摘 要:伴隨著單片機技術(shù)的不斷的向自動化、智能化的發(fā)展,現(xiàn)在的國內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠家對單片機的應(yīng)用已經(jīng)深入到了汽車的各個領(lǐng)域。通過單片機在汽車上的使用,大大的提高了行車的安全性,舒適性和可靠性,并且降低燃油的消耗,降低汽車尾氣對環(huán)境的污染。在未來,單片機將會不斷向前發(fā)展,對汽車行業(yè)做出更大的貢獻。
關(guān)鍵詞:單片機;自動化;安全性
中圖分類號:TP273
現(xiàn)在能使用的單片型號很多,可供選擇的也很多。單片機就是一臺很微型的計算機,它是一種集成電路芯片,采用超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)功能,擁有和計算機類似的運算器,控制器和存儲設(shè)備,現(xiàn)在汽車的很多部件都將單片機融合在一起,發(fā)揮更大的效能。我們大家都熟知的比如說,倒車雷達,安全氣囊,汽車導航,汽車音響,點火系統(tǒng),行車電腦,ABS防抱死系統(tǒng)等等。下面將著重說明單片機對汽車安全提升的幾個方面:
1 ABS防抱死剎車系統(tǒng)
最開始ABS被應(yīng)用于飛機領(lǐng)域,一直到1968年才開始應(yīng)用于汽車上。駕駛?cè)嗽谛熊囍腥缗龅骄o急情況,第一反應(yīng)就是將剎車踩到底,這一做法在沒有ABS防抱死剎車系統(tǒng)存在的時候,是一個極其錯誤的選擇,因為車輛在行駛中突然被緊急制動,將會導致汽車不能轉(zhuǎn)向并且發(fā)生側(cè)滑和跑偏,從而造成嚴重的后果。
但最終要使ABS防抱死剎車系統(tǒng)脫離人的操作能自動的執(zhí)行防抱死功能,還要依靠單片來實現(xiàn)。ABS防抱死系統(tǒng)是由一塊單片來實現(xiàn)的,它的工作模式有2中,首先在駕駛?cè)司o急制動即將剎車踩到底的時候,ABS會自動觸發(fā),能使車輪保持轉(zhuǎn)動,保護駕駛?cè)说陌踩?,其實是根?jù)每個車輪上面的速度傳感器,采集當前車輛的速度信息,然后把車輪的速度信號傳送到單片機中,迅速的判定車輪是否處于抱死狀態(tài),然后通過判斷結(jié)果依靠單片機里面存儲的程序減少或增加制動的力度來控制車輛的打滑率,一般可以控制在20%以下,ABS防抱死剎車系統(tǒng)的出現(xiàn)極大的緩解了車輪容易因制動力超過輪胎與地面的摩擦力而安全抱死,使駕駛?cè)诵熊嚫影踩?,現(xiàn)在,全世界的汽車80%都安裝有ABS。
2 安全氣囊
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,汽車的行駛速度越來越快,行駛的道路條件也越來越好,特別是隨著汽車數(shù)量的增加而導致的交通事故頻繁。如何降低交通事故中人的傷亡提高汽車安全性變得尤為重要,由此就誕生了安全氣囊。它的出現(xiàn)可以盡量的減少汽車發(fā)生碰撞或者側(cè)翻的時候由于巨大的慣性力對車上人員的傷害,現(xiàn)在幾乎所有的汽車都安裝有安全氣囊,當然安全氣囊一定要配合安全帶使用。
安全氣囊的電控也全部有單片機完成,如果汽車在低速行駛時發(fā)生碰撞事故,安全氣囊是不會打開的,因為用安全帶就可以形成對車上人員的保護,但是當汽車速度達到一定值的時候,即使佩戴了安全帶也一樣會對車上人員造成傷害,這時候就需要自動打開安全氣囊進行保護。當然判斷是否打開安全氣囊依靠的仍然是單片機。在發(fā)生碰撞事故后,首先利用傳感器將汽車的速度以及汽車發(fā)生的碰撞程度傳送給是否打開安全氣囊的單片機中,單片機接受到傳感器上的電信號,判斷是否要打開氣囊,如需要打開,就向氣體發(fā)生器發(fā)出點火的指令,從而在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體,完全打開安全氣囊的時間大約為碰撞發(fā)生后的幾十毫秒內(nèi),從而用充氣氣囊保護車上人員的安全。上述的整個過程說明了安全氣囊系統(tǒng)由4部分組成,這4個部分都圍繞著一塊單片機為中心,分別是加速度傳感器,氣囊控制器,點火裝置和氣囊,現(xiàn)在能實現(xiàn)該功能的單片機型號很多,比如MC68HC11A1等等。
3 汽車自診斷系統(tǒng)
隨著我國的改革開放,國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,汽車在融入計算機控制系統(tǒng)方面也越來越密切,隨著單片機進入汽車的自診斷系統(tǒng),使得汽車的安全性,可靠性,動力性,經(jīng)濟性有了顯著的提高。同時,汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,使汽車的結(jié)構(gòu)變的更加復(fù)雜,也使得對汽車的排除故障和維修診斷難度加大,從而利用單片機實現(xiàn)對汽車的自動診斷,從而達到排除汽車的方法也孕育而生。通過單片機內(nèi)部存儲的汽車信息,可以在汽車不拆解的情況下,用汽車自診斷系統(tǒng)測試汽車的性能,自動分析和判斷汽車的具體各方面情況。
汽車自診斷系統(tǒng)又被稱為OBD。目前實現(xiàn)汽車自診斷系統(tǒng)的單片機種類繁多,比如飛思卡爾,c8051f020等等。很遺憾的是中國目前在OBD沒有自主知識產(chǎn)權(quán),所以我國的汽車一般都是引進的飛思卡爾16位單片機來開發(fā)汽車診斷的硬件模塊。實現(xiàn)由單片機中的傳感器信號采集來采集發(fā)動機里面的水溫度、、節(jié)氣門、空氣流量、進氣溫度、機油壓力以及判斷電子控制系統(tǒng)以及EDU的工作狀態(tài)等,然后在單片機內(nèi)部存儲了所有電路的正常值,當某一信號超出電路的正常值的時候,該信號就會通過相應(yīng)的傳感器反映出故障的代碼存儲在單片機的存儲器中,維修人員維修的時候可以讀取該代碼,針對故障,提高維修效率。伴隨著電噴發(fā)動機汽車的普及,使用單片機實現(xiàn)的汽車自診斷系統(tǒng)將會是汽車上必不可少的工具。
4 防盜安全報警系統(tǒng)
伴隨著我國人民生活水平的不斷提高,汽車已經(jīng)開始走進了普通家庭,近年來,汽車數(shù)量不斷加大,擔心汽車被盜,是每一個汽車用戶所面臨的實際問題。為了解決汽車防盜,由單片機開發(fā)的車輛防盜安全報警系統(tǒng)產(chǎn)生,比如STC89C52,TC35I,AT89C52等等。
汽車防盜安全報警系統(tǒng)核心由兩個單片機控制模塊組成,在車主使用完汽車后啟動防盜模式,防盜安全報警系統(tǒng)的信號采集器就處于工作狀態(tài),一般的系統(tǒng)都最少會擁有6個信號采集點,分別位于4個車門和汽車后蓋,前蓋,這6個信號采集點一旦受到外界的干擾,防盜系統(tǒng)變會被觸發(fā)。同時。利用內(nèi)部的單片機模塊對接受到的信號進行對比判斷,一方面利用蜂鳴器發(fā)出警報,告知附近的人或車主;另外還利用網(wǎng)絡(luò)將車輛受到安全威脅的情況以短消息形式告訴車主并能對車輛進行定位,從而保護汽車的安全。
目前,國內(nèi)汽車防盜系統(tǒng)產(chǎn)量在5000萬套以上,2012年的市場需求為1300萬套,未來汽車市場的進一步發(fā)展,將會使車輛防盜安全報警系統(tǒng)的市場空間越來越大
5 結(jié)束語
隨著汽車的普及,智能化在汽車的應(yīng)用上越來越廣,安全性成了每個汽車車主最關(guān)系的問題之一,汽車安全市場將會越來越受到關(guān)注和重視,和汽車安全相關(guān)的技術(shù)也會越來越成熟,未來的汽車安全性的提升將會隨著單片機的不斷發(fā)展不斷提升,造福千千萬萬的車主,使交通安全事故越來越少。
參考文獻:
[1]劉國權(quán).KWP 2000協(xié)議分析及開發(fā)測試[J].汽車技術(shù),2006(05).
[2]曹偉,蔡偉義.基于PC 機的汽車故障診斷系統(tǒng)研究[J].南京林業(yè)大學學報(01).
[3]羅峰,孫澤昌.汽車CAN總線系統(tǒng)原理、設(shè)計與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010:156-160.
作者單位:重慶三峽職業(yè)學院,重慶 404155