CN105835759A - 一种机动车防追尾警示系统 - Google Patents

一种机动车防追尾警示系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机动车防追尾警示系统，包括电源、刹车及加速状态检测器、运算放大器、主控芯片、LED驱动器和多个LED指示灯；刹车及加速状态检测器用于检测刹车信号和加速信号，并发送给运算放大器；运算放大器用于对刹车信号和加速信号进行放大，主控芯片用放大后的刹车信号和放大后的加速信号控制LED驱动器；多个LED指示灯组成刹车指示条和加速指示条，LED驱动器根据放大后的刹车信号和加速信号控制刹车指示条及加速指示条点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的刹车状态和加速状态。本发明能够实时展示刹车的行驶状态，从而提醒后车的驾驶员及时做出应对措施，避免或减少追尾及相关事故的发生。

Description

一种机动车防追尾警示系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种机动车防追尾警示系统。
背景技术
汽车追尾事故是一种常见的交通事故，在交通事故中所占的比例非常高，并且容易造成比较严重的车损，给车主带来损失。若是在早晚高峰时段发生追尾事故，还会严重影响交通秩序，造成交通拥堵。
导致追尾事故的原因主要是后车未保持足够的车距，刹车紧急制动造成后车躲闪不及，从而引发追尾事故。因此，保持安全车距是避免追尾事故最主要的方法，然而现有的汽车系统并没有针对汽车防追尾进行必要的防护措施，只能靠驾驶员的肉眼判断与刹车的距离，不仅误差大，而且反应慢，一旦驾驶员走神，依然很容易发生追尾事故。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机动车防追尾警示系统，使后车的驾驶员能够明确知道刹车的驾驶情况，从而及时做出反应，避免因人为判断不准确而导致的追尾事故。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
机动车防追尾警示系统，包括电源、刹车及加速状态检测器、运算放大器、主控芯片、LED驱动器和多个LED指示灯；
所述刹车及加速状态检测器用于检测刹车信号和加速信号，并将所述刹车信号和所述加速信号发送给所述运算放大器；
所述运算放大器用于对所述刹车信号和所述加速信号进行放大，并将放大后的刹车信号和放大后的加速信号发送给所述主控芯片；
所述主控芯片根据所述运算放大器输出值的大小控制所述LED驱动器，以点亮相应个数的LED指示灯；
多个所述LED指示灯组成刹车指示条和加速指示条，所述LED驱动器根据放大后的刹车信号控制所述刹车指示条中点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的刹车状态，所述LED驱动器根据放大后的加速信号控制所述加速指示条中点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的加速状态；
所述电源用于为所述刹车及加速状态检测器、所述运算放大器、所述主控芯片和所述LED驱动器提供适配的电压。
优选地，所述刹车及加速状态检测器包括车载电脑状态检测器、测距传感器、测压传感器、测速传感器和测轮毂转速传感器中的任意一种或多种。
优选地，当所述刹车及加速状态检测器为测距传感器时，所述测距传感器采用拉线传感器，当所述拉线传感器的拉线没有被拉出时，输出电压为0V，当所述拉线传感器的拉线被拉出后，输出电压根据所述拉线的长度进行变化。
优选地，所述拉线传感器为WXY30拉线传感器，其量程范围为0-400mm，其输出电压在0-5V之间进行变化。
优选地，所述运算放大器采用低压供电运算放大器，其供电电压为1.8-5.5V。
优选地，所述运算放大器为OPA2333运算放大器，预设供电电压为5V。
优选地，所述LED驱动器采用高调光比LED恒流驱动器PT4115。
优选地，所述电源包括第一供电模块和第二供电模块，所述第一供电模块为所述刹车及加速状态检测器和所述运算放大器提供适配电压，所述第二供电模块为所述主控芯片提供适配电压。
优选地，所述第一供电模块为LM2576HVT-5降压稳压模块，其输入电压为车上电源提供的12V电压，输出电压为5V，用于向所述刹车及加速状态检测器和所述运算放大器供电；所述第二供电模块为LM2576HVT-3.3降压稳压模块，能够将所述第一供电模块生成的5V直流电压转换成3.3V直流电压，为所述主控芯片供电，所述LED驱动器直接采用12V的车上电源供电。
优选地，所述机动车防追尾警示系统还包括语音提示装置，所述语音提示装置用于根据所述刹车指示条和/或所述加速指示条的亮灯情况生成语音提示信息。
本发明所提供的机动车防追尾警示系统能够实时展示刹车在行驶过程中，驾驶员对于机动车的操控状态，尤其是刹车状态和加速状态，从而提醒后车的驾驶员及时做出相应的应对措施，避免或减少追尾及相关事故的发生。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的机动车防追尾警示系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中刹车指示条和加速指示条的示意图；
图3是电源系统的电路示意图；
图4是基于WXY30拉线传感器和OPA2333运算放大器的电路示意图；
图5是基于C8051F020的主控芯片电路示意图；
图6是基于PT4115的LED驱动器的电路示意图。
图中：1、电源；11、第一供电模块；12、第二供电模块；2、刹车及加速状态检测器；3、运算放大器；4、主控芯片；5、LED驱动器；6、LED指示灯；61、刹车指示条；62、加速指示条。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种机动车防追尾警示系统，如图1所示，所述机动车防追尾警示系统包括电源1、刹车及加速状态检测器2、运算放大器3、主控芯片4、LED驱动器5和多个LED指示灯6。
其中，刹车及加速状态检测器2用于检测刹车信号和加速信号，并将所述刹车信号和所述加速信号发送给运算放大器3；
运算放大器3用于对所述刹车信号和所述加速信号进行放大，并将放大后的刹车信号和放大后的加速信号发送给主控芯片4；
主控芯片4根据运算放大器3输出值的大小控制LED驱动器5，以点亮相应个数的LED指示灯6；
如图2所示，多个LED指示灯组成刹车指示条61和加速指示条62，刹车指示条61和加速指示条62均包括多个LED指示灯，LED驱动器5根据放大后的刹车信号控制刹车指示条61中点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的刹车状态，并且，LED驱动器5根据放大后的加速信号控制加速指示条62中点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的加速状态；
电源1用于为刹车及加速状态检测器2、运算放大器3、主控芯片4和LED驱动器提供适配的电压。
汽车驾驶的关键是驾驶员对驾驶环境的预判，预判的越早，预判的信息越准确，就能更大限度的避免事故的发生。本发明所提供的机动车防追尾警示系统能够实时展示刹车在行驶过程中，驾驶员对于机动车的操控状态，尤其是刹车状态和加速状态，从而提醒后车的驾驶员及时做出相应的应对措施，避免或减少追尾及相关事故的发生。
这里刹车指示条61和加速指示条62可以采用不同颜色的LED指示灯以示区分。例如，采用红色LED指示灯组成刹车指示条61，不刹车时，所有红色LED指示灯均不亮；轻点刹车时，根据刹车程度，部分红色LED指示灯亮；急刹车时，红色LED指示灯亮满格。采用绿色(或蓝色)LED指示灯组成加速指示条62，不加油(加速)时，所有绿色(或蓝色)LED指示灯均不亮；轻加油(加速)时，根据加速程度，部分绿色(或蓝色)LED指示灯亮；加满油(全速)时，绿色(或蓝色)LED指示灯亮满格。
具体地，刹车及加速状态检测器2包括车载电脑状态检测器、测距传感器、测压传感器、测速传感器和测轮毂转速传感器中的任意一种或多种。或者，还可以采用其它形式的传感器，与上述传感器相配合，设置在汽车的不同位置，对刹车的行驶状态进行检测。
以测距传感器为例，当刹车及加速状态检测器2为测距传感器时，所述测距传感器采用拉线传感器，用于检测刹车距离。当所述拉线传感器的拉线没有被拉出时，输出电压为0V，当所述拉线传感器的拉线被拉出后，输出电压根据所述拉线的长度进行变化。
优选地，所述拉线传感器为WXY30拉线传感器，其量程范围为0-400mm，其输出电压在0-5V之间进行变化。
在本发明中，所述运算放大器采用低压供电运算放大器，其供电电压为1.8-5.5V。
优选地，所述运算放大器为OPA2333运算放大器，预设供电电压为5V。
优选地，所述LED驱动器采用高调光比LED恒流驱动器PT4115。
进一步地，如图1所示，电源1包括第一供电模块11和第二供电模块12，其中，第一供电模块11为刹车及加速状态检测器2和运算放大器3提供适配电压，第二供电模块12为主控芯片4提供适配电压。
优选地，第一供电模块11为LM2576HVT-5降压稳压模块，其输入电压为车上电源提供的12V电压，输出电压为5V，用于向刹车及加速状态检测器2和运算放大器3供电；第二供电模块12为LM2576HVT-3.3降压稳压模块，能够将第一供电模块11生成的5V直流电压转换成3.3V直流电压，其输入电压为5V，输出电压为3.3V，用于向主控芯片4供电，而LED驱动器5直接采用12V的车上电源供电。
进一步地，所述机动车防追尾警示系统还包括语音提示装置，所述语音提示装置用于根据刹车指示条61和/或加速指示条62的亮灯情况生成语音提示信息。或者，LED指示灯6还可以通过显示不同的形状来向后车驾驶员展示当前的行驶状态，通过声音与图形相结合的方式，使后车驾驶员能够更加及时准确的获取前车的刹车、加速等信息，从而避免交通事故发生。
下面通过一个具体的实施例对本发明进行详细的阐述。
以20个1W/0.5W高亮LED驱动方案为例，所述机动车防追尾警示系统包括基于LM2576HVT-5芯片的第一供电模块、基于LM2576HVT-3.3芯片的第二供电模块、基于WXY30拉线传感器的测距传感器、2个OPA2333运算放大器和基于C8051F020主控芯片控制PT4115的LED驱动器。
图3是电源系统的电路示意图，以LM2576HVT-5和LM2576HVT-3.3芯片为核心，结合多个滤波电容、电感、以及MBR360二极管等器件，将12V的输入直流电压转换成系统所需的5V和3.3V直流电压，用来给运算放大器电路和测距传感器及主控芯片电路供电。
图4是基于WXY30拉线传感器和OPA2333运算放大器的电路示意图。在本实施例中，测距传感器采用WXY30拉线传感器，量程范围为0-400mm，输出电压为0-5V。运算放大器采用低压供电运放OPA2333，供电电压1.8-5.5V，在本实施例中设计为5V。当拉线传感器的拉线没有被拉出时，传感器的输出电压为0V；当拉线传感器的拉线被拉出后，输出电压从0V到5V之间变化，并将这个信号经运算放大器处理后输出给主控芯片。
图5是基于C8051F020的主控芯片电路示意图，主控芯片采用C8051F020单片机，C8051F系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，拥有12位模数转换模块，和多个数字I/O口，用来控制多个LED驱动芯片PT4115。
图6是基于PT4115的LED驱动器的电路示意图，该电路以高调光比LED恒流驱动器PT4115为核心，结合多个滤波电容、电感、以及MBR360二极管、2EDGK插拔式接线端子等器件，用于驱动LED发光。
其中，通过LED的平均电流计算公式为：
I O U T = 0.1 V D I M 2.5 R s , 0.5 V ≤ V D I M ≤ 2.5 V ;
其中，VDIM为LED驱动器的输出电压，Rs为LED电阻。因此，通过每个LED的最大电流为330mA，略小于LED允许的最大电流值350mA。
当WXY30拉线传感器的拉线被拉出后，根据拉线的长度，输出电压信号给运算放大器，放大后的信号输入至主控芯片，主控芯片根据当前传感器输出的电压值控制相应的LED驱动器，从而控制相应个数的LED点亮，实现指示功能。
本发明所提供的机动车防追尾警示系统能够实时展示刹车在行驶过程中，驾驶员对于机动车的操控状态，尤其是刹车状态和加速状态，从而提醒后车的驾驶员及时做出相应的应对措施，避免或减少追尾及相关事故的发生。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机动车防追尾警示系统，其特征在于，包括电源、刹车及加速状态检测器、运算放大器、主控芯片、LED驱动器和多个LED指示灯；
所述刹车及加速状态检测器用于检测刹车信号和加速信号，并将所述刹车信号和所述加速信号发送给所述运算放大器；
所述运算放大器用于对所述刹车信号和所述加速信号进行放大，并将放大后的刹车信号和放大后的加速信号发送给所述主控芯片；
所述主控芯片根据所述运算放大器输出值的大小控制所述LED驱动器，以点亮相应个数的LED指示灯；
多个所述LED指示灯组成刹车指示条和加速指示条，所述LED驱动器根据放大后的刹车信号控制所述刹车指示条中点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的刹车状态，所述LED驱动器根据放大后的加速信号控制所述加速指示条中点亮相应个数的LED指示灯，以指示当前的加速状态；
所述电源用于为所述刹车及加速状态检测器、所述运算放大器、所述主控芯片和所述LED驱动器提供适配的电压。
2.根据权利要求1所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述刹车及加速状态检测器包括车载电脑状态检测器、测距传感器、测压传感器、测速传感器和测轮毂转速传感器中的任意一种或多种。
3.根据权利要求2所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，当所述刹车及加速状态检测器为测距传感器时，所述测距传感器采用拉线传感器，当所述拉线传感器的拉线没有被拉出时，输出电压为0V，当所述拉线传感器的拉线被拉出后，输出电压根据所述拉线的长度进行变化。
4.根据权利要求3所述的机动车防追尾警示系统统，其特征在于，所述拉线传感器为WXY30拉线传感器，其量程范围为0-400mm，其输出电压在0-5V之间进行变化。
5.根据权利要求1所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述运算放大器采用低压供电运算放大器，其供电电压为1.8-5.5V。
6.根据权利要求5所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述运算放大器为OPA2333运算放大器，预设供电电压为5V。
7.根据权利要求1所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述LED驱动器采用高调光比LED恒流驱动器PT4115。
8.根据权利要求1所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述电源包括第一供电模块和第二供电模块，所述第一供电模块为所述刹车及加速状态检测器和所述运算放大器提供适配电压，所述第二供电模块为所述主控芯片提供适配电压。
9.根据权利要求8所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述第一供电模块为LM2576HVT-5降压稳压模块，其输入电压为车上电源提供的12V电压，输出电压为5V，用于向所述刹车及加速状态检测器和所述运算放大器供电；所述第二供电模块为LM2576HVT-3.3降压稳压模块，能够将所述第一供电模块生成的5V直流电压转换成3.3V直流电压，为所述主控芯片供电，所述LED驱动器直接采用12V的车上电源供电。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的机动车防追尾警示系统，其特征在于，所述机动车防追尾警示系统还包括语音提示装置，所述语音提示装置用于根据所述刹车指示条和/或所述加速指示条的亮灯情况生成语音提示信息。
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