智能緊急感應燈的製作方法

2023-05-17 01:45:51

專利名稱：智能緊急感應燈的製作方法
技術領域：
目前的剎車燈是裝在車尾兩邊，當駕車人踩下制動踏板時，制動燈即亮起，並發出紅色光，提醒後面的車輛注意，不要追尾。當駕車人鬆開制動踏板時制動燈即熄滅。高位制動燈也稱為第三制動燈，它一般 裝在車尾上部，以便後方車輛能及早發現前方車輛而實施制動，防止發生汽車追尾事故。汽車發生追尾的真正原因是因為前後車「剎車不同步」。急剎車時，後車司機始終滯後於前車，對於120km/h的車速，需要向前多衝17米。LED車燈具有反應速度快，辨識效果好，耐震性強等特性。智能緊急感應燈系統是在車輛緊急剎車時，利用LED車燈優異的特性快速點亮剎車燈，警示後車，從而避免事故發生。

發明內容
本發明提供一種智能緊急感應燈，其特點在於能夠快速的點亮剎車燈，警示後車，從而避免事故發生。一種智能緊急感應燈，包括電源模塊，其特徵在於，電源模塊給單片機控制電路供電，加速度傳感器連接單片機控制電路，單片機輸出信號到繼電器，繼電器連接LED燈。其中，所述的單片機控制電路由ATmega8L型單片機、濾波電容和A/D轉換電路構成。其中，所述的加速度傳感器採用MMA1260D加速度傳感器。其中，所述的LED燈排列為三個尺寸的同心圓環形狀。本發明以AVR單片機ATmega8L為核心，提出了一種智能緊急感應燈。該剎車燈通過A/D轉換電路將採集到的MMA1260加速度傳感器信號輸入單片機，並與門限值(設定值)相比較，控制LED車燈的閃爍，以此警示後面的司機，避免發生追尾事故。關於本發明的具體實施方式
請見下面的描述。


圖I是本發明實施例中的電路原理圖；圖2是本發明實施例中的單片機控制LED燈的電路圖；圖3是本發明實施例中的單片機與加速度傳感器的電路接口圖；圖4是本發明實施例中的LED燈示意圖。圖5是本發明實施例中的系統工作流程圖。
具體實施例方式下面給出本發明的較佳的實施例，這些實施例並非限制本發明的內容。
實施例本發明設計的智能緊急感應燈硬體主要是由單片機控制電路I、加速度傳感器2及相應的接ロ電路、繼電器3、電源模塊5和LED燈4等組成。圖I所示為發明硬體結構原理圖。單片機控制電路I由Atmel公司的ATmega8L型單片機、濾波電容和A/D轉換電路構成，用於採集加速度傳感器信號，將採集到的信號與預先設置的閾值相比較，控制發光ニ極管的閃爍，如圖2所示。ATmega8L每個端ロ引腳都有3個寄存器位DDxn、PORTxn和PINxn0 DDxn位於DDRx寄存器，PORTxn位於PORTx寄存器，PINxn位於PINx寄存器。DDxn用於選擇引腳方向，DDxn為「I」吋，Pxn設置為輸出，否則設置為輸入。當引腳置為輸入吋，PORTxn為「 I 」，上拉電阻使能。如果需要關閉該上拉電阻，可將PORTxn清零，或者將該弓I腳置為輸出。復位時各引腳為高阻態，即使此時並沒有時鐘在運行。當引腳配置為輸出時，若PORTxn為「1」，引腳輸出高電平，否則輸出低電平。ATmegaSL判斷和處理加速度傳感器2測得的信息，若能滿足條件則通過roo、roi、PD2引腳產生3路信號施加到3個繼電器3依次 對內、中、外三圈的LED燈4進行點亮與熄滅控制。若不滿足條件，則ATmega8L不輸出信號。ATmega8L器件，它是基於增強的AVRRISC結構的低功耗8位CMOS微控制器，增強型RISC內載Flash的單片機，片上Flash存儲器附在用戶產品中，可隨時編程，易於用戶產品設計，便於產品更新。ATmegaSL具有先進的指令集和單時鐘周期指令執行時間，其數據吞吐率高達lMIPS/MHz，從而緩解系統在功耗和處理速度之間的矛盾。同吋，ATmega8L內部集成有增強RISC 8位CPU與在線系統編程和應用編程的Flash存儲器，使其成為功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應用提供了靈活且低成本的解決方案。ATmegaSL內含8KB的系統內可編程Flash (具有同時讀寫的能力，即Rffff)，512位元組EEPROM，1KBSRAM, 32個通用I/O端ロ線，32個通用工作寄存器，3個具有比較模式的靈活的定時器/計數器(T/C)，片內/外中斷，可編程串行USART，面向字節的兩線串行接ロ，10位6路(8路為TQFP與MLF封裝)A/D轉換器，具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器，I個SPI串行端ロ，以及5種可通過軟體選擇的省電模式。加速度傳感器2選用MMA1260D加速度傳感器對汽車加速度數據進行採集。並通過ATmega8L的PCO端ロ(ADCO)傳輸至ATmega8L，加速度傳感器2的輸出電壓與加速度成正比，為了測量加速度傳感器2的輸出電壓，通常使用帶有A/D的微控制器，具體連接如圖3所示。VOUT與A/DIN引腳之間的RC具有濾波，用於減小時鐘噪聲。MMA1260D作為加速度傳感器。MMA1260D是ー款I. 5g的z軸向加速度傳感器，它由G-単元和信號調理ASIC電路兩部分組成。其中，G-單元是機械結構，採用半導體製作技術、由多晶矽半導體材料製成，並且密封。而信號調理ASIC電路是由積分、放大、濾波、溫度補償、控制邏輯和EEPROM相關電路、振蕩器、時鐘生成器、以及自檢等電路組成，用於完成G-單元測量的電容值向電壓輸出的轉換。G-単元相當於在兩個固定的電容極板中間放置一個可移動的極板。當加速度作用於系統時，中間極板偏離靜止位置。利用中間極板偏離靜止位置的距離測量加速度，中間極板與ー個固定極板的距離增加，而與另ー個固定極板的距離減少，且距離變化值相等。距離的變化使得兩極板間的電容改變，電容值的計算公式C = Ae/D,其中A是極板的面積，D是極板間的距尚，e是電介質常數。ASIC電路將G-單兀測量的兩電容值轉換為加速度值，並使加速度與輸出電壓成正比。濾波單元由ニ階開關電容濾波器組成，用Bessel實現平穩的延時響應，從而將脈衝完整保留。自檢單元用於保證G-單元和加速計中的電路工作正常，在G-單元中有4個極板，當ST引腳施加高電平時，校準電壓加在自檢極板和中間極板之間，在電場的作用下使中間極板移動，由信號調理ASIC電路測得的偏移應與輸出電壓成比例。電源模塊5由7805模塊組成，可將外接電源轉換為穩定的+5V電源，並由VOUT輸出，向ATmega8L和MMA1260D提供穩定的5V電源。該電路主要由二極體、電阻、三端穩壓管、電容構成。當緊急剎車時，+12V先通過電阻降壓(主要是為了三端穩壓管散熱)，然後再通過三端穩壓管電路穩定於+5V，並與單片機控制電路I、加速度傳感器2、LED燈4電路連接。LED燈4由LED、二極體和電阻構成，LED燈4的放置遵循由內到外擺成3圈，用於緊急剎車燈時由內一中一外一內循環點亮熄滅，且亮度較高，以此警示後面的司機注意剎車。該電路主要由ATmega8L單片機的3個引腳控制，其LED燈4放置如圖4所示。根據發明硬體設計的相關要求，軟體設計用於完成系統的初始化、對加速度傳感 器2信號提取與分析，並根據設置的門限來決定是否點亮緊急燈。系統軟體流程設計如圖5所示。通過對ATmegaSL進行嵌入式C語言編程，實現緊急剎車燈功能。一旦系統滿足門限條件，軟體編程可使內、中、外三圈燈通過延時不斷以高亮度閃爍，並循環判斷條件來決定是否繼續點亮剎車燈，這樣就易於引起後面汽車司機的警覺。一旦門限條件不滿足，剎車燈熄滅，單片機繼續等待中斷。本發明提供基於ATmegaSL的智能緊急感應燈的方案，詳細描述了各個硬體模塊，利用中斷控制來增強小車的智能性，並給出系統軟體設計流程。該發明各部分功能模塊化，易於調試，易於擴展其他功能。本設計應用前景良好，避免汽車追尾事故的發生，尤其是在夜晚，具有良好的安全效應。
權利要求
1.ー種智能緊急感應燈，包括電源模塊，其特徵在幹，電源模塊給單片機控制電路供電，加速度傳感器連接單片機控制電路，單片機輸出信號到繼電器，繼電器連接LED燈。
2.如權利要求I所述的智能緊急感應燈，其特徵在於，所述的單片機控制電路由ATmega8L型單片機、濾波電容和A/D轉換電路構成。
3.如權利要求2所述的智能緊急感應燈，其特徵在於，所述的加速度傳感器採用MMA1260D加速度傳感器。
4.如權利要求3所述的智能緊急感應燈，其特徵在於，所述的LED燈排列為三個尺寸的同心圓環形狀。
全文摘要
本發明提供一種智能緊急感應燈，包括電源模塊，其特徵在於，電源模塊給單片機控制電路供電，加速度傳感器連接單片機控制電路，單片機輸出信號到繼電器，繼電器連接LED燈。該感應燈通過A/D轉換電路將採集到的加速度傳感器信號輸入單片機，並與門限值相比較，控制LED車燈的閃爍，以此警示後面的司機，避免發生追尾事故。
文檔編號H05B37/02GK102695323SQ20111007294
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者戴文慧, 由磊 申請人:上海邊光實業有限公司