汽车自适应照明系统开发

论文摘要

传统的汽车照明系统主要由前照灯系统,信号照明系统,车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步,传统照明系统也经历了长足的发展,但是实际的使用中,传统的前照灯系统依然存在着诸多问题,在面对复杂的道路条件和行车状况时,交通安全仍然存在巨大的隐患。因此,如何使传统汽车照明智能化,驾车更安全,更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。通过对现有汽车智能照明方案的分析,本课题提出了一种能够实现恶劣天气照明、弯道随动转向、车身纵倾调光、故障诊断四大主要功能的汽车自适应照明方案。与各大汽车厂商的方案相比,本系统集成了更多的智能照明设计,功能更为全面。而且本方案是基于AT89S51单片机开发的低成本、低功耗系统,性价比更为出色。本文首先介绍了汽车自适应照明系统ALS(Adaptive Lighting System)的产生、发展和应用状况,分析了ALS的组成、功能和工作原理,在详细分析了系统功能需求的基础上设计了基于AT89S51单片机的汽车自适应照明系统。该系统包括数据采集处理、电机总成、故障诊断和传感器等模块。在文章的硬件部分,详细设计了ALS主控制器及外围电路、电源模块、执行器模块、传感器模块、电机驱动电路以及故障检测电路。在软件部分,设计了系统软件的整体流程,算法程序等软件模块,实现了一个完整的整车照明系统。通过最后的系统调试,保证了车辆在各种状态下总能为驾驶员提供最佳照明,并能够及时发现整车车灯的各种故障,表明了本设计方案的可行性和正确性。在论文的最后,对研究工作进行了总结,提出了诸多尚待解决的问题,为今后系统的进一步完善提出了参考意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 汽车自适应照明的产生
• 1.2 ALS的功能及原理简介
• 1.3 ALS的国内外发展现状及趋势
• 1.4 课题的主要研究内容
• 2 系统整体方案设计
• 2.1 需求分析
• 2.2 系统构成
• 2.3 系统计算理论基础
• 2.3.1 随动转向角度
• 2.3.2 车身纵倾调光
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件设计
• 3.1 ALS主控制器设计
• 3.1.1 微控制芯片的选择
• 3.1.2 电源电路设计
• 3.1.3 信号处理电路设计
• 3.1.4 电机控制电路设计
• 3.1.5 开关电路及指示电路设计
• 3.2 执行器设计
• 3.2.1 旋转电机总成
• 3.2.2 调高电机总成
• 3.3 传感器模块设计
• 3.3.1 方向盘转角传感器设计
• 3.3.2 车身高度传感器设计
• 3.3.3 光敏传感器设计
• 3.4 本章小结
• 4 ALS系统的实现方式
• 4.1 执行机构设计
• 4.1.1 旋转核心结构
• 4.1.2 遮光板结构
• 4.2 软件算法设计
• 4.2.1 巡检算法设计
• 4.2.2 主程序算法设计
• 4.2.3 中断算法设计
• 4.3 本章小结
• 5 带CAN总线的系统设计
• 5.1 带CAN总线的系统设计
• 5.1.1 CAN总线概述
• 5.1.2 系统拓扑结构
• 5.2 CAN接口硬件设计
• 5.2.1 CAN控制器
• 5.2.2 CAN收发器
• 5.2.3 CAN节点电路图
• 5.3 CAN总线智能节点软件设计
• 5.4 本章小结
• 6 系统调试
• 6.1 系统硬件调试
• 6.1.1 常见的硬件故障
• 6.1.2 硬件调试方法
• 6.2 系统软件调试
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A ALS主控制器原理图
• 附录 B 系统实物图
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢