红外感雨器的设计与实现
【摘要】本文设计了一种车用红外感雨器。该系统采用中高亮度红外发光二极管作为发光汽车的前窗的光源,并以华为公司的MC56DADEKUED15RT单片机作为控制中心使用12位的 C D/ 转换器,它可以雨和水的散射信息的前窗。通过其 PWM 端口导出不同占空比的脉冲电子信号,通过滤波测试平滑后可转换为相应的直流电平控制雨刷的速度。
目录
绪论 5
(一)课题的提出和意义 5
(二)课题基本研究内容 6
(三)课题研究的难点 6
一、设计原理 6
1.红外感雨器的原理 6
2.硬件设计与实现 7
2.1发射器 8
2.2接收模块 8
3.信号处理模块 9
3.1微型处理器 9
3.2信号处理部分 9
3.3微端控制 10
3.4步电机 11
3.5电机驱动器驱动步进电机的选择st24hb电机驱动器 11
二、故障分处析理 12
1.故障树的建立是故障分析最关键的环节 12
2.故障树定性分析故障树定性分析的主要目的 13
三、软件设计 14
1.初始化 14
2.C /D 转换子程序 14
3.显示子程序 14
四、设计因素 17
五、结论 18
六、结束语 19
七、参考文献 19
八、致谢 20
绪论
课题的提出和意义
近年来社会的高速发展使汽车成为现代人类最重要的代步工具之一。但汽车在雨雾天气中行驶中可能会对的汽车安全构成很大的威胁,天气恶劣的情况下甚至会引起气象灾难。大多数汽车雨刷控制系统的基本功能是把除驾驶者面前玻璃上的不干净的杂质去除用来保障玻璃通透。这样司机的视野更加的清晰通透。驾驶者通常在行驶过程中需要操控传统的雨刷器,这样容易让驾驶者注意力分散,驾驶压力变高安全事故容易发生 ,不利用驾驶者的安全驾驶。
课题基本研究内容
汽车电子控制系统的信息源是由汽车传感器（EPU）它构成了汽车电子控制系统是机车
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电控系统中的核心组成, 也是机车电控技术专业研究的核心内容之一。机车小形机器系统的输入装置是EPU中的传感器 ,汽车运行中各种条件,如车速、各种介质的温度、发动机工作状态等都会从EPU中反射,转换成光信号输给微机系统，这样发动机才能处于最佳工作状态[ 1] 。传感器的质量与水平是衡量现代先进汽车控制系统水平的关键。本文介绍的紫外EPU就是一种常见汽车EPU, 它能够将监测数据的多少自动计算并将计算的结果送显示终端显示。防雨玻璃发出红外射线雨感装置在玻璃定状态的角度，对雨水的玻璃雨水会计算光源，然后分散到汽车的EPU向射向玻璃，挡雨玻璃上雨水会对此光源进行计算然后散射到汽车的EPU上 ,雨量越大散射光越强。通过置于EPU上的紫外热敏器件计算此计算信号 ,放大信息源并把信息源送入EPU进行采集数据处理分析。根据脉冲式输出不同宽度的降雨信号控制及频率的刷新，使传感器处于最佳工作状态。
课题研究的难点
A.单片机STC12C5404AD程序设计与实物装载
B.在恶劣天气中何如保证红外光线准确控制雨刷器
C.何如保障这个程序的长久运行
设计原理
红外感雨器的原理
红外感雨器的设计原理如图 1所示,光源是大功率红外发光二极管。脉冲电子是发射器工作状态 红外线频率为 12MM 的脉冲信号发射的脉冲信号。油墨光敏三极管是发光器的热敏材料。电脉冲信号线性放大，整个终端用作放大电路。
频率控制通过带通滤波器控制,滤波器去除无用信号。电路的信息噪比通过同步微分电路提高,这样使探测强信号的能力增强。检测电路去载波频率后测得的信号再输入到单片机的D/A/变换针脚 ,相应的信号计算和数据输出[2] 。 DQ962串口与 MER 串行通信测试结果显示终端，及时将结果实时显示,。雨刷器的刷动频率根据雨量强度的变大或减小会转换成不同占空比的脉冲调解信号，根据信号强度进行改变。
图1 雨感器工作原理图
硬件设计与实现
该传感器由3部分组成：模块、接入模块和信号处理模块 。电子电源电路、间歇电路和信号放大电路由3部分组成"。发射机由间歇电路和信号放大电路组成。光电转换器、信号放大电路、滤波电路、差分电路和检测电路微控制器由6部分组成。微端信号控制器主要进行雨水量信号的 C /D 变换是微端信号处理模块的唯一作用。系统电源由 7 806平压块把经整流电路转换后的 12 V交流电降低一半功率,感雨器使用降低后的功率继续工作。
2.1发射器
接收机提供的紫外线束辐射能量补充是变送器在传感器中的主要作用。该代码为发射端接收信息，由紫外发光二极管和红外光源管组成。大功率红外发光三极管用来为感雨器作为光源, 峰值波高&为 890 nm, 带宽频长&≤ ±10nm[3]。之所以选择间歇的工作方式是为了降低电源损耗。em666基础电路、红外发光二极管和红外雨量传感器的外部元件。形成了一个振荡器频率为15MM,以频率9 K振荡器和脉冲信号的ne655电路的输出，并输出脉冲信号通过放大电路由二极管发射的红外光脉冲驱动4 ]。
2.2接收模块
(1)光电转换器 :采用硅热二极管2du2b光电转换装置。 2DU2B的最强运行电压为 36 V, 暗电流 UI≤0.2μA, 光电流 LU≥30μA, 峰值波长&为 890 mm 。2DU2B将红外光脉冲信号转换成电磁脉冲信号，再发送到放大电路
(2)信号放大电路:由光电转换器输入的脉冲信号"。整段的目的是使脉冲信号内部平整易于观察,单位幅值的脉冲比对整个微分值的贡献恒定。进行微分时,微分值就唯一地反比于微冲幅值。
(3)滤波电路：经过多次放大和整形电路进入选频滤波器的处理，滤波复杂信号"
(4)同步积分电路：同步积分电路进一步提高了电路的信号比，提高了微弱信号的检测能力"
(5)检测电路：滤波载波检测原始信号，原始信号为交流信号，光强随反射强度变化而变化（图2）
图2滤波信号图
信号处理模块
3.1微型处理器
之所以选择华为68HC6548481DER12芯片的技术参数 MC68HC 96595955EWE12 单片机的价值是因为他有非常的运行速度,工作能力强大性价比高等特点。M C6815184848RT12采用最高9 MH z外部虚线运行环境,有 2056 字节的内部存储技术。通信接口，芯片可应用于特殊华为软件开发的发展，网络的影响和安全功能[ 5 ]
目录
绪论 5
(一)课题的提出和意义 5
(二)课题基本研究内容 6
(三)课题研究的难点 6
一、设计原理 6
1.红外感雨器的原理 6
2.硬件设计与实现 7
2.1发射器 8
2.2接收模块 8
3.信号处理模块 9
3.1微型处理器 9
3.2信号处理部分 9
3.3微端控制 10
3.4步电机 11
3.5电机驱动器驱动步进电机的选择st24hb电机驱动器 11
二、故障分处析理 12
1.故障树的建立是故障分析最关键的环节 12
2.故障树定性分析故障树定性分析的主要目的 13
三、软件设计 14
1.初始化 14
2.C /D 转换子程序 14
3.显示子程序 14
四、设计因素 17
五、结论 18
六、结束语 19
七、参考文献 19
八、致谢 20
绪论
课题的提出和意义
近年来社会的高速发展使汽车成为现代人类最重要的代步工具之一。但汽车在雨雾天气中行驶中可能会对的汽车安全构成很大的威胁,天气恶劣的情况下甚至会引起气象灾难。大多数汽车雨刷控制系统的基本功能是把除驾驶者面前玻璃上的不干净的杂质去除用来保障玻璃通透。这样司机的视野更加的清晰通透。驾驶者通常在行驶过程中需要操控传统的雨刷器,这样容易让驾驶者注意力分散,驾驶压力变高安全事故容易发生 ,不利用驾驶者的安全驾驶。
课题基本研究内容
汽车电子控制系统的信息源是由汽车传感器（EPU）它构成了汽车电子控制系统是机车
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
电控系统中的核心组成, 也是机车电控技术专业研究的核心内容之一。机车小形机器系统的输入装置是EPU中的传感器 ,汽车运行中各种条件,如车速、各种介质的温度、发动机工作状态等都会从EPU中反射,转换成光信号输给微机系统，这样发动机才能处于最佳工作状态[ 1] 。传感器的质量与水平是衡量现代先进汽车控制系统水平的关键。本文介绍的紫外EPU就是一种常见汽车EPU, 它能够将监测数据的多少自动计算并将计算的结果送显示终端显示。防雨玻璃发出红外射线雨感装置在玻璃定状态的角度，对雨水的玻璃雨水会计算光源，然后分散到汽车的EPU向射向玻璃，挡雨玻璃上雨水会对此光源进行计算然后散射到汽车的EPU上 ,雨量越大散射光越强。通过置于EPU上的紫外热敏器件计算此计算信号 ,放大信息源并把信息源送入EPU进行采集数据处理分析。根据脉冲式输出不同宽度的降雨信号控制及频率的刷新，使传感器处于最佳工作状态。
课题研究的难点
A.单片机STC12C5404AD程序设计与实物装载
B.在恶劣天气中何如保证红外光线准确控制雨刷器
C.何如保障这个程序的长久运行
设计原理
红外感雨器的原理
红外感雨器的设计原理如图 1所示,光源是大功率红外发光二极管。脉冲电子是发射器工作状态 红外线频率为 12MM 的脉冲信号发射的脉冲信号。油墨光敏三极管是发光器的热敏材料。电脉冲信号线性放大，整个终端用作放大电路。
频率控制通过带通滤波器控制,滤波器去除无用信号。电路的信息噪比通过同步微分电路提高,这样使探测强信号的能力增强。检测电路去载波频率后测得的信号再输入到单片机的D/A/变换针脚 ,相应的信号计算和数据输出[2] 。 DQ962串口与 MER 串行通信测试结果显示终端，及时将结果实时显示,。雨刷器的刷动频率根据雨量强度的变大或减小会转换成不同占空比的脉冲调解信号，根据信号强度进行改变。
图1 雨感器工作原理图
硬件设计与实现
该传感器由3部分组成：模块、接入模块和信号处理模块 。电子电源电路、间歇电路和信号放大电路由3部分组成"。发射机由间歇电路和信号放大电路组成。光电转换器、信号放大电路、滤波电路、差分电路和检测电路微控制器由6部分组成。微端信号控制器主要进行雨水量信号的 C /D 变换是微端信号处理模块的唯一作用。系统电源由 7 806平压块把经整流电路转换后的 12 V交流电降低一半功率,感雨器使用降低后的功率继续工作。
2.1发射器
接收机提供的紫外线束辐射能量补充是变送器在传感器中的主要作用。该代码为发射端接收信息，由紫外发光二极管和红外光源管组成。大功率红外发光三极管用来为感雨器作为光源, 峰值波高&为 890 nm, 带宽频长&≤ ±10nm[3]。之所以选择间歇的工作方式是为了降低电源损耗。em666基础电路、红外发光二极管和红外雨量传感器的外部元件。形成了一个振荡器频率为15MM,以频率9 K振荡器和脉冲信号的ne655电路的输出，并输出脉冲信号通过放大电路由二极管发射的红外光脉冲驱动4 ]。
2.2接收模块
(1)光电转换器 :采用硅热二极管2du2b光电转换装置。 2DU2B的最强运行电压为 36 V, 暗电流 UI≤0.2μA, 光电流 LU≥30μA, 峰值波长&为 890 mm 。2DU2B将红外光脉冲信号转换成电磁脉冲信号，再发送到放大电路
(2)信号放大电路:由光电转换器输入的脉冲信号"。整段的目的是使脉冲信号内部平整易于观察,单位幅值的脉冲比对整个微分值的贡献恒定。进行微分时,微分值就唯一地反比于微冲幅值。
(3)滤波电路：经过多次放大和整形电路进入选频滤波器的处理，滤波复杂信号"
(4)同步积分电路：同步积分电路进一步提高了电路的信号比，提高了微弱信号的检测能力"
(5)检测电路：滤波载波检测原始信号，原始信号为交流信号，光强随反射强度变化而变化（图2）
图2滤波信号图
信号处理模块
3.1微型处理器
之所以选择华为68HC6548481DER12芯片的技术参数 MC68HC 96595955EWE12 单片机的价值是因为他有非常的运行速度,工作能力强大性价比高等特点。M C6815184848RT12采用最高9 MH z外部虚线运行环境,有 2056 字节的内部存储技术。通信接口，芯片可应用于特殊华为软件开发的发展，网络的影响和安全功能[ 5 ]
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