汽車智能燈光控制系統(tǒng)設計實現(xiàn)
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摘要：本研究將會著眼于汽車的前照燈及相關系統(tǒng)的設置與應用，對現(xiàn)有的汽車大燈智能化機制進行簡要的說明并且探究提升系統(tǒng)功能的方式。在當前的前照燈系統(tǒng)改造之中，系統(tǒng)的正常運轉通常都是基于單片機進行的，在系統(tǒng)運行過程中借助于多種先進技術，如紅外與光敏傳感、電源轉換等手段，通過采用新型技術來提升前照燈的功效，實現(xiàn)切合汽車行駛過程與外部路況的前照燈智能運行機制。值得一提的是，STM32F103單片機因其優(yōu)越的性能與先進的計算能力受到青睞并被應用到主控系統(tǒng)中，通過高速便捷的下載為前照燈的優(yōu)化提供了基礎。
目前，經濟水平的提升與交通領域的成長，都讓汽車在人們的日常生活中扮演了愈發(fā)重要的角色，汽車前照燈技術的優(yōu)化對于保證人們安全出行有著重要的意義。根據調查，在所有晚上發(fā)生的道路交通意外之中，大約有七成是因為司機難以在過于強烈的燈光照射下準確辨別交通情況而導致的。可以說，以往的汽車大燈照明技術是落后于路面交通安全要求的現(xiàn)狀的。在傳統(tǒng)的汽車大燈結構設計中，前照燈通常是不能夠進行照射角度與燈光范圍調整的，這就導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刻了。打開汽車的防霧燈，具有強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數(shù)據。通常來說，在某一時段的天氣情況中，視力正常者看向某一物體，以能夠清晰辨別輪廓為標準，觀察者能達到標準時與目標之間的最大距離，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，大氣能見度就會顯著下降。本項目將會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)設計，實現(xiàn)亮度、角度的雙重燈光調節(jié)機制，并與電源控制結合，形成多元化的汽車前照燈先進系統(tǒng)。
二、硬件設計
（一）微處理器的選擇在進行單片機的挑選時，本系統(tǒng)將會使用STM32F103單片機作為整個體系的核心與基礎。這類由ST公司出品的32位單片機具有極大的性能優(yōu)勢，高達72MHz的處理速度，256KB的FLASH程序存儲器容量與48K的RAM容量，該單片機能夠在消耗極少能量的同時達成較高的處理效果，在如今的市場條件下愈發(fā)受到青睞。
（二）電源控制系統(tǒng)經過優(yōu)化的電源控制系統(tǒng)將會由微處理機和電源轉換器共同構成，其中后者將采用220V轉12V電源適配器和LM2596SDC-DC直流可調降壓穩(wěn)壓電源模塊。該系統(tǒng)同樣是基于微處理器運行的，通過和兩種電源轉換模塊的有機結合來形成對電路的控制。這一機制中會出現(xiàn)兩種電壓水平——12V與3.3V，其中前者來源于適配器的轉換，后者來源于模塊。
（三）燈光亮度調節(jié)系統(tǒng)基于微處理器的燈光亮度調節(jié)機制，將會根據紅外與光敏感應器的信號來源，實現(xiàn)汽車上排燈光與主燈泡的亮度調整。光敏模塊僅有一個，通過探測周邊的光線情況，一旦判斷亮度低至某一范圍，就會啟動受該模塊控制的車燈；紅外模塊一共三個，分布于汽車的首部、左前方與車身左邊，以此來感應外界亮度并調節(jié)車燈的光線強弱。紅外感應器可調節(jié)的燈光模式有三檔，從第一檔到第三檔，光線強度逐漸減弱。處于汽車首部和左前方的紅外感應器一旦探測到車，車燈亮度就會依次調低一檔；而車身左邊的器械產生感應時，光線強度將會增到最大。
三、軟件設計
為了保證優(yōu)化的可靠性與系統(tǒng)的現(xiàn)實應用功能，本設計進行的過程中進行了嚴格的模塊劃分工作，并且全程借助于形參得來的可靠數(shù)據。系統(tǒng)的設計過程中運用了Keil軟件作為輔助手段，并且使用C語言進行程序的編寫，多種函數(shù)的有機結合共同促進了設計的進展。在整個系統(tǒng)的運行中，通過設置合理的初始參數(shù)，并且下達對于各個環(huán)節(jié)運行的指示，來促進汽車前照燈的控制和調節(jié)，為其智能化進行了一定的工作。
四、結語
本系統(tǒng)借助于多種先進技術手段，設計了嚴密的控制調節(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置，通過對于車燈的控制和多方位的調節(jié)實現(xiàn)了汽車安全性的提升，對于司機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
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作者：郭瞻 肖祖銘 單位：景德鎮(zhèn)學院
