CN105292062A - 一种低功耗无线车载雨量检测控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，包括1个光线雨量采集盒和1个灯光雨刷控制板，光线雨量采集盒通过光线雨量采集模块检测当前环境光以及雨量的大小情况，采集控制模块根据监测的数据自动判断车外的光环境和雨量情况进而决定是否要需要驱动第一无线模块发送相应的控制指令至灯光雨刷控制板；灯光雨刷控制板通过第二无线模块接收控制指令处理生产相应的驱动指令控制汽车雨刷电机的档位动作和汽车灯光的开关。本发明通过光学元件来检测玻璃上水汽物质和监测车外光照强度，原理简单易于实施，采用蓝牙4.0模块，利于数据超长距离的转发，且不影响汽车线路的布线连接。本发明能有效的提高汽车驾驶的智能化、人性化及驾车的舒适安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车载无线自动控制装置技术领域，尤其涉及一种低功耗无线车载雨量检测控制装置。
背景技术
雨量/阳光传感器系统一开始是作为一个舒适功能出现的，因安装了此系统的汽车，司机可以不用手动去控制雨刷或者大灯，所以此系统逐渐被认为是一个安全系统。雨刷灯光自动控制使得驾驶员的视觉保持最大更能专注于路面状况，从而提高了驾车的安全性和舒适性。
鉴于现有的雨量/阳光传感器技术主要是通过LIN总线连接BCM控制器，来达到自动控制雨刷动作档位频率及大灯的开启或关闭，但安装前提需要针对特定车型预留布线否则需要重新对车体进行改装布线才能安装，这样无疑增加了装置的安装调试时间，还有可能降低了车体本身的安全性能及车主安装意愿，这是一种亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无须车身重新布线，使用安装简单并且安全性能很高且可以实现智能控制雨刷及大灯的低功耗无线车载雨量检测控制装置。
本发明采用的技术方案是：
一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其包括1个光线雨量采集盒和1个灯光雨刷控制板；所述光线雨量采集盒安装在车前挡风玻璃上，光线雨量采集盒包括光线雨量采集模块、采集控制模块、第一无线模块和电源管理模块；所述电源管理模块为光线雨量采集盒提供电源，所述光线雨量采集模块包括雨量采集模块、环境光接收二极管和雨量传感器接口芯片，所述雨量采集模块和环境光接收二极管分别与雨量传感器接口芯片电连接，所述雨量传感器接口芯片连接采集控制模块，所述雨量采集模块发射指定频率的平行状态的红外光线至挡风玻璃，并接收经挡风玻璃反射的红外光线，所述环境光接收二极管监测车外环境光线的光照强度数据，雨量传感器接口芯片比较光线雨量采集模块接收的红外光线的总量和该光线雨量采集模块发射的红外光线的总量计算出雨量大小百分率比值；采集控制模块依照接收雨量大小百分率比值和环境光接收二极管接收到的环境光线的光照强度数据生成相应控制指令，并通过第一无线模块发送控制指令至灯光雨刷控制板，所述灯光雨刷控制板包括灯光雨刷驱动模块、驱动控制模块和第二无线模块，第二无线模块连接驱动控制模块，驱动控制模块接收采集控制模块发送的控制指令并输出驱动指令至灯光雨刷驱动模块，灯光雨刷驱动模块可驱动汽车灯光和雨刷。
所述雨量采集模块采用间隔定时唤醒的模式检测当前环境光线和雨量的情况。
所述雨量采集模块包括红外发射二极管、第一透镜、红外接收二极管和第二透镜；所述红外发射二极管和红外接收二极管分别与雨量传感器接口芯片电连接，所述红外发射二极管发射的指定频率的红外光线经第一透镜调整为平行状态后照射于挡风玻璃，所述第二透镜接收经挡风玻璃反射的指定频率的红外光线并再次调整为平行状态，所述红外接收二极管接收经第二透镜再次调整为平行状态的指定频率的红外光线。
所述红外发射二极管发射的红外光线的波长为800~1000nm。
所述采集控制模块结合快速滤波算法来滤除雨量传感器接口芯片所发送的雨量大小百分率比值和光照强度数据中无效数据保留有用数据，再基于有用数据根据设定的降雨量及光度阀值判断出小雨、中雨、大雨等不同的降雨模式和不同的环境光模式，进而判断是否需要向灯光雨刷控制板发送雨刷及灯光的控制指令。
所述采集控制模块和驱动控制模块均采用低功耗单片机。
所述电源管理模块包括太阳能板和内置蓄能电池，所述太阳能板与内置蓄能电池连接。
所述第一无线模块和第二无线模块均是蓝牙4.0模块。
本发明采用以上技术方案，光线雨量采集盒通过光线雨量采集模块检测当前环境光以及雨量的大小情况，采集控制模块根据监测的数据自动判断车外的光环境和雨量情况进而决定是否要需要驱动第一无线模块发送相应的控制指令至灯光雨刷控制板；灯光雨刷控制板通过第二无线模块接收控制指令处理生产相应的驱动指令控制汽车雨刷电机的档位动作和汽车灯光的开关。本发明通过光学元件来检测玻璃上水汽物质和监测车外光照强度，原理简单易于实施，采用蓝牙4.0模块，有利于数据超长距离的转发，并且不影响汽车线路的布线连接。本发明能有效的提高汽车驾驶的智能化、人性化及驾车的舒适安全性。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种低功耗无线车载雨量检测控制装置的系统框图；
图2为本发明一种低功耗无线车载雨量检测控制装置的工作原理示意图。
具体实施方式
如图1或图2所示，本发明包括1个光线雨量采集盒和1个灯光雨刷控制板；光线雨量采集盒安装在车前挡风玻璃上，通过其自带的光学元件来检测玻璃上水汽物质。光线雨量采集盒包括光线雨量采集模块、采集控制模块、第一无线模块和电源管理模块；所述电源管理模块为光线雨量采集盒提供电源，所述光线雨量采集模块包括雨量采集模块、环境光接收二极管和雨量传感器接口芯片，所述雨量采集模块和环境光接收二极管分别与雨量传感器接口芯片电连接，本实施例中所述雨量传感器接口芯片为MLX75308芯片，所述雨量传感器接口芯片连接采集控制模块，所述雨量采集模块发射指定频率的平行状态的红外光线至挡风玻璃，并接收经挡风玻璃反射的红外光线，所述环境光接收二极管监测车外环境光线的光照强度，雨量传感器接口芯片比较光线雨量采集模块接收的红外光线的总量和该光线雨量采集模块发射的红外光线的总量计算出雨量大小百分率比值；采集控制模块依照接收雨量大小百分率比值和环境光接收二极管接收到的环境光线的光强数据生成相应控制指令，并通过第一无线模块发送控制指令至灯光雨刷控制板，所述灯光雨刷控制板包括灯光雨刷驱动模块、驱动控制模块和第二无线模块，第二无线模块连接驱动控制模块，驱动控制模块接收采集控制模块发送的控制指令并输出驱动指令至灯光雨刷驱动模块，灯光雨刷驱动模块可驱动汽车灯光和雨刷。灯光雨刷驱动模块主要由继电器和驱动电路对汽车灯光和雨刷进行控制，灯光雨刷驱动模块直接连接汽车的灯光和雨刷，不需要对汽车线路进行复杂的变更。
所述雨量采集模块采用间隔定时唤醒的模式检测当前环境光线和雨量的情况。
所述雨量采集模块包括红外发射二极管、第一透镜、红外接收二极管和第二透镜；所述红外发射二极管和红外接收二极管分别与雨量传感器接口芯片电连接，所述红外发射二极管发射的指定频率的红外光线经第一透镜调整为平行状态后照射于挡风玻璃，所述第二透镜接收经挡风玻璃反射的指定频率的红外光线并再次调整为平行状态，所述红外接收二极管接收经第二透镜再次调整为平行状态的指定频率的红外光线。
所述红外发射二极管发射的红外光线的波长为800~1000nm。
所述采集控制模块结合快速滤波算法来滤除雨量传感器接口芯片所发送的雨量大小百分率比值和光照强度数据中无效数据保留有用数据，再基于有用数据根据设定的降雨量及光度阀值判断出小雨、中雨、大雨等不同的降雨模式和不同的环境光模式，进而判断是否需要向灯光雨刷控制板发送雨刷及灯光的控制指令。
所述电源管理模块包括太阳能板和内置蓄能电池，所述太阳能板与内置蓄能电池连接。通过太阳能板及内置电池自循环系统来进行供电，方便用户根据需要自行对采集点的变更。
所述采集控制模块和驱动控制模块均采用低功耗单片机，具体到本实施例中，所述采集控制模块和驱动控制模块均采用是低功耗SMT8处理器。
所述第一无线模块和第二无线模块均是蓝牙4.0模块。采用蓝牙4.0模块，有利于数据超长距离的转发，解决需要重新对汽车进行布线的问题。
本发明的工作原理如下：
如图2所示，光线雨量采集盒中，光线雨量采集模块进行雨量采集的原理为通过内部的红外发射二极管发出特种频率的红外光线，经过第一透镜调整成平行光状态照射到挡风玻璃上。当玻璃干燥时，红外光线将发生全反射，并经过第二透镜再次调整成平行光状态被红外接收二极管所接收，雨量传感器接口芯片得到的雨量大小百分率比值为其输出的最大值100%。当玻璃上有雨水、雨滴由于折射率改变，红外光线将不能发生全反射，而是视水滴面积大小发生部分反射，此时红外接收二极管只收到部分反射光信号，此时，雨量传感器接口芯片得到的雨量大小百分率比值小于其输出的最大值。而光线雨量采集模块的环境光接收二极管监测车外的环境光照强度数据。进而以低功耗STM8处理器为控制核心的采集控制模块经过SPI通信读取MLX75308雨量传感器接口芯片的雨量大小百分率比值及环境光照强度数据，并结合快速滤波算法来滤除无效数据并提供有用数据，再根据设定的降雨量及光度阀值来判断出小雨、中雨、大雨等不同的降雨模式和不同的环境光模式，再判断是否需要向灯光雨刷控制板发送雨刷及灯光控制请求信号。如果需要进行控制，采集控制模块根据降雨模式和环境光模式去选择对应的雨刷档位和灯光控制功能码生成控制指令，最后驱动第一无线模块将控制指令发送给灯光雨刷控制板请求控制雨刷和灯光。光线雨量采集模块来采用间隔定时唤醒的模式进行检测当前环境光线和雨量的情况，在这种工作方式下，大大减低整个控制装置的使用功耗。
灯光雨刷控制板通过第二无线模块接收到控制指令，以低功耗STM8处理器为控制核心的驱动控制模块对控制指令进行数据解码转换还原成对应的雨刷档位和灯光控制功能码，进而生成驱动指令，所述雨刷电机根据雨刷档位功能码从预设的间歇档、低速连续档及高速连续档中选择雨刷档位，汽车灯光根据灯光控制功能码控制车灯的开启或关闭。
以上实例方案主要是解决车身安装雨量/阳光传感器的布线难题，并实现雨刷、大灯的自动控制，从而增加了驾驶行车的舒适度并减少了车身安全隐患。
但需要说明的是，以上方案实施中所提到的具体技术特征，在不相矛盾的情况下，可通过任何形式的组合，只要不违背本发明的思想技术方案，都应其视为本发明所属内容。
Claims (8)
1.一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：其包括1个光线雨量采集盒和1个灯光雨刷控制板；所述光线雨量采集盒安装在车前挡风玻璃上，光线雨量采集盒包括光线雨量采集模块、采集控制模块、第一无线模块和电源管理模块；所述电源管理模块为光线雨量采集盒提供电源，所述光线雨量采集模块包括雨量采集模块、环境光接收二极管和雨量传感器接口芯片，所述雨量采集模块和环境光接收二极管分别与雨量传感器接口芯片电连接，所述雨量传感器接口芯片连接采集控制模块，所述雨量采集模块发射指定频率的平行状态的红外光线至挡风玻璃，并接收经挡风玻璃反射的红外光线，所述环境光接收二极管监测车外环境光线的光照强度数据，雨量传感器接口芯片比较光线雨量采集模块接收的红外光线的总量和该光线雨量采集模块发射的红外光线的总量计算出雨量大小百分率比值；采集控制模块依照接收雨量大小百分率比值和环境光接收二极管接收到的环境光线的光照强度数据生成相应控制指令，并通过第一无线模块发送控制指令至灯光雨刷控制板，所述灯光雨刷控制板包括灯光雨刷驱动模块、驱动控制模块和第二无线模块，第二无线模块连接驱动控制模块，驱动控制模块接收采集控制模块发送的控制指令并输出驱动指令至灯光雨刷驱动模块，灯光雨刷驱动模块可驱动汽车灯光和雨刷。
2.根据权利要求1所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述雨量采集模块采用间隔定时唤醒的模式检测当前环境光线和雨量的情况。
3.根据权利要求1所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述雨量采集模块包括红外发射二极管、第一透镜、红外接收二极管和第二透镜；所述红外发射二极管和红外接收二极管分别与雨量传感器接口芯片电连接，所述红外发射二极管发射的指定频率的红外光线经第一透镜调整为平行状态后照射于挡风玻璃，所述第二透镜接收经挡风玻璃反射的指定频率的红外光线并再次调整为平行状态，所述红外接收二极管接收经第二透镜再次调整为平行状态的指定频率的红外光线。
4.根据权利要求3所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述红外发射二极管发射的红外光线的波长为800~1000nm。
5.根据权利要求1所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述采集控制模块结合快速滤波算法来滤除雨量传感器接口芯片所发送的雨量大小百分率比值和光照强度数据中无效数据保留有用数据，再基于有用数据根据设定的降雨量及光度阀值判断出小雨、中雨、大雨等不同的降雨模式和不同的环境光模式，进而判断是否需要向灯光雨刷控制板发送雨刷及灯光的控制指令。
6.根据权利要求1所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述采集控制模块和驱动控制模块均采用低功耗单片机。
7.根据权利要求1所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述电源管理模块包括太阳能板和内置蓄能电池，所述太阳能板与内置蓄能电池连接。
8.根据权利要求1所述一种低功耗无线车载雨量检测控制装置，其特征在于：所述第一无线模块和第二无线模块均是蓝牙4.0模块。
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