，基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警系统还能监测车辆的行驶轨迹、车距和车道偏离情况。
传感器通过实时感知车辆周围的环境和障碍物，分析车辆与其他车辆之间的距离和相对位置，当车辆行驶轨迹偏离预设的安全范围时，系统会发出警报，提醒驾驶员注意并纠正驾驶行为。
这不仅能够减少交通事故的发生，还能提高驾驶员的驾驶技术和判断能力，提升行驶安全。
最后，基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警系统还可以监测并预警车辆的盗抢情况。
传感器通过监测车辆周围的动态和静态特征，如车门状态、窗户状态、车内声音等，当监测到异常情况时，系统会自动发出警报，并向车主发送警报信息。
这样能够及时防止车辆被盗抢，保护车主和车辆的安全。
基于车载传感器的车辆行驶安全监测与预警系统的应用已经在许多车辆中得到了广泛采用，并取得了良好的效果。
它们能够提醒驾驶员注意行驶安全，减少交通事故的发生，保护驾驶员和乘客的生命安全。
单片机中的加速度传感器应用案例
单片机中的加速度传感器应用案例加速度传感器是一种常见的传感器，广泛应用于各种领域。
在单片机的应用中，加速度传感器可以起到测量物体加速度的作用，并对其进行实时监测和控制。
本文将介绍一些单片机中的加速度传感器应用案例。
一、摔倒检测系统在老年人居住的疗养院或家庭中，摔倒是非常常见的意外事故。
为了及时发现摔倒情况，保障老年人的生命安全，可以采用单片机结合加速度传感器的摔倒检测系统。
该系统通过将加速度传感器固定在老年人身上，感知到突然的加速度变化，判断是否发生了摔倒。
一旦检测到摔倒，单片机可以发出警报并自动拨打紧急电话，及时寻求救助。
二、手机晃动拍照利用单片机和加速度传感器可以实现手机的晃动拍照功能。
当用户需要拍照时，只需晃动手机，单片机通过加速度传感器检测到晃动的变化，触发拍照功能，实现一键拍照。
这种应用场景在旅游、户外等领域非常实用，用户可以更加方便快捷地拍摄照片，不需要手动按下拍照按钮，大大提升了用户的拍照体验。
三、智能车安全防护在智能车领域，加速度传感器可以用于智能车的安全防护系统。
智能车可以搭载加速度传感器，实时检测车辆的加速度变化情况。
当智能车发生碰撞或突然加速、减速时，单片机通过加速度传感器感知到加速度变化，及时触发安全防护系统，例如自动刹车、报警等，以保障车辆和乘客的安全。
四、手势控制利用单片机和加速度传感器可以实现手势控制功能。
将加速度传感器安装在设备上，通过感知手部的加速度变化，来控制设备的操作。
例如，在游戏机中可以通过手势控制游戏角色的行动；在电视遥控器中通过手势控制来调整音量、切换频道等；在智能家居中可以通过手势控制来开启灯光、调整温度等。
五、运动监测在运动领域，单片机结合加速度传感器可用于运动监测系统。
将加速度传感器固定在身体上，可以实时监测运动员的加速度变化情况。
通过单片机对加速度传感器的数据进行分析和处理，可以获得运动员的运动轨迹、速度、步数等相关信息，为训练和竞赛提供有力的数据支持。
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图１
具有悬架系统的汽车侧翻受力模型
图１是具有悬架系统的汽车物理模型，用悬挂 质量Ｍ。表示车厢。车厢的侧倾导致汽车质心偏移，
万方数据
科学技术与工程
１３卷
这样就改变了汽车自重的抗侧翻能力，造成侧倾阈 值减小。忽略车桥的质量
ｃａｎ
ｉｓ ｒｏｌｌｏｖｅｄ ｗｈｉｃｈ ｋｅｅｐ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔａｔｅ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ａｄｖａｎｃｅ ｗａｒｎｉｎｇ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅｒ ｃｉｅｎｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ
ｔｏ
ｈａｖｅ
ａ
ｓｕｒｆ－
ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｌｌｏｖｉｎｇ． ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ＡＤＸＬ２０３ ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ
ａ
２＝Ｉ ａ。Ｉ ２＋Ｉ ａ，Ｉ
２
（３）
∑眠＝Ｍ。口。ｈ—Ｍ。ｇ Ｅ ｔ／２一ｐ（危一ｈｒ）］＋Ｆｚｌｔ＝０
（１）
由于加速度ａ实际上是重力加速度ｇ和侧向加 速度ａ。的合成，且ｇ与ａ。正交，因此
ａ
当Ｆ：。＝０时，汽车不能保持平衡，从而开始侧 倾，由式（１）得 ｇ一２ｈ［１＋Ｒ。（１一ｈ／ｈ）］
式（２）中 （２）
０１３
ｄｕａｌ ａｘｉｓ ＭＥＭＳ ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅ—
ｔｅｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｌｌｏｖｅｒ，ｉｔ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ
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５结束语
以ＡＤＸＬ２０３型加速度传感器为核心的汽车侧 翻预警系统，系统结构简单，设计新颖，通过设定不 同的阈值大小能够广泛适用于各类车辆，作为汽车 基本配置具有很大的推广前景。
参考文献
１夏晶晶，胡晓明，陈杰．自卸汽车侧翻预警装置设计．机械设 计与制造，２０１１；（１０）：２５—２６
与控制学报，２００７；（１０）：３６５—３６８ ３赵严强，王思凡，杨志．汽车防侧翻预警系统研究．产业与科 技论坛，２０１１；（１４）：６８—－６９ ４岑达希，胡树根．基于ＬＴＲ的汽车差动制动防侧翻动力学研究．
Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｏｌｌｏｖｅｒ
ＵＵ Ｊｉｕ－ｋａｉ
（Ｊｉｌｉｎ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｉｐｉｎｇ
１３６００１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ
ｉｓ ｒｏｌｌｏｖｅｄ
ｐｒｅ—ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｌｌｏｖｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｈｉｃｈ ｂａｓｅｄ
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ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｔｈｅ
ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ
限点即是图２中侧向加速度达到０的点［瓯＝
ｔａｎ‘１（２ｈ／ｔ）］。
ｔａｎ９＝ｔａｎ（ｙ一卢）＝再ｔａｎ丽Ｔ－ｔｇ／３（７）
汽车侧翻角阈值为中。＝ｔａｎ。１（２ｈ／ｔ），９（０） １）９（０）≥蛾，汽车当前侧倾角大于或等于侧
３预警时间的计算方法
为汽车当前的侧倾角。 翻阈值时，可认为汽车已侧翻，Ｔ＝０； ２）妒（Ｏ）＜哦由
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］
ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｌｌｏｖｅｒ ｐｒｅ－ｗａｒｎｉｎｇ
ＭＳＰ４３０Ｆ１４９ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅ
万方数据
耦。信号滤波采集电路与ＡＤＸＬ２０３型加速度传感 器相连。ｘ轴和ｙ轴的加速度测量信号分别经Ｌｃ 低通滤波器后经ＭＳＰ４３０Ｆ１４９内部的１２位ＡＤ转换 模块变换为可被中央处理模块接收处理的串行数 字信号。 键盘输入模块由４ ｘ４矩阵式键盘构成，用于输 入汽车轮距和汽车重心高度等参数，由按键和检测 电路构成。由十六个按键组成，十个数字键，一个
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２＋Ｉ ａ。ｌ
２
（４）
因为ｇ已知且垂直向下，则Ｉ ｏ。Ｉ可计算出。 实际加速度ａ与重力加速度ｇ的夹角口可
求得，
驴＝Ｒ。ｏ。，Ⅱ。为汽车开始侧倾时所受的 侧向加速度，称为汽车侧翻的侧向加速度阈值。ｈ＝ 汽车重心到地面的高度；ｈ，＝侧翻中心到地面的垂 直距离；ｔ为轮距；Ｒ。为侧翻刚度（ｒａｄ／ｇ）。 当侧向加速度ａ。达到最大值时，汽车开始侧 倾。根据图２侧向加速度和倾侧角的函数关系，侧 翻开始时称为汽车倾侧临界点，侧向加速度ａ，最 大，侧倾角为０。汽车将以一定速度侧翻，所以要阻
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图５系统原理图
万方数据
１９８２
科学技术与工程
１３卷
２金智林，翁建生，胡海岩．汽车侧翻预警及防侧翻控制．动力学
中图法分类号ＴＰ２７３；
文献标志码Ａ
伴随汽车工业的不断改进成长，汽车数目１３益 增多，汽车速度不断提高，行驶的安全性更加倍受
世人的关注。轮胎测压系统和汽车防抱死系统
不同汽车类型的基本参数能够广泛适用于各类车 辆，对于提高车辆的行驶安全具有显著的作用。
１
（ＡＢＳ）以及安全气囊等安全措施的应用，只是对降 低汽车制动和碰撞时的事故率有明显的效果。但 是汽车侧翻这个重要安全问题一直没有受到重
图５所示。
图４系统总体设计框图
０．１斗和１０斗电容并联接入供电电路进行电源退
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（８）
得：
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图２侧向加速度和倾侧角的函数关系
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驴（０） （９）
２汽车当前的侧倾角度算法
安装在车辆底盘上的二维ＭＥＭＳ加速度传感 器可以检测到实际所受加速度ａ在轴菇（相对车体 坐标的水平轴）和Ｙ轴（相对车体坐标的垂直轴）的
分量ａ。和ａ，。如图３汽车侧翻时受力分析图所示 可得到实际所受加速度ａ：
４系统总体设计
汽车的状态信息由安装在汽车底盘的 ＡＤＸＬ２０３型二维ＭＥＭＳ加速度传感器测量得到。Ｘ
轴对应平行底盘的运动方向，】，轴对应其垂直运动 方向。为了滤出供电电源产生的噪声，实施中采用
万方数据
７期
刘久凯：ＡＤＸＬ２０３型加速度传感器在汽车侧翻预警系统中的应用
视’１＿２ Ｊ。依据美国公路交通安全管理局（ＮＨＴＳＡ）
汽车侧翻数学模型分析
汽车侧翻也就是汽车在行驶过程中绕它的纵
轴线转动９０。或者更大角度，导致车身和地面相接 触的一种危险的侧向运动怕’６ ｏ。
统计数据显示车辆侧翻事故危害程度位居第二，只 低于车辆碰撞引起的事故。北美与欧洲交通事故 统计结果显示汽车侧翻占产生人身伤害交通事故 比例的５％，是产生人员死亡的交通事故比例的 ２０％。如何做到降低车辆行驶情况下的侧翻问题已 经成为汽车安全必须考虑的重要问题旧ｏ。传统的 陀螺仪制作的侧翻传感器体积大，成本高，安装和 调试复杂，维护费用高，影响了陀螺报警系统的普 及和应用［４］。现通过建立汽车侧翻数学模型，分析 了汽车侧翻条件，采用ＭＥＭＥＳ双轴加速度传感器 ＡＤＸＬ２０３设计了一套汽车侧翻预警系统，通过设定
止侧翻必须快速作出反应，一般在０．５ Ｓ内。只有
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（５）
实际加速度ａ与车体坐标的垂直Ｙ轴的夹角ｙ 可求得，
（６）
车辆实际的侧倾角９是重力加速度ｇ与车体坐
标的垂直轴Ｙ轴的夹角。
当侧倾角变得很大，以致于汽车重心超出了外侧车 轮与地面接触线时，侧翻才是不可避免的。这个极
刘久凯
（吉林农业工程职业技术学院，四平１３６００１）
摘要设计了一种基于ＭＥＭＳ加速度传感器的汽车侧翻预警系统，通过对汽车侧翻数学模型分析，以汽车发生侧翻的最大 倾侧角度作为阈值门限进行预警。由ＭＳＰ４３０Ｆ１４９单片机对ＡＤＸＬ２０３型加速度传感器采集的数据进行分析处理。计算出汽 车当前倾侧角度和继续维持当前状态行驶至出现侧翻的时间并做出提前预警。使驾驶员能够有充足的反应时间，防止汽车 产生侧翻。 关键词侧翻预警 最大倾侧角度 ＡＤＸＬ２０３型加速度传感器 ＭＳＰ４３０Ｆ１４９单片机