CN107599963A - 一种新能源汽车低速行驶提醒器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新能源汽车低速行驶提醒器，包括脉冲接收单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元。本发明当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全，其结构简单，系统功耗低，成本低廉，稳定性和可靠性好，响应快速，使用灵活，具有良好的可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车行驶状态控制技术领域，特别涉及一种新能源汽车低速行驶提醒器。
背景技术
新能源汽车是指使用非常规车用燃料(或使用常规车用燃料但装载新型动力装置)，具有新技术、新结构和先进技术原理的汽车。其中纯电动汽车(BEV)、混合动力电动汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)发展前景最为良好，也是目前国家大力推广的主要新能源车型。
随着中国新能源汽车工业的高速发展，越来越多的新能源汽车将投放市场。纯电动及插电式混合动力汽车在起步时都是利用驱动电机提供动力来源，启动声音较小，起步速度较快，在城市及人流密集的区域，极容易引发对车外的行人及其它车辆的安全事故。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种新能源汽车低速行驶提醒器，当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全。
(二)技术方案
一种新能源汽车低速行驶提醒器，包括脉冲接收单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元；
所述脉冲接收单元采集车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号，输出与所述主控单元的ADC口相连；
所述主控单元识别车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号，并合成音频信号，输出分别连接所述音频输出单元、所述音量调节单元和所述指示灯单元；
所述音频输出单元与所述主控单元相连，将所述主控单元合成的信号放大后，推动扬声器发出提醒音；
所述音量调节单元与所述主控单元相互连接，实现音量大小调节或静音；
所述指示灯单元与所述主控单元相连，指示是否处于静音状态；
所述电源单元将车载12V/24V电压转化为5V电压，给其它各模块供电。
进一步的，所述脉冲接收单元包括运算放大器、触发器、第一电容、第二电容和第一～第四电阻；其中所述运算放大器选用单电源双运算放大器LM358，所述触发器选用施密特反相器74HC14D。
进一步的，所述主控单元选用32位Coretex-M3内核的单片机STM32F103R8。
进一步的，所述音频输出单元包括语音芯片、扬声器、第一～第二十一按键和第五电阻，其中所述语音芯片选用高品质MP3语音芯片Y8301-SS0P24MP3，所述扬声器选用具有防水性能的高低音扬声器。
进一步的，所述指示灯单元选用红绿双色发光二极管。
进一步的，所述电源单元选用DC-DC直流开关转换芯片XL1509-5.0E。
(三)有益效果
本发明提供了一种新能源汽车低速行驶提醒器，当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全，其结构简单，系统功耗低，成本低廉，稳定性和可靠性好，响应快速，使用灵活，具有良好的可扩展性。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种新能源汽车低速行驶提醒器的系统结构框图。
图2为本发明所涉及的一种新能源汽车低速行驶提醒器的脉冲接收单元电路原理图。
图3为本发明所涉及的一种新能源汽车低速行驶提醒器的音频输出单元电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
如图1所示，一种新能源汽车低速行驶提醒器，包括脉冲接收单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元；脉冲接收单元采集车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号，输出与主控单元的ADC口相连；主控单元识别车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号，并合成音频信号，输出分别连接音频输出单元、音量调节单元和指示灯单元；音频输出单元与主控单元相连，将主控单元合成的信号放大后，推动扬声器发出提醒音；音量调节单元与主控单元相互连接，实现音量大小调节或静音；指示灯单元与主控单元相连，指示是否处于静音状态；电源单元将车载12V/24V电压转化为5V电压，给其它各模块供电。
对于未采用CAN总线的车型，使用脉冲接收单元接收来自车载传感器采集的车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号。如图2所示，脉冲接收单元包括运算放大器U1、触发器U2、电容C1、电容C2和电阻R1～R4；其中运算放大器U1选用单电源双运算放大器LM358，触发器U2选用施密特反相器74HC14D。通过硬线接口将脉冲接收单元接入车载传感器设备，车载传感器采集的车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号大多为方波信号，而一般的方波信号都是低电平为0V，高电平为5V。LM358构成典型的单电源放大电路，分压电阻R2和R4阻值相同，将5V分压成2.5V，只要是小于2.5V的杂波，都通过不了放大器U1，就把小于2.5V的干扰信号滤掉了。74HC14D是施密特反相器，高低电平都有阈值，同样可以很好的滤除杂波。输出为比较干净的5V方波信号，接入主控单元的ADC口转换为数字信号以进行分析计算。
主控单元选用32位Coretex-M3内核的单片机STM32F103R8，高达256K内部Flash存储器，2.0～3.6V宽电压和-40～105℃宽温度范围，多种时钟可选，内部最高72MHz RC时钟，多种电源管理模式，如等待、活跃停机、停机等，带12位ADC，1路CAN接口，2路DAC，多个I/O口及外部中断，运算速度快，满足声音快速响应要求。用RC复位电路完成STM32F103R8的上电复位，在电阻上反相并联一个泄放二极管，以应对电源的快速波动。STM32F103R8通过脉冲接收单元提供的车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号进行分析、计算，合成音频信号，该音频信号频率随车速变化。
如图3所示，音频输出单元包括语音芯片U3、扬声器LS1、按键K1～K21和电阻R5，其中语音芯片U3选用高品质MP3语音芯片Y8301-SS0P24MP3，扬声器LS1选用具有防水性能的高低音扬声器。Y8301-SS0P24MP3支持MP3、WAV格式双解码，内置SPI-Flash作为存储介质，配有Micro USB接口，可以通过数据线连接电脑自由更换Flash的音频内容。并内置3W功放，可以直接驱动3W的喇叭，使用非常方便。其支持标准串口控制，串口为3.3V TTL电平，因此可与STM32F103R8的UART口直接相连。Y8301-SS0P24MP3有六个触发IO口，最多支持21段按键一对一触发播放，按键K1～K21对应1～21段语音。为了提醒车外行人或车辆，需要在车厢外部安装扬声器，为了应对雨水等特殊情况，扬声器需要具备防水性能。同时扬声器采用高低音扬声器，保证高频和低频声音均可输出，确保在不同声音频率下车外行人或车辆都能感知。
车辆可能行驶在医院、学校或夜间等需要安静的环境，此时需要将提醒音调低或关闭，因此通过音量调节单元进行音量大小调节或静音功能。
指示灯单元选用红绿双色发光二极管，绿色为电源指示灯，上电后常亮；红色为静音指示灯，当提醒音音量调至静音时，指示灯点亮，提醒驾驶员目前已进入静音状态。
根据宽电源、低功耗的要求，电源单元选用DC-DC直流开关转换芯片XL1509-5.0E。XL1509-5.0E最大转换电流达到2A，工作极限电压为45V，可靠工作电压上限为40V，自带过流保护。由于汽车电子产品的电源反极性保护要求和本提醒器的实际工作电流，在电源正极串入二极管，同时在电源输入端与地之间并联一个大功率的TVS管，可有效保护后续器件不受损坏。
本发明提供了一种新能源汽车低速行驶提醒器，当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全，其结构简单，系统功耗低，成本低廉，稳定性和可靠性好，响应快速，使用灵活，具有良好的可扩展性。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.一种新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：包括脉冲接收单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元；
所述脉冲接收单元采集车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号，输出与所述主控单元的ADC口相连；
所述主控单元识别车辆车速、挡位、左右转向等脉冲信号，并合成音频信号，输出分别连接所述音频输出单元、所述音量调节单元和所述指示灯单元；
所述音频输出单元与所述主控单元相连，将所述主控单元合成的信号放大后，推动扬声器发出提醒音；
所述音量调节单元与所述主控单元相互连接，实现音量大小调节或静音；
所述指示灯单元与所述主控单元相连，指示是否处于静音状态；
所述电源单元将车载12V/24V电压转化为5V电压，给其它各模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述脉冲接收单元包括运算放大器、触发器、第一电容、第二电容和第一～第四电阻；其中所述运算放大器选用单电源双运算放大器LM358，所述触发器选用施密特反相器74HC14D。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述主控单元选用32位Coretex-M3内核的单片机STM32F103R8。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述音频输出单元包括语音芯片、扬声器、第一～第二十一按键和第五电阻，其中所述语音芯片选用高品质MP3语音芯片Y8301-SS0P24MP3，所述扬声器选用具有防水性能的高低音扬声器。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述指示灯单元选用红绿双色发光二极管。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述电源单元选用DC-DC直流开关转换芯片XL1509-5.0E。
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2017
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