CN104627062A - 防追尾警示灯及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的防追尾警示灯，超声波发射器安装在汽车的后保险杆上靠近汽车倒车雷达的位置，汽车倒车雷达的信号线连接至处理芯片的输入端，处理芯片的输出端还连接有报警尾灯，报警尾灯安装在汽车后灯箱内；该防追尾警示灯的硬件结构能够与汽车结合，解决现有技术缺乏能够应用在汽车上，并在两车距离小于安全距离时进行报警的防追尾产品的缺陷。还提供了防追尾警示灯的处理方法，能够根据当前汽车车速，汽车与后车的车速差以及两车的距离差进行综合判断，并控制报警尾灯仪不同的频率进行闪烁，情况越危险，报警尾灯闪烁的频率越高。这样，更加方便后车的驾驶员直观地了解到与前车距离的危险程度，并相应地控制车速，降低汽车追尾的可能性。

Description

防追尾警示灯及其处理方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及防追尾警示灯及其处理方法。

背景技术

驾驶员在驾驶汽车过程中难免会遇到突发事件而被迫紧急刹车，致使尾随其后的车辆极易发生追尾事故。刹车距离与车速有很大关系，发生追尾事故与后车的跟车距离也有很大关系，此外，驾驶员的反应快慢以及天气、路况好坏、是否平路、坡路等因素，也会影响刹车距离。

现有的驾驶员通常采用目测的方法来判断与前车的距离，这样的判断方法不准确，特别是当驾驶别人的车辆时，由于对该车辆不熟悉，更容易判断错误。而现有技术缺乏能够应用在汽车上，并在两车距离小于安全距离时进行报警的防追尾产品。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所解决的问题在于，提供一种防追尾警示灯，用于解决现有技术缺乏能够应用在汽车上，并在两车距离小于安全距离时进行报警的防追尾产品的缺陷。

本发明的另一个目的还在于提供了该防追尾警示灯的处理方法。

为解决上述技术问题，实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

防追尾警示灯，包括处理模块以及超声波发射器；处理模块中包含有处理芯片（U7）；超声波发射器安装在汽车的后保险杆上靠近汽车倒车雷达的位置，汽车倒车雷达的信号线连接至处理芯片（U7）的输入端，处理芯片（U7）的输出端还连接有报警尾灯，报警尾灯安装在汽车后灯箱内；超声波发射器用于发射超声波后，触发处理芯片进行计时；汽车倒车雷达用于接收到超声波的回波后，触发处理芯片停止计时；处理芯片用于根据计时的时间算出汽车与后车的距离，并判断该距离是否在预设的安全距离内，如果是，点亮报警尾灯。

进一步，所述处理芯片（U7）的输出端通过串联限流电阻与NPN型三极管的基极连接，NPN型三极管的发射级接地，NPN型三极管的集电极与报警尾灯连接，并通过串联一上拉电阻连接至12伏电源。

进一步，所述处理模块中还包括电源转换电路，电源转换电路的输入端连接至汽车电源；还包括瞬态电压抑制二级管（D4）和第一电容（C1），瞬态电压抑制二级管（D4）和第一电容（C1）并联形成并联支路；电源转换电路的输入信号与该并联支路并联后连接至12伏稳压器（U1）的输入端，12伏稳压器（U1）的输出端通过并联第二电容（C2）连接至5伏稳压器（U2）的输入端，5伏稳压器（U2）的输出端并联第三电容（C3）后，作为电源转换电路的输出端。

进一步，所述并联支路还包括保险管（F1），保险管（F1）串联在瞬态电压抑制二级管（D4）和第一电容（C1）的同一个并联节点之间。

进一步，所述处理芯片（U7）的型号为STC12CA60S2。

进一步，所述12伏稳压器（U1）的型号为LM7812，5伏稳压器（U2）的型号为L7805。

上述防追尾警示灯处理方法，包括以下步骤：

1）超声波发射器发射超声波后；触发处理芯片开启定时器进行计时；

2）当汽车倒车雷达接收到超声波回波后，触发处理芯片停止定时器计时；处理芯片利用下式计算得出汽车与后车的距离S：

S=V*T/2，其中，V为超声波在空气中的传播速度，T为定时器计时的时间；

3）处理芯片判断汽车与后车的距离S是否小于预设的安全距离，如果是，控制报警尾灯点亮，返回步骤1。

进一步：所述步骤3具体为：

3a）处理芯片存储当前汽车与后车的距离S；处理芯片获取当前汽车的车速V1；处理芯片获取存储空间中汽车上次与后车的距离S1，根据下式计算得出汽车的距离差S2：S2=S-S1；

3b）处理芯片判断当前汽车是否满足第一条件，如果是，执行步骤1，否则执行步骤3c；所述第一条件为当前汽车的车速V1小于30km/h；

3c）处理芯片判断当前汽车是否满足第二条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以1Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3d；所述第二条件为车速V1在30km/h~50km/h的范围内，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S小于100m；

3d）处理芯片判断当前汽车是否满足第三条件，如果是，执行步骤1，否则执行步骤3e；所述第三条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S大于100m；

3e）处理芯片判断当前汽车是否满足第四条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以5Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3f；所述第四条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S小于50m；

3f）处理芯片判断当前汽车是否满足第五条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以3Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3g；所述第五条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S在50m~80m的范围内；

3g）处理芯片判断当前汽车是否满足第六条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以2Hz的频率进行闪烁，执行步骤1；所述第六条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S在80m~100m的范围内。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、防追尾警示灯采用了汽车已有的倒车雷达接收超声波，不需要额外设置超声波接收器，降低成本。报警尾灯加装在后灯箱中，报警尾灯点亮时，用于提醒后车的驾驶员两车已处于不安全的状态，使得后车驾驶员能够调整车速，与前车保持一定的安全距离。超声波发射器安装在汽车的后保险杆上靠近汽车倒车雷达的位置，测得的与后车的距离更准确。该防追尾警示灯的硬件结构能够与汽车结合，解决现有技术缺乏能够应用在汽车上，并在两车距离小于安全距离时进行报警的防追尾产品的缺陷。

2、防追尾警示灯采用NPN型三极管驱动报警尾灯，增强电路的驱动能力。采用供电电源为12伏的报警尾灯，光照强度更强，方便驾驶员更直观地观察，更加方便防追尾警示灯的使用。

3、防追尾警示灯电源转换电路能够将汽车电源转换成稳定的12伏电源和5伏电源，方便报警尾灯和单片机的供电要求。

4、防追尾警示灯处理方法根据当前汽车车速，汽车与后车的车速差以及两车的距离差进行综合判断，并控制报警尾灯仪不同的频率进行闪烁，情况越危险，报警尾灯闪烁的频率越高。这样，更加方便后车的驾驶员直观地了解到与前车距离的危险程度，并相应地控制车速，降低汽车追尾的可能性。

附图说明

图1为防追尾警示灯的结构框图。

图2为处理芯片的外接电路图。

图3为电源转换电路的电路图。

图4为报警尾灯的外接电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1~4所示，防追尾警示灯，包括处理模块以及超声波发射器；处理模块中包含有处理芯片U7；超声波发射器安装在汽车的后保险杆上靠近汽车倒车雷达P2的位置，汽车倒车雷达P2的信号线连接至处理芯片U7的输入端SCL2、SDA2，处理芯片U7的输出端还连接有报警尾灯D11，报警尾灯D11安装在汽车后灯箱内；超声波发射器用于发射超声波后，触发处理芯片进行计时；汽车倒车雷达用于接收到超声波的回波后，触发处理芯片停止计时；处理芯片用于根据计时的时间算出汽车与后车的距离，并判断该距离是否在预设的安全距离内，如果是，点亮报警尾灯。

具体实施时，汽车倒车雷达P2的的电源端连接至5伏电源5V，接地端接地GND。处理芯片U7的电源端+5V连接至5伏电源5V，处理芯片U7的接地端AGND接地。防追尾警示灯采用了汽车已有的倒车雷达接收超声波，不需要额外设置超声波接收器，降低成本。报警尾灯加装在后灯箱中，报警尾灯点亮时，用于提醒后车的驾驶员两车已处于不安全的状态，使得后车驾驶员能够调整车速，与前车保持一定的安全距离。超声波发射器安装在汽车的后保险杆上靠近汽车倒车雷达的位置，测得的与后车的距离更准确。该防追尾警示灯的硬件结构能够与汽车结合，解决现有技术缺乏能够应用在汽车上，并在两车距离小于安全距离时进行报警的防追尾产品的缺陷。

所述处理芯片U7的输出端Vin2通过串联限流电阻R34与NPN型三极管Q9的基极连接，NPN型三极管Q9的发射级接地GND，NPN型三极管Q9的集电极与报警尾灯D11连接，并通过串联一上拉电阻R31连接至12伏电源12V。

其中，图中Control A用来表示同一个连接点，即图4中限流电阻R34的一端Control A与图2中处理芯片U7的输出端Vin2连接。限流电阻R34用于限制流进NPN型三极管基极的电流，防止电流过大烧坏三极管。

所述处理模块中还包括电源转换电路，电源转换电路的输入端连接至汽车电源P1；还包括瞬态电压抑制二级管D4和第一电容C1，瞬态电压抑制二级管D4和第一电容C1并联形成并联支路；电源转换电路的输入信号与该并联支路并联后连接至12伏稳压器U1的输入端，12伏稳压器U1的输出端通过并联第二电容C2连接至5伏稳压器U2的输入端，5伏稳压器U2的输出端并联第三电容C3后，作为电源转换电路的输出端。

瞬态电压抑制二级管（即TVS二极管）作用是过压保护，当电压过高时，TVS二极管会短路，从而保护后级电路不被损坏。由于报警尾灯采用12伏电压进行供电，处理芯片采用5伏电压进行供电，因此需要设计一电源转换电路，瞬态电压抑制二级管D4和第一电容C1用于对汽车电源P1的输出信号进行整流，第二电容C2和第三电容C3起到滤波作用。通过12伏稳压器U1和5伏稳压器U2可获得稳定的12V电压和5V电压。

所述并联支路还包括保险管F1，保险管F1串联在瞬态电压抑制二级管D4和第一电容C1的同一个并联节点之间。这样，当经瞬态电压抑制二级管D4整流后的电流超过保险管的最大承受电流时，保险管断开，保护后面的电路不被烧坏。

所述处理芯片U7的型号为STC12CA60S2。该型号的处理芯片具有宽电压，不怕电源抖动；宽温度范围：-40℃~85℃；加密性强，很难解密或破解，解密费用很高；抗干扰能力强等优点。

所述12伏稳压器U1的型号为LM7812，5伏稳压器U2的型号为L7805。

本实施例还提供上述防追尾警示灯处理方法，包括以下步骤：

1）超声波发射器发射超声波后；触发处理芯片开启定时器进行计时；

2）当汽车倒车雷达接收到超声波回波后，触发处理芯片停止定时器计时；处理芯片利用下式计算得出汽车与后车的距离S：

S=V*T/2，其中，V为超声波在空气中的传播速度，T为定时器计时的时间；

3）处理芯片判断汽车与后车的距离S是否小于预设的安全距离，如果是，控制报警尾灯点亮，返回步骤1。

在计算汽车与后车的距离S时，超声波在空气中的传播速度V取340m/s（即1224km/h），汽车的时速差可忽略不计。上述方法仅提供了根据两车距离S来控制报警的方法，参数较为单一。为此本实施例还提供了一个优化方案，所述步骤3具体为：

3a）处理芯片存储当前汽车与后车的距离S；处理芯片获取当前汽车的车速V1；处理芯片获取存储空间中汽车上次与后车的距离S1，根据下式计算得出汽车的距离差S2：S2=S-S1；

3b）处理芯片判断当前汽车是否满足第一条件，如果是，执行步骤1，否则执行步骤3c；所述第一条件为当前汽车的车速V1小于30km/h；

3c）处理芯片判断当前汽车是否满足第二条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以1Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3d；所述第二条件为车速V1在30km/h~50km/h的范围内，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S小于100m；

3d）处理芯片判断当前汽车是否满足第三条件，如果是，执行步骤1，否则执行步骤3e；所述第三条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S大于100m；

3e）处理芯片判断当前汽车是否满足第四条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以5Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3f；所述第四条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S小于50m；

3f）处理芯片判断当前汽车是否满足第五条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以3Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3g；所述第五条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S在50m~80m的范围内；

3g）处理芯片判断当前汽车是否满足第六条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以2Hz的频率进行闪烁，执行步骤1；所述第六条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S在80m~100m的范围内。

该方法是根据常规的限速60 km/h的情况进行限定的。距离差S2大于0说明当前两车的距离比之前两车的距离远，相对于后车车速，前车的车速比后车的车速快。图2中P3即为汽车仪表盘，处理芯片从汽车仪表盘P3处获取当前汽车的车速V1，汽车仪表盘P3的信号线与处理芯片的RXD1口进行通信，将车速V1传递给处理芯片。

汽车行驶时，速度越大，两车距离越小，两车距离的危险程度越高。根据人的生理习惯，当人眼观察到灯以频率越高的方式闪烁时，人的大脑将进入紧张状态。因此，本实施例的处理方法，利用这一点，在两车距离的安全情况越危险时，控制报警尾灯闪烁的频率越高，能更好地引起后车驾驶员的注意。该防追尾警示灯处理方法根据当前汽车车速，汽车与后车的车速差以及两车的距离差进行综合判断，并控制报警尾灯仪不同的频率进行闪烁，情况越危险，报警尾灯闪烁的频率越高。这样，更加方便后车的驾驶员直观地了解到与前车距离的危险程度，并相应地控制车速，降低汽车追尾的可能性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.防追尾警示灯，包括处理模块以及超声波发射器；处理模块中包含有处理芯片（U7）；其特征在于，超声波发射器安装在汽车的后保险杆上靠近汽车倒车雷达的位置，汽车倒车雷达的信号线连接至处理芯片（U7）的输入端，处理芯片（U7）的输出端还连接有报警尾灯，报警尾灯安装在汽车后灯箱内；超声波发射器用于发射超声波后，触发处理芯片进行计时；汽车倒车雷达用于接收到超声波的回波后，触发处理芯片停止计时；处理芯片用于根据计时的时间算出汽车与后车的距离，并判断该距离是否在预设的安全距离内，如果是，点亮报警尾灯。

2.如权利要求1所述的防追尾警示灯，其特征在于，所述处理芯片（U7）的输出端通过串联限流电阻与NPN型三极管的基极连接，NPN型三极管的发射级接地，NPN型三极管的集电极与报警尾灯连接，并通过串联一上拉电阻连接至12伏电源。

3.如权利要求2所述的防追尾警示灯，其特征在于，所述处理模块中还包括电源转换电路，电源转换电路的输入端连接至汽车电源；还包括瞬态电压抑制二级管（D4）和第一电容（C1），瞬态电压抑制二级管（D4）和第一电容（C1）并联形成并联支路；电源转换电路的输入信号与该并联支路并联后连接至12伏稳压器（U1）的输入端，12伏稳压器（U1）的输出端通过并联第二电容（C2）连接至5伏稳压器（U2）的输入端，5伏稳压器（U2）的输出端并联第三电容（C3）后，作为电源转换电路的输出端。

4.如权利要求3所述的防追尾警示灯，其特征在于，所述并联支路还包括保险管（F1），保险管（F1）串联在瞬态电压抑制二级管（D4）和第一电容（C1）的同一个并联节点之间。

5.如权利要求1所述的防追尾警示灯，其特征在于，所述处理芯片（U7）的型号为STC12CA60S2。

6.如权利要求1所述的防追尾警示灯，其特征在于，所述12伏稳压器（U1）的型号为LM7812，5伏稳压器（U2）的型号为L7805。

7.如权利要求1~6在任一权利要求所述的防追尾警示灯处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）超声波发射器发射超声波后；触发处理芯片开启定时器进行计时；

2）当汽车倒车雷达接收到超声波回波后，触发处理芯片停止定时器计时；处理芯片利用下式计算得出汽车与后车的距离S：

S=V*T/2，其中，V为超声波在空气中的传播速度，T为定时器计时的时间；

3）处理芯片判断汽车与后车的距离S是否小于预设的安全距离，如果是，控制报警尾灯点亮，返回步骤1。

8.如权利要求7所述的防追尾警示灯处理方法，其特征在于：所述步骤3具体为：

3a）处理芯片存储当前汽车与后车的距离S；处理芯片获取当前汽车的车速V1；处理芯片获取存储空间中汽车上次与后车的距离S1，根据下式计算得出汽车的距离差S2：S2=S-S1；

3b）处理芯片判断当前汽车是否满足第一条件，如果是，执行步骤1，否则执行步骤3c；所述第一条件为当前汽车的车速V1小于30km/h；

3c）处理芯片判断当前汽车是否满足第二条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以1Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3d；所述第二条件为车速V1在30km/h~50km/h的范围内，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S小于100m；

3d）处理芯片判断当前汽车是否满足第三条件，如果是，执行步骤1，否则执行步骤3e；所述第三条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S大于100m；

3e）处理芯片判断当前汽车是否满足第四条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以5Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3f；所述第四条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S小于50m；

3f）处理芯片判断当前汽车是否满足第五条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以3Hz的频率进行闪烁，执行步骤1，否则执行步骤3g；所述第五条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S在50m~80m的范围内；

3g）处理芯片判断当前汽车是否满足第六条件，如果是，处理芯片控制报警尾灯以2Hz的频率进行闪烁，执行步骤1；所述第六条件为车速V1大于50km/h，且距离差S2大于0，同时当前汽车与后车的距离S在80m~100m的范围内。