CN106793429A - 一种光控式车灯控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光控式车灯控制系统，其特征在于：主要由微处理器，均与微处理器相连接的储存模块、振动传感器、光电信号处理单元、蜂鸣器、驱动器和电源，以及与光电信号处理单元相连接的亮度采集器组成。本发明的光电信号处理单元和亮度采集器对环境亮度进行监测，以及振动传感器对汽车的发电机的工作所产生的振动进行监测相结合，有效的确保了本发明对汽车车灯的开启和关闭可靠性。并且，消除了人工控制方式给人们驾驶所带来的安全隐患。同时，有效的解决了人们在停车后忘记关闭车灯，而导致汽车电瓶所储存的电被放尽，致使汽车无法进行正常点火的问题。

Description

一种光控式车灯控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体是指一种光控式车灯控制系统。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，汽车已成为人们出行所使用的主要交通工具。人们所使用的汽车的型号、品牌、质量各有不同，但是所有汽车的车灯控制方式都是相同的，都是采用人工开启的方式。而这种控制方式不能使车灯自动开启和关闭，且还存在诸多安全问题，比如，在汽车行驶环境的亮度不足时，人们常忘记在第一时间内开启车灯，而引发接通事故；又比如，人们在夜间驾车后，往往会忘记关闭车灯，导致汽车电瓶所储存的电被放尽，致使汽车无法进行正常点火，从而严重的影响了人们的正常生活。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的汽车车灯所采用的人工控制方式存在控制不便的缺陷，提供一种光控式车灯控制系统。
本发明的目的通过下述技术方案现实：一种光控式车灯控制系统，主要由微处理器，均与微处理器相连接的储存模块、振动传感器、光电信号处理单元、蜂鸣器、驱动器和电源，以及与光电信号处理单元相连接的亮度采集器组成；所述亮度采集器、振动传感器、显示屏、驱动器和蜂鸣器分别与电源相连接；所述光电信号处理单元由AD转换电路，输入端与亮度采集器相连接、输出端与AD转换电路相连接的信号滤波电路，以及输入端与AD转换电路相连接、输出端与微处理器相连接的同相放大电路组成。
所述信号滤波电路由放大器P1，一端与放大器P1的正极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R1，正极与放大器P1的正极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C1，正极经电阻R2后与放大器P1的正极相连接、负极经电阻R4后与放大器P1的负极相连接的极性电容C2，以及一端与放大器P1的负极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R3组成；所述放大器P1的正极作为信号滤波电路的输入端并与亮度采集器相连接，该放大器P1的输出端与AD转换电路相连接；所述极性电容C2的负极接地。
所述AD转换电路由转换芯片U，一端与转换芯片U的VOL管脚相连接、另一端与转换芯片U的DIS管脚相连接的电阻R5，一端与转换芯片U的DIS管脚相连接、另一端与转换芯片U的IN管脚相连接的电阻R6，P极与转换芯片U的ANA管脚相连接、N极接地的二极管D1，正极与转换芯片U的CE管脚相连接、负极与转换芯片U的DGND管脚相连接后接地的极性电容C3，正极经电阻R7后与转换芯片U的OUT管脚相连接、负极经电阻R9后与极性电容C3的负极相连接的极性电容C4，以及一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的电阻R8组成；所述转换芯片U的IN管脚分别与放大器P1的输出端和二极管D1的P极相连接，该转换芯片U的VCC管脚分别与VOL管脚和外部电源相连接；所述极性电容C4的正极作为AD转换电路的输出端并与同相放大电路相连接。
所述同相放大电路由放大器P2，放大器P3，一端与放大器P3的负极相连接、另一端接地的电阻R11，正极与放大器P2的正极相连接、负极与放大器P3的正极相连接的极性电容C5，N极经电阻R12后与极性电容C4的正极相连接、P极与放大器P3的正电极相连接的二极管D2，一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与放大器P2的正电极相连接的电阻R10，以及正极与放大器P2的输出端相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C6组成；所述放大器P2的正极与极性电容C4的正极相连接；所述放大器P2的负极与极性电容C6的正极相连接；所述放大器P2的输出端作为同相放大电路的输出端并与微处理器相连接。
为了本发明的实际使用效果，所述转换芯片U为AD1674JN集成芯片。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的亮度采集器可对汽车行驶环境的亮度进行监测，振动传感器可对汽车的振动进行监测，微处理器则可根据亮度采集器所监测的亮度信息，和振动传感器所监测到的汽车振动信息来控制车灯的开启和关闭，从而确保了本发明能控制车灯的开启和关闭，很好的消除了现有车灯所采用的人工控制方式给人们带来的安全隐患。
(2)本发明的光电信号处理单元中设置了信号滤波电路和AD转换电路以及同相放大电路，该信号滤波电路能对信号中的电磁干扰信号进行消除或抑制，AD转换电路能将和能将亮度采集器所传输的模拟信号准确的转换为数据信号，同相放大电路能对信号的频率、带宽进行调节，从而提高了本发明对车灯开启和关闭控制的准确性。
(3)本发明的亮度采集器对环境亮度进行监测，振动传感器对汽车的发电机的工作所产生的振动进行监测，两者相结合，能有效的确保本发明对汽车车灯的开启和关闭可靠性。
(4)本发明的转换芯片U优先采用了AD1674JN集成芯片来实现，该AD1674JN集成芯片内设置有12位行模/数转换单片集成电路，并且该芯片内部自带的采样保持器，从而本发明通过该芯片与外部电路相结合，能有效的提高光电信号处理单元对信号处理的准确性。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图。
图2为本发明的光电信号处理单元的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明主要由微处理器，均与微处理器相连接的储存模块、振动传感器、光电信号处理单元、蜂鸣器、驱动器和电源，以及与光电信号处理单元相连接的亮度采集器组成。其中，所述的光电信号处理单元如图2所示，其由AD转换电路，信号滤波电路，以及同相放大电路组成。
所述亮度采集器、振动传感器、显示屏、驱动器和蜂鸣器分别与电源相连接；信号滤波电路的输入端与亮度采集器相连接、输出端与AD转换电路相连接。同相放大电路的输入端与AD转换电路相连接、输出端与微处理器相连接。
同时，本发明中的微处理器采用了386EX嵌入式处理器，该386EX嵌入式处理器为80C51型单片机，该80C51型单片机的电源输入接口与电源相连接，可编程蜂鸣驱动接口与蜂鸣器相连接，信息反馈接口与储存模块相连接，显示驱动接口与显示屏相连接，驱动输出接口与驱动器相连接，运算接口1与光电信号处理单元相连接，运算接口2与振动传感器相连接。所述电源为汽车蓄电池提供的12V直流电源，该电源为整个系统供电。
本发明在运行时，亮度采集器采用了ALS-PD70-01C环境光亮度采集器，该亮度采集器设置在汽车的车头上，即设置在车头不影响驾驶的部位。亮度采集器用于对汽车行驶环境的自然光亮度进行采集，亮度采集器将采集的信息转换为模拟信号后传输给光电信号处理单元。该光电信号处理单元对接收的信号的电磁干扰信号进行消除或抑制，并将接收的模拟信号准确的转换为数据信号，最后对转换后的数据信号的频率、带宽进行调节后传输给微处理器。该微处理器对接收的数据信号进行分析处理后将其转换为亮度数值。微处理器将得到的亮度数值与储存模块内储存的亮度值进行比对，该储存模块为NEO-7M型储存模块，而该储存模块内储存的亮度值为人眼可视亮度值，本发明则将人眼可视亮度值设置为32°。
其中，振动传感器采用了CSX-MVS-007型振动传感器，该振动传感器设置在汽车发电机的机壳上，且该振动传感器对发电机工作时的振动进行监测。振动传感器将监测到的转动信号转换为电信号传输给微处理器，微处理器则可根据接收的振动信号来对汽车车灯的开启与关闭进行控制。
当微处理器所得到的亮度值小于储存模块内储存的亮度值时，并且微处理器同时接收到振动传感器所传输的发电机振动信号时，微处理器输出控制信号给驱动器，驱动器得到该信号后则输出驱动电流，该驱动器与车灯的电源输入极电连接，车灯得电后点亮。同时，微处理器输出控制电流给蜂鸣器，蜂鸣器得电后发出提示音，以便于驾驶员得知环境的亮度已不足，需注意行驶环境中的行人和车辆，从而有效的确保了行车安全。本发明所采用的驱动器为BAIKE的驱动器，该驱动器输出的电压为点亮车灯所需的12V电压。
当微处理器所得到的亮度值大于或等于储存模块内储存的亮度值时，微处理器输出不会控制信号给驱动器，驱动器截止，车灯不得电，不会被点亮。同时，在汽车的发电停止运转，振动传感器监测不到发电机的振动时，亮度采集器监测到环境亮度不足时，微处理器会停止输出控制信号给驱动器，驱动器截止，车灯不会被点亮。这便有效的解决了人们在停车后忘记关闭车灯，而导致汽车电瓶所储存的电量被放尽，致使汽车无法进行正常点火的问题。
为了确保本发明亮度采集器输出的亮度信号的准确性，本发明采用了光电信号处理单元来对信号进行处理，以确保微处理器接收到准确的亮度信息。该光电信号处理单元如图2所示，其由AD转换电路，信号滤波电路，以及同相放大电路组成；亮度采集器所监测到的亮度信息传输给信号滤波电路，电路对接收的信号中的电磁干扰信号进行消除或抑制，该信号滤波电路将滤波后的信号传输给AD转换电路，AD转换电路将接收的模拟信号转换为数据信号，该AD转换电路将转换后的数据信号传输给同相放大电路，同相放大电路将数据信号的频率、带宽进行调节后传输给微处理器。
所述信号滤波电路由放大器P1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，极性电容C1，以及极性电容C2组成。
连接时，电阻R1的一端与放大器P1的正极相连接，另一端与放大器P1的输出端相连接。极性电容C1的正极与放大器P1的正极相连接，负极与放大器P1的输出端相连接。极性电容C2的正极经电阻R2后与放大器P1的正极相连接，负极经电阻R4后与放大器P1的负极相连接。电阻R3的一端与放大器P1的负极相连接，另一端与放大器P1的输出端相连接。
所述放大器P1的正极作为信号滤波电路的输入端并与亮度采集器相连接，该放大器P1的输出端与AD转换电路相连接；所述极性电容C2的负极接地。
运行时，亮度采集器将监测到的信号传输给型号为OP364的放大器P1、阻值为10KΩ的电阻R2、容值为10μF的极性电容C2、阻值为110KΩ的电阻R4和阻值为10KΩ的电阻R3形成的滤波器，该滤波器对信号中的的电磁干扰信号进行消除或抑制，使信号更稳定；同时，容值为0.1μF的极性电容C1和阻值为20KΩ的电阻R1对信号中的无用信号频率进行消除，处理后的信号经放大器P1的输出端传输给AD转换电路。从而使信号滤波电路实现了对信号中的电磁干扰信号进行消除或抑制的效果。
进一步地，所述AD转换电路由转换芯片U，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，极性电容C3，极性电容C4，以及二极管D1组成。
连接时，电阻R5的一端与转换芯片U的VOL管脚相连接，另一端与转换芯片U的DIS管脚相连接。电阻R6的一端与转换芯片U的DIS管脚相连接，另一端与转换芯片U的IN管脚相连接。二极管D1的P极与转换芯片U的ANA管脚相连接，N极接地。极性电容C3的正极与转换芯片U的CE管脚相连接，负极与转换芯片U的DGND管脚相连接后接地。极性电容C4的正极经电阻R7后与转换芯片U的OUT管脚相连接，负极经电阻R9后与极性电容C3的负极相连接。电阻R8的一端与极性电容C4的正极相连接，另一端与极性电容C3的负极相连接。
所述转换芯片U的IN管脚分别与放大器P1的输出端和二极管D1的P极相连接，该转换芯片U的VCC管脚分别与VOL管脚和外部电源相连接；所述极性电容C4的正极作为AD转换电路的输出端并与同相放大电路相连接。
本发明的转换芯片U优先采用了AD1674JN集成芯片来实现，该AD1674JN集成芯片内设置有12位行模/数转换单片集成电路，并且该芯片内部自带的采样保持器，从而本发明通过该芯片与外部电路相结合，能有效的提高光电信号处理单元对信号处理的准确性。
运行时，信号滤波电路的放大器P1输出的信号经转换芯片U的IN管脚传输给转换芯片U，同时，放大器P1输出的信号经阻值为100KΩ的电阻R6进行抑制后传输经转换芯片U的DIS管脚传输给转换芯片U。为转换芯片U提供工作电压的12V直流电压经转换芯片U的VCC管脚输入转换芯片U，该工作电压也经阻值为5.1KΩ的电阻R为转换芯片U内的采样器供电。转换芯片U所接收的信号经内部的12位行模/数转换单片集成电路进行转换处理，转换芯片U内设置的信号增益器对转换后生成的数据信号的频率进行增益，增益后的数据信号经转换芯片U的OUT管脚传输给阻值为5KΩ的电阻R7，电阻R7对数据信号进行限流，而型号为1N4004的二极管D1导通，二极管D1对地释放，转换芯片U的CE调整管脚输出的数据信号经容值为0.01μF的极性电容C3进行滤波，滤波后的数据信号经阻值为10KΩ的电阻R9和容值为0.01μF的极性电容C4以及阻值为10KΩ的电阻R8形成的截流器进行抑制，限流和抑制后的数据信号传输给同相放大电路，从而使AD转换电路实现了将模拟信号准确的转换为数据信号的效果。
再进一步地，所述同相放大电路由放大器P2，放大器P3，电阻R10，电阻R11，电阻R12，极性电容C5，极性电容C6，以及二极管D2组成。
连接时，电阻R11的一端与放大器P3的负极相连接、另一端接地。极性电容C5的正极与放大器P2的正极相连接、负极与放大器P3的正极相连接。二极管D2的N极经电阻R12后与极性电容C4的正极相连接、P极与放大器P3的正电极相连接。电阻R10的一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与放大器P2的正电极相连接。极性电容C6的正极与放大器P2的输出端相连接、负极与放大器P3的输出端相连接。
所述放大器P2的正极与极性电容C4的正极相连接；所述放大器P2的负极与极性电容C6的正极相连接；所述放大器P2的输出端作为同相放大电路的输出端并与微处理器相连接。
运行时，转换芯片U输出的数据信号为高电平信号时，转换芯片U输出的数据信号经阻值为10KΩ的电阻R10进行过流，过流后数据信号传输给型号为OP364的放大器P2的正电极上，而该高电平信号经阻值为100Ω的电阻R12后是型号为1N4014的二极管D2截止，放大器P2对数据信号进行频率调节后输出；当转换芯片U输出的数据信号为低电平信号时，转换芯片U输出的数据信号经容值为2.2μF的极性电容C5进行过滤，过滤后的数据信号传输给型号为OP364的放大器P3和阻值为5KΩ的电阻R11形成的更随放大器，该放大器对数据信号的带宽进行调节，带宽调节后的数据信号经容值为1μF的极性电容C6进行过滤，使输出的数据信号更平稳，从而使同相放大电路实现了对输出信号的频率、带宽调节的效果。
本发明的光电信号处理单元和亮度采集器对环境亮度进行监测，以及振动传感器对汽车的发电机的工作所产生的振动进行监测相结合，有效的确保了本发明对汽车车灯的开启和关闭控制的可靠性。并且，消除了人工控制方式给人们驾驶所带来的安全隐患。同时，有效的解决了人们在停车后忘记关闭车灯，而导致汽车电瓶所储存的电量被放尽，致使汽车无法进行正常点火的问题。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (5)

1.一种光控式车灯控制系统，其特征在于：主要由微处理器，均与微处理器相连接的储存模块、振动传感器、光电信号处理单元、蜂鸣器、驱动器和电源，以及与光电信号处理单元相连接的亮度采集器组成；所述亮度采集器、振动传感器、显示屏、驱动器和蜂鸣器分别与电源相连接；所述光电信号处理单元由AD转换电路，输入端与亮度采集器相连接、输出端与AD转换电路相连接的信号滤波电路，以及输入端与AD转换电路相连接、输出端与微处理器相连接的同相放大电路组成。
2.根据权利要求1所述的一种光控式车灯控制系统，其特征在于：所述信号滤波电路由放大器P1，一端与放大器P1的正极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R1，正极与放大器P1的正极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的极性电容C1，正极经电阻R2后与放大器P1的正极相连接、负极经电阻R4后与放大器P1的负极相连接的极性电容C2，以及一端与放大器P1的负极相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R3组成；所述放大器P1的正极作为信号滤波电路的输入端并与亮度采集器相连接，该放大器P1的输出端与AD转换电路相连接；所述极性电容C2的负极接地。
3.根据权利要求2所述的一种光控式车灯控制系统，其特征在于：所述AD转换电路由转换芯片U，一端与转换芯片U的VOL管脚相连接、另一端与转换芯片U的DIS管脚相连接的电阻R5，一端与转换芯片U的DIS管脚相连接、另一端与转换芯片U的IN管脚相连接的电阻R6，P极与转换芯片U的ANA管脚相连接、N极接地的二极管D1，正极与转换芯片U的CE管脚相连接、负极与转换芯片U的DGND管脚相连接后接地的极性电容C3，正极经电阻R7后与转换芯片U的OUT管脚相连接、负极经电阻R9后与极性电容C3的负极相连接的极性电容C4，以及一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与极性电容C3的负极相连接的电阻R8组成；所述转换芯片U的IN管脚分别与放大器P1的输出端和二极管D1的P极相连接，该转换芯片U的VCC管脚分别与VOL管脚和外部电源相连接；所述极性电容C4的正极作为AD转换电路的输出端并与同相放大电路相连接。
4.根据权利要求3所述的一种光控式车灯控制系统，其特征在于：所述同相放大电路由放大器P2，放大器P3，一端与放大器P3的负极相连接、另一端接地的电阻R11，正极与放大器P2的正极相连接、负极与放大器P3的正极相连接的极性电容C5，N极经电阻R12后与极性电容C4的正极相连接、P极与放大器P3的正电极相连接的二极管D2，一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与放大器P2的正电极相连接的电阻R10，以及正极与放大器P2的输出端相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的极性电容C6组成；所述放大器P2的正极与极性电容C4的正极相连接；所述放大器P2的负极与极性电容C6的正极相连接；所述放大器P2的输出端作为同相放大电路的输出端并与微处理器相连接。
5.根据权利要求4所述的一种光控式车灯控制系统，其特征在于：所述转换芯片U为AD1674JN集成芯片。
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