汽车雨量传感器的相关问题探讨

学号**************

密级公开

兰州城市学院本科毕业论文

汽车雨量传感器的相关问题探讨

学院名称：培黎工程技术学院

专业名称：电子信息科学与技术

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指导教师：贾全仓副教授

二○一一年十月

BACHELOR'S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITY

Car of the sensor rainfall related issues

discussed

College ：School of Belie Engineering & Technology

Subject ：Electronic information science and technology

Name ：Yan- jin

Directed by ：Jia-Quancang associate

October 2011

郑重声明

本人郑重声明：呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名：___________日期：____________

摘要

雨刷器是汽车的重要部件之一，通过红外雨量传感器感知雨量的大小，运用单片机PWM信号控制雨刷器同步地工作在高速或低速状态。能够取代传统的机械结构的雨刷器。采用模糊控制器取代传统的PID控制器，能明显改善系统的稳态和动态性能，通过传感器检测到的雨量大小的信号，把信号输入单片机PICl6F873中通过程序控制，并对传感器的实现方案进行讨论。

关键词：雨刷器；智能；雨量传感器；红外

ABSTRACT

Sheffield device is one of important component of car, through the infrared sensor the size of the precipitation rainfall perception, using single chip microcomputer control PWM signal is to work in Sheffield synchronous speed, or low status. To replace the traditional mechanical structure of the wipers. Using fuzzy controller instead of traditional PID controller, can significantly improve the system steady and dynamic performance, through the sensor to the size of the rainfall signal and signal input single chip PICl6F873 through program control, and the implementation scheme of the sensor is discussed.

Key words: windscreen; wiper; noopsyche; rain sensor; infrared

目录

第1章绪论 (1)

1.1研究背景 (1)

1.1.1雨量仪器的发展历史........................ 错误!未定义书签。

1.2 车用雨量传感器简介 (1)

1.3 国内外研究概况.................................. 错误!未定义书签。

1.3.1国外研究概况 (2)

1.3.2国内研究概况.............................. 错误!未定义书签。

1.4研究目的及意义 (3)

第2章汽车智能雨刷器控制系统总体设计 (5)

2.1 雨量传感器在整车中的应用 (5)

2.2汽车智能雨刷器控制系统的电路图及原理图 (6)

2.2.1 雨水传感器原理........................... 错误!未定义书签。

2.2.2 红外发射电路 (10)

2.2.3红外接收电路 (10)

第3章汽车智能雨刷器控制系统的工作原理 (12)

3.1单片机设置步骤和示例语句 (12)

第4章实验结果与分析 (13)

结束语 (14)

参考文献 (15)

致谢 (17)

第1章绪论

1.1 研究背景

汽车挡风玻璃的良好视线是驾驶员确保行车安全的必要条件。雨天挡风玻璃采用了传统的机械式雨刷清洁装置, 其摆动的频度根据雨量的大小人工操作转换开关完成。其带来驾驶员注意力分散、影响方向盘的操控, 尤其是诸如突遇水坑飞溅风挡的突发事件, 往往造成驾驶员措手不及。统计报道说明全世界雨天事故7%源于驾驶员对于雨刷器的操作而带来的。根据奔驰公司研究，只要增加O.5s警示时间，就能避免60％的事故；驾驶反应预防时间是确保行车安全的关键因素[1]。尽管随着整车电子化、智能化的不断升级, 整车性能不断提高, 但是道路堵塞、移动电话和车载导航等车载系统的增加, 使得驾驶员实际驾车过程中注意力多方面分散, 驾车难度不断提高。早在1903年美国人玛丽•安德森发明了手动式雨刷，于1905年获得专利，大约在1916年的时候雨刷成为所有汽车的标准配备。发展到现在，除了汽车车窗，头灯和飞机甚至太空梭上都配备了雨刷[2]。因此, 汽车雨刷自动控制系统是十分必要与迫切的, 原来在高档汽车上装配了可以附加车灯控制的雨量传感器，正在中档车发展中迅速的普及[3]。所以国内外许多汽车厂商研制以雨量传感器为基础的汽车雨刮器控制系统，来代替传统的人工控制的雨刮器。

1.2研究内容

汽车红外雨量传感器是汽车传感器应用中的新型传感器，是应用研究的热点。20世纪60年代，汽车上仅有机油压力、油量、水温等传感器，到现在，一辆汽车上大约装备50多个传感器，豪华汽车上装备传感器的数量在200多个以上[4]。车用雨量传感器检测雨量的方法有电容式、红外散射式如图1.1和1.2所示。正常天气情况下，电容式传感器有一固定的电容值，当有雨下到电容的两极之间时，改变了电容的介电常数从而改变电容值，以此判断雨量的大小。红外散射式是目前产品化雨量传感器，传感器自身发出红外光线透过玻璃入射到玻璃外表面，当有雨时，雨滴对光产生散射，从玻璃反射回传感器接收端的光线变弱，从而判断是否下雨、雨量大小[5]。