基于物联网的汽车智能避碰设计与研究

郑俏妍 孙二华 重庆房地产职业学院

1 研究的背景与意义

随着路上行驶的汽车数量日益增加，汽车事故也越来越多，目前还没有很好的办法去避免碰撞事故的发生，一般都是采用车身被动安全防御，即利用由许多不规则的三角形所组成车身骨架来抵御来自四面八方的冲击，当汽车车体受到撞击，利用骨架的溃缩吸能来减少对乘车人员的伤害。如果能找到一种技术方案，可以在碰撞发生前就采取措施，避免碰撞发生，不仅可以避免对人员造成伤害，还能降低维修费用。以往的汽车智能防撞设计，主要根据汽车行驶与外部的事物进行比对来控制油门和刹车，但是车身的测速仪是高精度仪器，如果行车时出现颠簸，很容易影响仪器的使用，因此，为了节约成本以及提高实用性，本文设计对车身前部进行测速就能达到避免碰撞的效果。

2 设计内容

为了解决车身前部进行测速，根据避碰原理，车身测速仪技术方案：基于物联网的汽车智能避碰的设计，卡装台的一侧固定连接有卡座，卡装台的内部设有伸缩槽，伸缩槽的内部固定连接有垫片，垫片的另一端固定连接有第一弹簧，伸缩槽的内部滑动套接有伸缩杆，伸缩杆的一端固定连接第一弹簧，伸缩杆的另一端固定连接有卡头，卡头的内侧和卡座的内侧均粘黏有防护垫，卡装台的下表面两侧均固定连接有轴座，轴座的内部固定套接有转轴，转轴的中间位置活动套接有轴套，轴座的内侧固定连接有阻尼弹簧，阻尼弹簧的另一侧紧贴轴套，轴套的下端通过支架固定连接有圆筒，圆筒的内部滑动套接有圆杆，圆杆的下端固定连接有底座，圆筒的下端端口位置固定连接有第二弹簧，第二弹簧的下端固定连接底座，第二弹簧的内侧活动套接圆杆。卡装台的上表面紧贴有车身前部测速仪，车身前部测速仪的两端分别紧贴防护垫的表面。车身前部测速仪的型号为征服者GPS-T1固定流动测速一体机。车身前部测速仪的输出端通过电路连接处理器的输入端，处理器的输出端分别通过电路连接数据比较器的输入端、安全速度值存储器的输入端、报警器的输入端、油门系统和刹车系统。油门系统为电子油门控制系统，其包括油门踏板、位移传感器、ECU、伺服电动机和节气门控制器组成，油门踏板的内部固定连接有位移传感器，位移传感器的输出端通过电路连接ECU的输入端，ECU通过电路连接伺服电动机，伺服电动机通过电路连接节气门控制器，处理器的输出端通过电路连接ECU的输入端。刹车系统为电子控制刹车辅助系统，其包括刹车助力器、压力传感器和ABS控制器，刹车助力器的表面固定连接有压力传感器，压力传感器的输出端通过电路连接ABS控制器的输入端，处理器的输出端通过电路连接ABS控制器的输入端。

3 具体实现

当汽车行驶时，车身前部测速仪3与处理器连接，实时监测汽车周围物体相对于该车的速度，并将数据实时传给处理器，处理器将车身前部测速仪3传来的数据发送给数据比较器，同时将事先存储在安全速度值存储器中的安全速度值发送给数据比较器，数据比较器将两个数据进行比较，若监测的速度超过安全速度值，处理器则发送控制指令给油门系统或刹车系统，控制加速或刹车，若车身前部测速仪3传回的数据大于安全速度值，则控制刹车减速，若车身前部测速仪3传回的数据小于安全速度值，则控制油门加速，若车身前部测速仪3传回的数据大于安全速度值，则立刻报警，提醒驾驶员注意。油门系统采用电子油门控制系统，其主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU、伺服电动机和节气门控制器组成，踏板位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的位置，当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息送往ECU，ECU对该信息及系统传来的数据信息进行运算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机内的继电器，伺服电动机连通节气门控制器，处理器直接与ECU连接通信，通过ECU发送指令给伺服电动机内的继电器，控制汽车加速，避免发生碰撞，刹车系统为电子控制刹车辅助系统，电子控制式刹车辅助的刹车助力器上有一个压力传感器，向ABS控制器输送有关踏板行程和移动速度的信息，如果ABS控制器判断是紧急刹车，它就让刹车助力器内螺线阀门开启，加大压力室内的气压，以提供足够的助力，将处理器与该ABS控制器连接，即可实现汽车紧急刹车功能，避免发生碰撞。

4 总结

基于物联网的汽车智能避碰设计，能根据汽车周围物体相对比汽车的速度来控制油门和刹车，避免发生碰撞，大大提高行车安全性，结构简单，安装方便，根据实际情况，现在的测速仪只需要一个并放置在车前端，能够及时提醒驾驶员行车情况，同时将车身前部测速仪的安装方法具体化。

[1]侯德藻，刘刚，高峰，李克强，连小珉。新型汽车主动避碰安全距离模型 [J].汽车工程，2005，27(2)：183-190

[2]张金奋，船舶碰撞风险评价与避碰决策方法研究[D].武汉：武汉理工大学，2013

[3]张阳，单片机原理及嵌入式系统开发[M].北京：电子工业出版社，2011.09