劉洋明　劉大誠

【摘 要】隨著汽車保有量的不斷增加，交通事故及因交通事故造成的人身傷亡也急劇上升。在這些交通事故當(dāng)中，因在會車時(shí)未及時(shí)變光而造成對方駕駛員眩目而引發(fā)的交通事故時(shí)有發(fā)生。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種汽車前照燈照明自動控制裝置，當(dāng)夜晚行車遠(yuǎn)光燈打開時(shí)，系統(tǒng)能通過光檢測輸入模塊察看前方是否有相對行駛車輛，若有則自動啟動光控制輸出模塊，關(guān)閉遠(yuǎn)光并打開近光。這種裝置能很好地解決傳統(tǒng)方式下手動變光延遲時(shí)間長和駕駛員因頻繁手動變光而分散注意力等問題，從而大大減少事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】前照燈；遠(yuǎn)近光；變光；自動控制

1 研究背景

汽車前照燈尤其遠(yuǎn)光燈發(fā)出的光很強(qiáng)，它雖然會給司機(jī)夜間行駛的安全行車提供保障，但同時(shí)給迎面行駛的機(jī)動車駕駛員帶來刺眼的強(qiáng)光，從而可能引發(fā)交通事故。為了對這類道路交通事故進(jìn)行預(yù)防，《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》規(guī)定，夜間會車應(yīng)當(dāng)在距相對方向來車150m以外改用近光燈，在窄路、窄橋行駛以及與非機(jī)動車會車時(shí)應(yīng)當(dāng)使用近光燈。若在探明路況或者對向車道有來車的情況下，此時(shí)應(yīng)提前150m將遠(yuǎn)光燈切換為近光燈[1]。但現(xiàn)實(shí)中很多駕駛員經(jīng)常使用遠(yuǎn)光會車，而且這種違規(guī)操作很難予以監(jiān)督，這跟駕駛員的素質(zhì)有一定關(guān)系；但另一方面，由于頻繁的變光操作給駕駛員在駕駛過程中增加負(fù)擔(dān)，以及在做變光操作時(shí)引起方向不穩(wěn)也存在交通隱患[2]。

中國汽車技術(shù)中心的調(diào)查研究表明，夜間行駛距離約占總行駛距離的20%，但事故死亡率卻占50%以上。在彎道上的事故多于直道，除超車不當(dāng)?shù)脑蛑?，最大因素是錯(cuò)誤使用遠(yuǎn)近光，從而導(dǎo)致能見度不足，進(jìn)而發(fā)生車禍。由于會車時(shí)遠(yuǎn)近光的變換全憑駕駛員的安全意識和自身素養(yǎng)，因而也會帶來很多不確定因素。為此，研究設(shè)計(jì)汽車前照燈遠(yuǎn)近燈光的自動控制是非常有必要和有應(yīng)用價(jià)值的，它能盡可能地降低交通事故發(fā)生的機(jī)率，是對夜間道路交通事故的有效預(yù)防。

目前在汽車前照燈的遠(yuǎn)近光控制上，汽車生產(chǎn)廠家大多設(shè)計(jì)為手動轉(zhuǎn)換控制，即人工手動操作。自動操縱變換遠(yuǎn)近光一般在高檔車上才會裝配，而且配件價(jià)格高昂，不適宜在中低檔車輛上加裝和改裝，所以這種裝置在汽車前照燈照明自動控制的改裝方面有一定的市場空間。關(guān)于汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動控制方面，前人也研究并制作了相應(yīng)的電子產(chǎn)品。但由于其靈敏性、穩(wěn)定性、可靠性方面存在一定的缺陷，因而沒能普及開來。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的汽車前照燈照明自動控制裝置，采用自動變光技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛在會車時(shí)自動切換遠(yuǎn)近光的功能，這樣它既不干擾會車時(shí)對方的駕駛，又能減輕駕駛員的操作負(fù)擔(dān)，提高照明不良路面的行車安全性。

2 汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動控制裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 設(shè)計(jì)方案

圖1 系統(tǒng)框圖

本裝置主要包括如圖1所示4個(gè)組成部分：光線檢測輸入模塊、主控模塊、控制開關(guān)模塊、光控制輸出模塊。控制開關(guān)電路置于汽車前照燈遠(yuǎn)光開關(guān)上，當(dāng)遠(yuǎn)光燈打開時(shí)即啟動自動控制系統(tǒng)工作。當(dāng)對面有車時(shí)其燈光被光檢測輸入電路捕獲后，電路會向單片機(jī)發(fā)送有效高電平，單片機(jī)檢測到有效信號則通過光控制輸出電路使前照燈自動變?yōu)榻?；否則繼續(xù)檢測輸入的信號。

2.2 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)，它接受傳感器傳來的信號，然后將接收到的信號經(jīng)過處理后送給輸出端。當(dāng)前方的燈光強(qiáng)度達(dá)到傳感器能識別的數(shù)值時(shí)，它會把被測物理量作為輸入?yún)?shù)轉(zhuǎn)換為電信號輸入；經(jīng)過單片機(jī)處理后對控制電路進(jìn)行控制，從而達(dá)到自動控制目的。

光檢測輸入電路中的光電傳感器可以選用光敏電阻、光電池或光敏二（三）極管均可[3]。當(dāng)兩車在夜晚相遇時(shí)，遠(yuǎn)光燈的照度是偏低的；如果偏離主軸位置，因照射角度的變化其照度還會下降，所以光電傳感器的選取重點(diǎn)是其在微弱光線下的靈敏度和線性度。由于各種車燈的發(fā)射光譜均處于可見光范圍，故本設(shè)計(jì)采用光電池作為光電傳感器，它對可見光頻率的光譜響應(yīng)度好，同時(shí)光電池感光面積大，適合用于對低照度燈光的測量。

光控制輸出電路是要控制遠(yuǎn)近光的切換，而單片機(jī)是一個(gè)弱電器件，要把它用于大功率場合，要有采用功率驅(qū)動環(huán)節(jié)來銜接，本設(shè)計(jì)選擇了光電耦合繼電器驅(qū)動，接到單片機(jī)的P1.5端口（如圖2所示）。

本設(shè)計(jì)選用的顯示器是LCD1602 工業(yè)字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊，采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中幾個(gè)編程常用的主要管腳分別是：寄存器選擇，讀寫信號線和使能端[4]。

3 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)及實(shí)物展示

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路為：光電池受到光照后，通過光檢測輸入電路向單片機(jī)的P2.2端口發(fā)送信號，單片機(jī)通過控制P1.3和P1.4實(shí)現(xiàn)變光輸出，此時(shí)遠(yuǎn)光燈滅近光燈亮。軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示，實(shí)現(xiàn)的實(shí)物裝置如圖4所示。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一款主要應(yīng)用在中低檔汽車上進(jìn)行前照燈遠(yuǎn)近光自動控制的裝置，它能夠通過光線檢測傳感器實(shí)現(xiàn)汽車夜間會車時(shí)的自動檢測。當(dāng)行駛兩車會車時(shí)，將前照燈調(diào)為近光，會車過后又調(diào)為遠(yuǎn)光；在山區(qū)多隧道路段或照明不良道路行駛時(shí)，及時(shí)開啟前照燈以減少交通事故發(fā)生機(jī)率，提高夜間行車和照明不良路面行車的安全性，它是對夜間道路交通事故的有效預(yù)防。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉燕.夜間須正確使用遠(yuǎn)光燈[J].交通與運(yùn)輸，2015（6）：78.

[2]李建棟，隋文泉，余偉芬，陳鵬.汽車近遠(yuǎn)光燈自動轉(zhuǎn)換及障礙預(yù)警系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012（5）：61-63.

[3]鄒祖軍，馮進(jìn)良，郭奕辰，葛明達(dá).汽車大燈遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)[J].2011（3）：20-22.

[4]趙亮.液晶顯示模塊LCD1602應(yīng)用[J].電子制作，2007（3）：58-59.

[責(zé)任編輯：湯靜]