本实用新型属于汽车智能控制
技术领域：
，尤其涉及一种汽车车灯智能控制系统。
背景技术：
：在对汽车车灯智能控制系统研究的过程中国外那些实力雄厚的汽车制造商对其研究是比较早的，在二十世纪八十年代，国外的一些汽车生产商就完成了汽车的车灯智能控制系统的研究。经过十年左右时间的验证，在九十年代初，汽车的车灯智能车灯控制系统进入批量生产时期，由此在当时这一技术被成功应用并且成为豪华轿车的主要噱头。随着技术的发展，在九十年代末期，汽车的车灯智能控制系统这种技术开始在中级轿车正式应用。这种技术一直研发至今并融入了更人性化和更智能的新技术。发展到今天，这种技术已经达到了相当高的普及和应用水平。因为我国汽车工业的起步相对较晚，发展进度不是很快，因此国内在汽车的车灯智能控制系统方面的研发技术相对较为落后一些。因为其造价相对较高，准确性以及适时控制等问题，所以这个技术仍处于研究时期。但是随着我国工业的进步和技术的发展，目前车灯的智能控制这种技术的研究也已经取得了令人欢欣的结果。汽车车灯的智能控制系统设计在汽车的日常使用行驶中起着主动安全的作用，基于这些安全问题的考虑，所以对车灯智能控制系统的研究是非常重要的。对于汽车驾驶者来说，一个智能的、可靠的车灯控制系统可以给驾驶者提供一个足够准确的路况信息，让驾驶者在夜间行驶时不用过度担心路面状况。即使在夜间行车时出现危险情况，也能够让驾驶者有充足的时间做出反应动作，使财产及人身安全的损害降到最低。并且汽车车灯智能控制系统的研究还可以为我国的汽车行业的发展提供强有力的技术支撑，在加快汽车行业发展方面有重大意义。汽车车灯的智能控制系统设计在汽车的日常使用行驶中起着主动安全的作用，基于这些安全问题的考虑，所以对车灯智能控制系统的研究是非常重要的。对于汽车驾驶者来说，一个智能的、可靠的车灯控制系统可以给驾驶者提供一个足够准确的路况信息，让驾驶者在夜间行驶时不用过度担心路面状况。即使在夜间行车时出现危险情况，也能够让驾驶者有充足的时间做出反应动作，使财产及人身安全的损害降到最低。并且汽车车灯智能控制系统的研究还可以为我国的汽车行业的发展提供强有力的技术支撑，在加快汽车行业发展方面有重大意义。汽车在日常行驶的过程中，为了简化驾驶员的操作，使汽车在行驶中更加方便和安全，现在许多汽车上都装有车灯智能控制系统。然而对于不同的生产厂家和不同型号的汽车有不同的结构，这使得在研发智能汽车车灯控制系统时很难有一个统一的标准。而且又因为智能车灯控制系统目前的研究还不是太成熟，所以汽车车灯智能系统中主要有以下关键问题：1)车灯自动开启并矫正精度问题。2)系统的抗干扰能力。3)车灯智能控制的散热问题。有鉴于此，特提出本实用新型。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种汽车车灯智能控制系统，采用atc89c51作为的单片机的控制中枢，开发成本低、系统功耗低、信号处理能力强，性价比更为出色。系统以计算机技术为主并以其他手段作为辅助，使该系统能够实现精准控制并且系统的抗干扰能力强，使其更符合汽车未来智能化控制的发展趋势。为了实现上述目的，本实用新型提供的一种汽车车灯智能控制系统，包括控制器、电源、车灯控制模块、车灯、光控模块、超声测距模块、lcd显示模块和复位模块，所述电源、光控模块、复位模块分别与控制器连接，所述控制器通过车灯控制模块控制车灯，所述车灯包括远光灯和近光灯。优选地，所述控制器为单片机，所述单片机的型号为at89c51；优选地，所述车灯控制模块包括分别与电源连接的远光灯控制模块和近光灯控制模块，所述远光灯控制模块包括远光灯(d1)、远光灯(d2)和电阻(r1)、电阻(r2)，所述并联的远光灯(d1)和远光灯(d2)分别串联电阻(r1)和电阻(r2)后，分别连接至单片机的p1.3、p1.4引脚；所述近光灯控制模块包括近光灯(d3)、近光灯(d4)和电阻(r4)、电阻(r5)，所述并联的近光灯(d3)和近光灯(d4)串联并联的电阻(r4)和电阻(r5)后与单片机的p1.5引脚连接；优选地，所述复位模块包括分别与电源连接的复位开关(s1)和电容(c1)，所述复位开关(s1)与电容(c1)相并联后一端与单片机的rst引脚相连，另一端通过电阻(r6)接地，所述电阻(r6)的接地端分别连接单片机的xtal2、xtal1和gnd引脚；优选地，所述电阻(r6)的接地端分别通过电容(c2)和电容(c3)与单片机的xtal2、xtal1引脚相连，所述电容(c2)和电容(c3)之间连接晶振器；优选地，所述光控模块包括感光模块和a/d转换模块，所述感光模块由光敏电阻组成的，所述a/d转换模块使用的芯片型号为adc0832芯片，所述电源与接地之间串联有光敏电阻(gr1)和电阻(r7)，所述光敏电阻(gr1)和电阻(r7)之间连接至a/d转换器的ch0引脚，所述a/d转换器的clk引脚通过单片机的p2.2引脚控制单片机的p1.3、p1.4和p1.5引脚；优选地，所述超声测距模块的型号为hc-sr04；优选地，所述lcd显示模块的型号为1602显示器。优选地，所述电源采用usb连接车载电源；优选地，还包括控制按键，所述控制按键包括分别与单片机的p3.5、p3.6、p3.7引脚连接的参数减键、参数加键和参数选择键。本实用新型提供的一种汽车车灯智能控制系统，具有如下有益效果：本系统以单片机为基础，通过模拟出汽车行驶过程中的各个状态来实现灯光的显示并在lcd显示屏上显示出模拟信息。单片机根据传感器输入的信号进行处理判断，进而做出命令控制车灯的亮灭。同时，车辆在行驶前或者在行驶过程中，通过检测车灯的供电线路的反馈电流来判断车灯是否处于故障状态。附图说明图1为本实用新型提供的一种汽车车灯智能控制系统的系统框图。图2为本实用新型提供的一种汽车车灯智能控制系统的系统流程图。图3为单片机的引脚图。图4为超声测距模块的实物图。图5为感应模块和a/d转换模块的电路图。图6为复位模块的电路图。图7为lcd显示模块的电路图。图8为继电器的原理图。图9为继电器的接线电路图。图10为电源的电路图。图11为控制电路的电路图。图12为车灯的电路图。图13为系统整体电路图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。如图1-13所示，为本实用新型提供的一种汽车车灯智能控制系统，包括控制器、电源、车灯控制模块、车灯、光控模块、超声测距模块、lcd显示模块和复位模块，电源、光控模块、复位模块分别与控制器连接，控制器1通过车灯控制模块控制车灯，车灯包括远光灯和近光灯。如图3所示，控制器为单片机，以40脚的双列直插封装方式的单片机为基础，通过模拟出汽车行驶过程中的各个状态来实现灯光的显示并在lcd显示屏上显示出模拟信息。单片机根据传感器输入的信号进行处理判断，进而做出命令控制车灯的亮灭。同时，车辆在行驶前或者在行驶过程中，本系统通过检测车灯的供电线路的反馈电流来判断车灯是否处于故障状态。单片机的型号为at89c51，由atmel科技公司设计并生产的具有4k闪存记忆的8位cmos微型计算机芯片。因为其具有不挥发的性质且访问速度快和精度高等的优点，使其具有很高的可靠性、良好的实时性、较快的处理速度且掉电后重要数据不会无缘无故丢失，这使得其性价比远高于其他同类产品。其具体特点如下：1)良好的产品兼容能力。2)反复擦写能力强。3)静态操作能力高。4)三级程序存储器加密。5)有低功耗和掉电两种工作模式。at89c51芯片的引脚图片如图3所示，其中：1)xtal1(19引脚)。该引脚与晶振的一端相连并且也和电容的一端相连接，然后一起与单片机内部振荡电路相连，然后产生由外部晶振决定的振荡波频率。2)xtal2(18引脚)。这个引脚和晶振与电容的另外一端口相连。3)rst(9引脚)。这个引脚是整个单片机复位状态脚，只有在这个引脚出现高电平的时候单片机才执行复位。4)ale/prog(30引脚)。正常工作的状态下，这个引脚为允许地址锁存信号输出。还可以将这个引脚用于对外输出的时钟信号。5)psen(29引脚)。这个引脚全称是程序存储器允许输出控制端口。6)ea/vpp(31引脚)。当这个引脚是高电平的时候，单片机读取的是内部程序存储器。当这个引脚是低电平的时候，此时单片机读取是外部的rom。由于平时我们使用的单片机都有内部rom，所以在电路设计时这个引脚一直都接在高电平上。7)p0口，p0.0～p0.7(39～32引脚)。p0口这个端口是一组双向的三状态的i/o端口。但是不能正常的输出电平。所以日常如果要使用这个端口的时候是需接上拉电阻的。8)p1口，p1.0～p1.7(1～8引脚)。这组引脚接口是准双向接口，每一个端口都是可以独立控制的，且内部有上拉电阻。可是由于这个端口没有高阻态状态，以至于单片机产生的信号不能进行锁存，所以称这个端口为准双向口。9)p2口，p2.0～p2.7(21～28引脚)该接口功能和p1口相似。10)p3口，p3.0～p3.7(10～17引脚)。该口有两个功能，作第一功能使用时，功能与p1口差不多类似。如图2所示，此系统使用c语言编程，系统运行时首先检测是否有光照条件，如果有光照条件则不用打开前照灯，并继续检测。如果检测到光照强度不够，则系统自动打开前照灯。在光照强度不够且出现车辆会车的情况下，系统会自动将前照灯的光灯切换为近光灯。单片机本身是一个弱电器件，无法与外界的高电压器件直接相连使用，所以这里就需要一个继电器模块作为中间桥梁将单片机与外界的强电器件连接起来。继电器在使用的时候应该首先考虑继电器线圈所在电路的电压工作情况，如果电压过高会损坏继电器。一般电路工作电压应该是继电器额定工作电压的0.86左右。在选择继电器的时候还应该考虑继电器线圈电源的选择，本系统采用的是直流供电，所以在选择继电器线圈的时候必须选择线圈是直流电压的继电器。图8是继电器的简化原理图。继电器接线的电路图如图9所示，对继电器的使用主要是基于驱动车辆大灯灯光转换考虑的，采用光电耦合器驱动的方式。车灯控制模块包括分别与电源连接的远光灯控制模块和近光灯控制模块，所述远光灯控制模块包括远光灯d1、远光灯d2和电阻r1、电阻r2，所述并联的远光灯d1和远光灯d2分别串联电阻r1和电阻r2后，分别连接至单片机的p1.3、p1.4引脚；所述近光灯控制模块包括近光灯d3、近光灯d4和电阻r4、电阻r5，所述并联的近光灯d3和近光灯d4串联并联的电阻r4和电阻r5后与单片机的p1.5引脚连接。其中，车灯的智能控制开关放在远光灯的控制器中，自远光灯开启时就自动启动了智能车灯自动控制系统。当检测到对面的车开启灯光时并且灯光被光检测输入电路感应到，然后向单片机发送有效的高电平。此时单片机根据检测到的的有效信号来开启调光控制输出电路这个模块，来将远光灯切换为近光灯。否则单片机继续检测输入信号。具体模拟显示如下：1)车辆自动根据外界的实际情况来控制车灯的开启或关闭状态。比如：当车辆进入隧道、地下停车场等光照强度不够的环境下或在夜间行车时。由于会影响驾驶员的正常驾驶，所以这时车辆会自动打开前照灯。当车辆在白天等光照强度足够的环境下行车时，这时车辆会自动关闭前照灯。2)在夜间行车时，此时前照灯会自动打开。系统可以根据前方障碍物的距离来自动切换前照灯的远近光状态。比如：在夜间会车时，系统自动将前照灯的照明状态切换成近光照明模式，会车结束后自动将前照灯恢复原来的光照状态。复位模块包括分别与电源连接的复位开关s1和电容c1，所述复位开关s1与电容c1相并联后一端与单片机的rst引脚相连，另一端通过电阻r6接地，所述电阻r6的接地端分别连接单片机的xtal2、xtal1和gnd引脚。电阻r6的接地端分别通过电容c2和电容c3与单片机的xtal2、xtal1引脚相连，所述电容c2和电容c3之间连接晶振器。在任何系统的设计过程中，都需要设计复位动作，以便是系统的设计更具有灵活性。所以在车灯智能控制系统中，也须对系统进行复位模块的设计。复位是单片机的初始化操作。单片机在上电启动时，一般都需要先进行复位动作。这个复位动作的作用是使单片机和其他芯片处于同一环境下，并从这个同一环境统一进行动作，这让系统有更高的精确性。所以复位是单片机的一个不可缺少的设计。由于单片机自身却不能自己进行复位的操作，所以必须设计相应的外部电路才能实现单片机的复位。rst是单片机复位动作的使能脚，该引脚出现高电平才能有效复位。所以本设计的单片机复位方式是手动进行复位，即按下复位键s1后，电容进行放电此时rst端为高电平；松开s1后，电容进行充电，然后慢慢的到rst引脚变为低电平。图6为复位模块电路图，其中复位线接单片机的rst引脚。光控模块包括感光模块和a/d转换模块，感光模块由光敏电阻组成的，a/d转换模块使用的芯片型号为adc0832芯片，电源与接地之间串联有光敏电阻gr1和电阻r7，光敏电阻gr1和电阻r7之间连接至a/d转换器的ch0引脚，a/d转换器的clk引脚通过单片机的p2.2引脚控制单片机的p1.3、p1.4和p1.5引脚。在夜晚行车时，当出现辆车迎面相遇的情况下，车辆偏离主轴位置后，照射角度会发生变化变化，照明亮度还会下降，探测环境光线较弱，所以远光传感器的选取着重的是其在微弱光线下的灵敏度和线性度，加之各种车灯的发射光谱均处于可见光范围，故采用光电池作为远光传感器，它的光谱响应特性曲线与人眼光谱光视效率曲线接近，对可见光频率的光谱响应度好，同时光电池感光面积大，适合用于对低照度的测量。感光模块是由光敏电阻组成的。光敏电阻其实就是用具有半导体功能的光电传感器制做成的一种电阻。该器件随着入射光照强度弱，电阻阻值减小，入射光照强度高，电阻阻值就会相应的增大。其电路图如图5所示。光感应模块电路的工作过程是：如果在光照强度足够的环境下，光敏电阻gr1受到光的照射其阻值增大，导致没有光照的模拟信号传入a/d转换器中，也就不能进行下一步的信号转换。相反，如果没有足够的光照，则光敏电阻gr1阻值减小，模拟电流流入a/d转换器中进行下一步的转换。a/d转换模块用的芯片是adc0832芯片。该转换芯片其体积小，兼容能力高，性价比突出而获得很高的使用率。图4为adc0832电路图，其中cs_引脚是芯片的使能端，低电平时芯片有效；ch0引脚是模块的模拟输入通道0；ch1引脚是模块模拟输入通道1；gnd引脚为芯片接地；di引脚是该模块的数据信号输入端；do引脚是该模块的数据信号输出；clk引脚为芯片时钟输入；vcc/ref引脚是该模块的电源输入端。如图5，a/d转换模块模块电路的工作过程是：当光模拟信号进入ch0引脚后，把模拟量转换成单片机能够识别的数字量，并通过时钟信号clk端给单片机的p2.2口发送信号。由此单片机根据这个信号来控制p1.3、p1.4和p1.5端口，进而控制灯光的亮灭来实现系统的远近光灯变换。超声测距模块的型号为hc-sr04，可以测试的距离范围是2cm到400cm距离的非接触式距离感应测试。hc-sr04测距模块的测距精度可高达3mm。其工作原理是：1)该模块使用trig进行距离测试。2)这个超声波模块可以自己自动向前发送超声波信号，如果碰到障碍物还会自行接收反射回来的信号，并分析信号，最终通过一系列的计算得出车辆与障碍物之间的距离。3)如果在信号发射后始终没有超声波信号的返回，则该系统会自行检查是不是超声波系统出现了问题，在检测的时候会向驾驶员放出鸣响提示。如果超声波系统没有问题，则鸣响提示消失，驾驶员可以安心驾驶。如果自行检测后，发现超声波系统存在问题则系统会一直鸣响进行提示，建议驾驶员赶快进行维修处理。注：声音的传播速度为340m/s。图3为是超声波测距模块实物图。表1是实物图引脚的说明。表1超声波测距模块引脚说明引脚功能vcc5v电源trig触发控制信号的输入echo回响信号的输出gnd接地lcd显示模块的型号为1602显示器，主要工作原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。由于显示器上有字符间隔和行间隔的存在，所以1602是不能显示图形。1602显示器的含义是指显示器每一行能够显示出16个字符，能够显示两行。其特性如下：1)1602显示屏接 5v电压，对比度可调。2)显示屏内含复位电路。3)可以显示各种命令的控制。如：清屏操作等功能。1602lcd显示屏有16个接口脚，这16个接口脚的功能如下：第1接口：这个接口是负极。第2接口：这个接口是正极。第3接口：这个接口是液晶亮度调节的接口。在进行显示器调节的时候需要注意这个接口接的电源是正还是负，如果这个接口接的是正极则液晶的亮度对比是最小的。如果接的是负极则液晶的亮度对比是最大的。所以在这个模块中要加一个电阻进行电位调节，来使液晶的亮度对比达到理想的效果。第4接口：该引脚是寄存器选择信号端。第5接口：r/w为读/写信号线。第6接口：这个引脚是是否使用屏幕的接口，下降沿触发。第7～14接口：这几个引脚是信息传输接口，来进行数据的传输。第15～16接口：空脚。其电路图如图7所示。lcd显示模块可以显示出电路的各种模拟状态，即lcd1602液晶第一行显示超声波的距离，第二行显示光线的强弱。电源采用usb连接车载电源，电源的电路图如图10所示。采用usb给系统供电主要考虑到usb接口电流小，供电方式可以进行控制，这样系统中的三极管不会因电路电流过大而导致三极管的损坏，起到了一定的保护作用。车灯的电路如图12所示。车灯分为远光灯和近光灯，其中d1、d2为近光灯分别通过p13和p14接在单片机的p1.3和p1.4的引脚上。d3、d4为远光灯通过p15连接在单片机的p1.5引脚上。控制电路的电路如图11所示。控制电路也就是按键设置电路。这三个按键分别是s2、s3、s4并分别接在单片机的p3.5、p3.6、p3.7引脚。通过按键电路可以设置系统的距离和光线参数，从而找到是系统更符合日常使用的一种控制方式。其中，s2是参数减键，s3是参数加键，s4是参数选择键。本实用新型的系统调试步骤为：1)各元器件的使用。比如：各个元器件的物理接线口是否连接正确。2)软件程序的检查。检查各个模块的电路图是否正确无误、检查原理图是否出现错误、检查流程图是否正确、最后利用keil软件来检查程序是否存在问题。3)运行调试。在检查各个模块都没有问题后，然后把程序输入到实物中进行上电调试。其中，系统超声波测试距离和光线感应强度的参数分别设置为0.5m和50％。当障碍物的距离超过0.5m时系统自动变为远光灯；当障碍物的距离未超过0.5m时，系统自动将灯光变为近光灯。远光灯的调试，其lcd显示屏上的信息为：距障碍物的距离为0.64m，光感强度为6％。近光灯的调试，其lcd显示屏上的信心为：距障碍物的距离为0.2m，光感强度为8％。本文中应用了具体个例对实用新型构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离该实用新型构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，包括控制器、电源、车灯控制模块、车灯、光控模块、超声测距模块、lcd显示模块和复位模块，所述电源、光控模块、复位模块分别与控制器连接，所述控制器通过车灯控制模块控制车灯，所述车灯包括远光灯和近光灯。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述控制器为单片机，所述单片机的型号为at89c51。
3.根据权利要求2所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述车灯控制模块包括分别与电源连接的远光灯控制模块和近光灯控制模块，所述远光灯控制模块包括远光灯(d1)、远光灯(d2)和电阻(r1)、电阻(r2)，所述并联的远光灯(d1)和远光灯(d2)分别串联电阻(r1)和电阻(r2)后，分别连接至单片机的p1.3、p1.4引脚；所述近光灯控制模块包括近光灯(d3)、近光灯(d4)和电阻(r4)、电阻(r5)，所述并联的近光灯(d3)和近光灯(d4)串联并联的电阻(r4)和电阻(r5)后与单片机的p1.5引脚连接。
4.根据权利要求2所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述复位模块包括分别与电源连接的复位开关(s1)和电容(c1)，所述复位开关(s1)与电容(c1)相并联后一端与单片机的rst引脚相连，另一端通过电阻(r6)接地，所述电阻(r6)的接地端分别连接单片机的xtal2、xtal1和gnd引脚。
5.根据权利要求4所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述电阻(r6)的接地端分别通过电容(c2)和电容(c3)与单片机的xtal2、xtal1引脚相连，所述电容(c2)和电容(c3)之间连接晶振器。
6.根据权利要求1所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述光控模块包括感光模块和a/d转换模块，所述感光模块由光敏电阻组成的，所述a/d转换模块使用的芯片型号为adc0832芯片，所述电源与接地之间串联有光敏电阻(gr1)和电阻(r7)，所述光敏电阻(gr1)和电阻(r7)之间连接至a/d转换器的ch0引脚，所述a/d转换器的clk引脚通过单片机的p2.2引脚控制单片机的p1.3、p1.4和p1.5引脚。
7.根据权利要求1所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述超声测距模块的型号为hc-sr04。
8.根据权利要求1所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述lcd显示模块的型号为1602显示器。
9.根据权利要求1所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，所述电源采用usb连接车载电源。
10.根据权利要求1所述的一种汽车车灯智能控制系统，其特征在于，还包括控制按键，所述控制按键包括分别与单片机的p3.5、p3.6、p3.7引脚连接的参数减键、参数加键和参数选择键。
技术总结本实用新型公开了一种汽车车灯智能控制系统，包括控制器、电源、车灯控制模块、车灯、光控模块、超声测距模块、LCD显示模块和复位模块，电源、光控模块、复位模块分别与控制器连接，控制器通过车灯控制模块控制车灯，所述车灯包括远光灯和近光灯；控制器为单片机，单片机的型号为AT89C51；超声测距模块的型号为HC‑SR04；LCD显示模块的型号为1602显示器；电源采用USB连接车载电源；本实用新型具有开发成本低、系统功耗低、信号处理能力强，性价比更为出色。系统以计算机技术为主并以其他手段作为辅助，使该系统能够实现精准控制并且系统的抗干扰能力强，使其更符合汽车未来智能化控制的发展趋势。
技术研发人员：臧华东;杨晓峰;孟雷
受保护的技术使用者：苏州工业职业技术学院
技术研发日：2019.05.29
技术公布日：2020.04.03
