CN106404119A - 汽车涉水深度检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车涉水深度检测系统，其包括主控模块，与所述主控模块信号连接并分析涉水的浑浊度、环境亮度并将分析结果发送至所述主控模块的数据校准模块。LED光发送模块，接收并检测由所述LED光发送模块发出的光信号强度的光接收模块。与所述LED光发送模块、所述光接收模块连接的数模及模数转换模块，所述数模及模数转换模块还与所述主控模块连接。上述的汽车涉水深度检测系统光发送模块接收并检测由所述LED光发送模块发出的光信号强度，并通过数模及模数转换模块将接收的由LED光发送模块发出的光信号进行转化并发送到主控模块。直接利用白光通信分析光强度来检测涉水的深度，精度高速度快。本发明还提供一种汽车涉水深度检测方法。

Description

汽车涉水深度检测系统及方法
技术领域
本发明汽车涉水检测领域，尤其涉及一种可以检测涉水深度的汽车涉水深度检测系统及方法。
背景技术
随着社会经济和城市建设的发展，汽车的拥有量越来越多。然而城市排水系统的设置不合理，所以在汽车的使用过程中，总难免会遇到涉水的情况。尤其当汽车涉水过深时，排气管会进水，导致汽车熄火且不能启动，造成生命和财产的损失。而现有汽车涉水检测技术普遍不成熟，表现为精度低、速度慢、成本高、不稳定、维护困难等。
发明内容
有鉴于此，有必要提出一种精度高、检测速度快的汽车的涉水深度的汽车涉水深度检测系统及方法。
本技术方案的汽车涉水深度检测系统包括包括本体以及安装在所述本体上的主控模块；数据校准模块，与所述主控模块信号连接，分析涉水的浑浊度、环境亮度并将分析结果发送至所述主控模块；LED光发送模块；光接收模块，接收并检测由所述LED光发送模块发出的光信号强度；数模及模数转换模块，与所述LED光发送模块、所述光接收模块连接，所述数模及模数转换模块还与所述主控模块连接。
优选的，还包括与所述主控模块连接、并接收由所述主控模块发出的数据信息的显示模块，所述显示模块实时显示汽车涉水深度。
优选的，还包括与所述主控模块连接、并接收由所述主控模块发出警报信号的报警模块，汽车涉水深度超过警戒深度时所述报警模块发出警报。
优选的，所述主控模块包括FPGA芯片。
优选的，所述LED光发送模块包括多个安装在所述汽车前端的光亮度可调的高功率的LED。
优选的，还包括与所述主控模块电性连接的电源模块，所述电源模块包括车载电源、以及与所述车载电源连接的变压器，所述车载电源通过变压器后提供适用于所述主控模块的稳压电源。
本技术方案还提供一种汽车涉水深度的检测方法，其包括步骤:
读取浑浊度读数，判断环境亮度；
对LED光信号进行调制与解调，并记录LED的电流；
控制LED亮度，并控制每盏LED依次点亮的调制时间；
光强分析程序，每隔一设定时间读取一次光强分析程序的数据，并结合所述LED的电流，计算出汽车实时涉水深度。
优选的，所述环境亮度通过读取LED全部关闭状态下探测到的数据来判断。
优选的，依次获取每个LED的电流数据，通过分析所述电流的大小得到每一盏LED在调制时期的汽车涉水深度，存储N个涉水深度数据，并将这N个数据求平均，得出某一时刻汽车涉水的确切深度，其中，N＝LED个数。
优选的，对光信号的调制解调采用FSK调制方式，采用高速循环冗余校验并行算法。
相对于现有技术，上述的汽车涉水深度检测系统光发送模块接收并检测由所述LED光发送模块发出的光信号强度，并通过数模及模数转换模块将接收的由LED光发送模块发出的光信号进行转化并发送到主控模块。直接利用白光通信分析光强度来检测涉水的深度，精度高速度快。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的汽车涉水深度检测系统的电路结构图；
图2为本发明实施例提供的汽车涉水深度检测方法的步骤流程图；
图3为本发明另一实施例提供的汽车涉水深度检测方法的流程图；
图4为本发明再一实施例提供的汽车涉水深度检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1，本实施例中的汽车涉水深度检测系统包括本体，本体在图示中未示。电源模块160、主控模块110、数据校准模块120、LED光发送模块140、光接收模块150、数模及模数转换模块130、显示模块、警报模块。
电源模块160分别与主控模块110、数据校准模块120、显示模块、警报模块电性连接。电源模块160包括车载电源、手控开关、以及变压器，当检测到汽车涉水时，打开手控开关，车载电源通过变压器后提供适用于主控电源的稳压电源。主控模块110与数据校准模块120、LED光发送模块140、显示模块以及警报模块连接，用于发送、接收、处理各个模块的数据。主控模块110的芯片可以采用FPGA芯片。
数据校准模块120与所述主控模块110信号连接。数据校准模块120内设有浑浊度测试仪，用于检测涉水的浑浊度。数据校准模块120分析涉水的浑浊度、环境亮度并将分析结果发送至所述主控模块110。环境亮度可以通过读取LED光发送模块140LED全部关闭状态下光接收模块150探测到的数据来判断。
LED光发送模块140由至少一个高功率LED组成，经主控模块110调制以特定的频率和功率发光，并且光亮度可调。LED光发送模块140发出的可见光既可作为光信号被光接收模块150接收，同时也作为示宽灯。
光发送模块接收并检测由所述LED光发送模块140发出的光信号强度，并通过数模及模数转换模块130将接收由LED光发送模块140发出的光信号进行转化并发送到主控模块110。
在本实施例中，与主控模块110信号连接的还有显示模块、报警模块。显示模块和报警模块均与主控模块110连接并由主控模块110控制。显示模块接收由所述主控模块发出的数据信息，从而实时显示汽车涉水深度。报警模块接收由所述主控模块发出警报信号，汽车涉水深度超过警戒深度时所述报警模块发出警报。
显示模块实时显示汽车涉水深度。显示模块可以利用现有的汽车显示屏进行显示，也可以另外设置显示屏幕。报警模块在汽车涉水深度超过一定深度时发出警报。报警模块可以直接安装并设在汽车上音响，即报警模块与车内音响共用。在汽车的示宽灯区直接安装LED光发送模块140，在距离LED光发送模块140正上方约15cm处安装光接收模块150。
上述的汽车涉水深度检测系统光发送模块接收并检测由所述LED光发送模块发出的光信号强度，并通过数模及模数转换模块将接收的由LED光发送模块发出的光信号进行转化并发送到主控模块。直接利用白光通信分析光强度来检测涉水的深度，精度高速度快。
请参阅图2，以下为本实施例的所述的汽车涉水深度检测方法，包括以下步骤:
S200、读取浑浊度读数，判断环境亮度，进行校准；
S300、对LED光信号进行调制与解调，并记录LED的电流；
S400、控制LED亮度，并控制每盏LED依次点亮的调制时间；
S500、光强分析程序，每隔一设定时间读取一次光强分析程序的数据，并结合所述LED的电流，计算出汽车实时涉水深度。
请参阅图3，本实施例所述的汽车涉水深度的检测方法，具体如下。
主控模块上电后，执行以下步骤流程：
校准。校准模块读取浑浊度测试仪读数，判断环境亮度。环境亮度通过读取LED全部关闭状态下光接收模块探测到的数据来判断。
信号调制与解调。对光信号采用抗干扰与抗衰减能力较强的FSK调制方式，并采用高速CRC(循环冗余校验)并行算法。先控制光强在一个较低的范围，然后对接收到的光信息进行检错，如果误码率超过一定数值，则增大光强，直到检测的误码率达到规定范围，记录下此时LED的电流。之后，维持误码率在规定的数值，如果误码率超过规定数值，则增加光强，如果误码率低于规定数值，则降低光强。
LED驱动。通过数模及模数转换模块控制LED亮度，并控制每盏LED依次点亮(调制)时主控模块间。
光强数据接收。光接收器将接收的光强度信息通过串口通信被FPGA接收并存储。
光强分析。主控模块每0.5秒读取一次光强分析程序的数据，并结合LED的电流，计算出汽车实时涉水深度。
显示驱动。得出某一时刻汽车涉水的确切深度后，显示器同步刷新数据。当涉水超过一定深度时，显示屏显示危险信号符“！”，同时车载音响发出警报声。0.5秒完成一次刷新，即程序完成一次循环后，程序跳转到校准程序，再次循环。
请参阅图4，另一实施例中还提供汽车涉水深度的另一检测方法，具体如下。
主控模块通电后，执行以下流程步骤：
校准。读取浑浊度测试仪读数，判断环境亮度。环境亮度通过读取LED全部关闭状态下光接收模块探测到的数据来判断。
信号调制与解调。对光信号采用抗干扰与抗衰减能力较强的FSK调制方式，并采用高速CRC(循环冗余校验)并行算法。先控制光强在一个较低的范围，然后对接收到的光信息进行检错，如果误码率超过一定数值，则增大光强，直到检测的误码率达到规定范围，记录下此时LED的电流。之后，切换另一个LED，然后重复此程序。
LED驱动。主控模块通过数模及模数转换模块控制LED亮度，并控制每盏LED依次点亮(调制)时间。
光强数据接收。光接收模块将接收的光强度信息通过串口通信被主控模块接收并存储。
光强分析。依次获取每个LED的电流数据，通过分析电流的大小以及结合校准程序得出的数据，得到每一盏LED在调制时期的汽车涉水深度。存储N个(N＝LED个数)涉水深度数据，并将这N个数据求平均，得出某一时刻汽车涉水的确切深度。
显示驱动。得出某一时刻汽车涉水的确切深度后，显示器同步刷新数据。当涉水超过一定深度时，显示屏显示危险信号符“！”，同时报警模块发出警报声。完成一次刷新，即程序完成一次循环后，程序跳转到校准程序，再次循环。
以上汽车涉水深度的检测方法在光强分析程序中采用求平均的思想，大大提高了涉水探测精度。同时信号调制与解调程序采用抗干扰与抗衰减能力较强的FSK调制方式，并采用高速(循环冗余校验)并行算法，大大提高了检测速度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车涉水深度检测系统，其特征在于，包括本体以及安装在所述本体上的主控模块；
数据校准模块，与所述主控模块信号连接，分析涉水的浑浊度、环境亮度并将分析结果发送至所述主控模块；
LED光发送模块；
光接收模块，接收并检测由所述LED光发送模块发出的光信号强度；
数模及模数转换模块，与所述LED光发送模块、所述光接收模块连接，所述数模及模数转换模块还与所述主控模块连接。
2.如权利要求1所述的汽车涉水深度检测系统，其特征在于，还包括与所述主控模块连接、并接收由所述主控模块发出的数据信息的显示模块，所述显示模块实时显示汽车涉水深度。
3.如权利要求1或2所述的汽车涉水深度检测系统，其特征在于，还包括与所述主控模块连接、并接收由所述主控模块发出警报信号的报警模块，汽车涉水深度超过警戒深度时所述报警模块发出警报。
4.如权利要求1所述的汽车涉水深度检测系统，其特征在于，所述主控模块包括FPGA芯片。
5.如权利要求1所述的汽车涉水深度检测系统，其特征在于，所述LED光发送模块包括多个安装在所述汽车前端的光亮度可调的高功率的LED。
6.如权利要求1所述的汽车涉水深度检测系统，其特征在于，还包括与所述主控模块电性连接的电源模块，所述电源模块包括车载电源、以及与所述车载电源连接的变压器，所述车载电源通过变压器后提供适用于所述主控模块的稳压电源。
7.一种汽车涉水深度的检测方法，其特征在于，包括步骤:
读取浑浊度读数，判断环境亮度，进行校准；
对LED光信号进行调制与解调，并记录LED的电流；
控制LED亮度，并控制每盏LED依次点亮的调制时间；
光强分析程序，每隔一设定时间读取一次光强分析程序的数据，并结合所述LED的电流，计算出汽车实时涉水深度。
8.如权利要求7所述的基于白光通信的汽车涉水深度的检测方法，其特征在于，所述环境亮度通过读取LED全部关闭状态下探测到的数据来判断。
9.如权利要求7所述的基于白光通信的汽车涉水深度的检测方法，其特征在于，包括步骤依次获取每个LED的电流数据，通过分析所述电流的大小得到每一盏LED在调制时期的汽车涉水深度，存储N个涉水深度数据，并将这N个数据求平均，得出某一时刻汽车涉水的确切深度，其中，N＝LED个数。
10.如权利要求7所述的基于白光通信的汽车涉水深度的检测方法，其特征在于，对所述光信号的调制解调采用FSK调制方式，并采用高速循环冗余校验并行算法。
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