楊易桐，邵和義

（合肥市第四十五中學(xué)，安徽 合肥 230002）

1 選題的產(chǎn)生

路上難免遇到交通堵塞，既要掌控方向騎車，手又要不停撥鈴鐺，這樣不僅會分心，而且會增加安全隱患。需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，后方車輛可能會反應(yīng)不及時(shí)，發(fā)生意外。而且下雨天轉(zhuǎn)彎時(shí)路滑，如果不注意速度，容易滑倒。

圖1 城市電動車實(shí)景圖

據(jù)了解，現(xiàn)在大部分人的做法是按鈴鐺，并減速，然后轉(zhuǎn)彎，但這樣后方車輛也存在反應(yīng)不及時(shí)而撞到的風(fēng)險(xiǎn)，而且下雨天路滑，自己也不容易控制車速，很容易滑倒。于是發(fā)明一種智慧鈴鐺的想法應(yīng)運(yùn)而生，既可以自動響鈴，又可以轉(zhuǎn)彎時(shí)提醒駕駛員車速，還可以提醒后方來車，這樣騎車時(shí)就更加安全了。

當(dāng)超聲波傳感器檢測與前方障礙物的距離，檢測到電動車行駛速度大于一定值，且前方距前方障礙物小于一定距離，自動鳴笛示警。陀螺儀檢測電動車左右傾斜角度，如果大于一定行駛速度，打開車尾部相應(yīng)一側(cè)方向箭頭燈，提示后方行人和車輛注意前方車輛可能突然轉(zhuǎn)彎。設(shè)置在車輪擋泥板處的雨水傳感器檢測路面的干濕狀態(tài)，并綜合電動車傾斜角度和行駛速度，聲光報(bào)警提示電動車騎行者注意側(cè)滑摔倒。

根據(jù)以上思路，在老師的幫助下設(shè)計(jì)制作了“電動車自動鳴笛及高速轉(zhuǎn)彎側(cè)滑示警裝置”，相比普通鈴鐺，預(yù)警更加及時(shí)，安全隱患也可以降到最低。

2 設(shè)計(jì)原理

設(shè)置超聲波傳感器，當(dāng)檢測電動車大于一定速度，且與前車相距較近時(shí)，自動鳴笛提示前方注意避讓。

設(shè)置陀螺儀，檢測電動車的傾斜角度，如果向某一側(cè)傾斜大于一定角度，則點(diǎn)亮車尾部對應(yīng)一側(cè)的指示燈，警示后方可能存在變道或轉(zhuǎn)彎。

電動車前輪擋泥板處安裝雨水傳感器，檢測路面的干濕狀況。下雨天氣或者行駛在有水路面，行駛中車輪帶起的水將濺射到雨水傳感器。

系統(tǒng)根據(jù)電動車的行駛速度、轉(zhuǎn)彎傾斜角度和路面的干濕狀況，綜合判斷轉(zhuǎn)彎存在的側(cè)滑風(fēng)險(xiǎn)，提示騎行人注意減速。如果檢測到行駛在濕滑路面，即使不轉(zhuǎn)彎，超過一定速度也會提示騎行人注意安全。

圖2 設(shè)計(jì)原理圖

3 設(shè)計(jì)的裝置

所設(shè)計(jì)的“電動車自動鳴笛及高速轉(zhuǎn)彎側(cè)滑示警裝置”由控制系統(tǒng)、檢測單元、輸出單元組成。

（1）控制系統(tǒng)，采用ArduinoUNO模塊，通過圖形化編程軟件，采集傳感器數(shù)據(jù)，控制相應(yīng)輸出。如下圖所示：

圖3 Arduino UNO模塊

（2）檢測單元，由超聲波傳感器、雨水傳感器、陀螺儀組成。超聲波傳感器檢測與前車距離，雨水傳感器檢測路面的干濕狀況，陀螺儀檢測電動車左右傾斜角度。

（3）輸出單元，由LED燈、聲光報(bào)警器、蜂鳴器等組成。紅色LED燈提示濕滑路面注意減速，聲光報(bào)警器在轉(zhuǎn)彎有側(cè)滑風(fēng)險(xiǎn)是提醒騎行人注意減速，蜂鳴器鳴響提示前方注意避讓。

4 使用方法

電動車自動鳴笛及高速轉(zhuǎn)彎側(cè)滑示警裝置是電動車騎行的安全輔助系統(tǒng)，能夠結(jié)合道路交通情況和路面狀況，給騎行人多種安全提示。電動車在等紅綠燈等情況下靜止時(shí)，系統(tǒng)不做提示。當(dāng)電動車大于一定行駛速度時(shí)，激活系統(tǒng)工作。前方有行人或其他障礙物，自動鳴響警示。電動車側(cè)向傾斜一定角度，啟動車尾部方向指示燈，提示后方注意可能發(fā)生變道或轉(zhuǎn)向行為。雨水傳感器檢測路面干濕狀況，結(jié)合電動車傾斜角度和速度，提醒騎行人減速，避免轉(zhuǎn)彎側(cè)滑發(fā)生事故。即使不轉(zhuǎn)彎，如果系統(tǒng)檢測行駛在濕滑路面，紅色LED燈提示騎行人減速行駛，當(dāng)心濕滑路面影響剎車距離。

5 創(chuàng)新與意義

創(chuàng)新意義主要有：

（1）通過超聲波傳感器檢測距離和測速裝置，綜合判斷并啟動鳴笛警示前方行人和車輛，可以讓騎車人不用分心去操作喇叭。

（2）陀螺儀檢測電動車傾斜角度，打開車尾部方向箭頭燈，及時(shí)提示后方行人和車輛，避免突然轉(zhuǎn)向造成碰擦。

（3）車輪擋泥板處的雨水傳感器檢測電動車行駛的路面是干還是濕，結(jié)合電動車傾斜角度和速度，提醒騎行人注意減速，避免發(fā)生高速過彎側(cè)滑事故發(fā)生。

（4）當(dāng)檢測到電動車以大于一定速度行駛在的有水的路面，即使不轉(zhuǎn)彎也通過前方亮起的紅燈提醒騎行人注意控制速度，防止因剎車距離變長而不能及時(shí)停止電動車。