基于光電傳感器感應的汽車霧燈自控系統研究

孫萍 郝祥鑫

1. 煙臺工程職業技術學院 山東 煙臺 264006；

2. 煙臺汽車工程職業學院 山東 煙臺 265500

1 汽車霧燈系統現狀

1.1 汽車霧燈簡介

汽車霧燈分為前霧燈和后霧燈，汽車前霧燈提供一個高亮度的散射光源，這個光源的強度是為了穿透濃霧，起到提醒對面駕駛員的作用。后霧燈的作用就是在霧、雪、雨或塵埃彌漫等能見度較低的環境中讓車輛后面的汽車駕駛員易于發現自己的汽車。現有的汽車霧燈系統采用霧燈繼電器控制霧燈供電線路的通斷，在汽車點火開關置于“ON”，并打開近光燈開關時，經霧燈開關進行分流使霧燈發光。現有的霧燈系統由于需要手動接通開關，所以對于新手駕駛員來講往往反應能力差沒有打開霧燈，或者有些駕駛員忘記打開霧燈，因此而造成的追尾、剮蹭等交通事故在大霧天氣容易發生[1]。

1.2 新型霧燈控制系統

綜上考慮，一種無須手動控制的，根據行車當前霧霾濃度而自動啟動并控制的霧燈自控系統應運而生。這種控制系統采用新型高靈敏度光電傳感器作為霧霾濃度感應器，控制回路接收來自傳感器的開關信號，控制霧燈回路電流的通斷。針對近幾年空氣污染和多個城市霧霾頻發狀況，本項目所研究的系統具有重要的意義，是一個新的研究方向。

2 煙霧傳感器選擇與信號控制

2.1 散射光式光電傳感器的選擇

煙霧傳感器在檢測霧霾濃度時要求有快速響應、較寬的溫度范圍 ，由于安裝在汽車空調格柵周圍，因此要具備體積不宜太大、性價比高等特點。在煙霧探測報警系統中曾經大量使用離子式傳感器，但是由于它容易受環境影響，特別是由于使用了放射源，容易對環境造成污染，越來越不為現代化綠色工程所接受。所以綜合實際工作參數的考慮，選擇散射光式光電煙霧探測器應用于汽車霧燈自控系統。該傳感器的檢測室內也裝有發光器件和受光器件。

2.2 光電傳感器的供電與信號控制

在汽車點火開關置于“ON”狀態時，電路接通，傳感器發光源得到電能發光，檢測到霧霾濃度報警門限信號后由感光元件產生開關信號，經芯片進行處理整形后輸出。當煙霧濃度低于設定的報警門限時恢復到監控狀態。散射光式光電傳感器的信號傳遞由89C2051芯片進行統一控制，接收來自感光元件的開關信號，經整形處理后作為驅動開關管的基極信號，接通霧燈繼電器的供電回路，使霧燈繼電器工作電路啟動，由蓄電池提供霧燈發光的電能，實現霧燈系統的自動控制[2]。

3 光電式霧燈傳感器工作原理

霧霾是由無數微粒組成的，當一束強度為Io的平行單色光入射到這些微粒場時，會受到顆粒團散射和吸收的影響，光強將衰減為I(I＜ Io) 。經光電轉換后的電信號的強弱與I的大小成正比，通過檢測電信號的變化即可得出煙霧的有無。

從圖1可看出兩發射管L1、L2發出的紅外光強度一致。無煙霧時，由于兩紅外接收管的入射光強度相同且不變，有霧霾出現時，霧霾顆粒進入L2與L4間的窗口，使入射到L4的光強減少，UA變小而UB不變，使UA-UB＜0，U輸出端由1變0，單片機測到該端為0時進入霧燈自啟動程序。

圖1 傳感器原理圖

4 霧燈自動控制系統信號通信

JTY-GD-S839型散射光式光電傳感器采用車載電源12V供電，當霧霾濃度在門限范圍內時輸出高電平信號，并將信號電平發送至89C2051芯片進行處理。傳感器因其工作溫度的要求，要安裝在汽車進氣總管周圍，盡量遠離汽車發動機，防止因溫度過高致使傳感器工作失效。根據城市霧霾污染指標，可按照需求選擇傳感器數量。一般情況下，選擇四個傳感器進行霧霾濃度檢測為宜。當霧霾濃度在0.65～15.5%時，發光源發出的可見光在經過霧霾顆粒反射后形成感光元件可接收的信號，經過信號處理電路進行信號的比較與整形處理后發出開關信號，控制電磁繼電器線圈供電，接通工作回路使霧燈開啟；當沒有霧霾或者霧霾濃度低時，傳感器不發出開關信號，繼電器線圈不通電，霧燈無須啟動。

JTY-GD-S839散射光式煙霧傳感器的應用，很好地實現了上述應用目的。

5 結束語

散射光式光電傳感器在汽車霧燈自動控制系統中的應用，可以迅速測量車輛行駛過程中是否有霧霾，并判斷霧霾濃度大小，從而控制霧燈是否開啟，有利于輔助駕駛員判斷，降低因視線不好和駕駛員沒有及時開啟霧燈而導致的車輛剮蹭等交通事故的發生概率。光電傳感器霧燈自控系統的先進技術也是以后汽車車載傳感器的新的發展渠道。