本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無線智能汽車燈光控制系統(tǒng)，提出了一種智能型車燈控制方式。

背景技術(shù)：

汽車作為現(xiàn)代最重要的交通工具之一，在當(dāng)今社會得到了飛速的發(fā)展。在我國汽車快速進(jìn)入普通家庭已成為事實。與之相伴隨，由于汽車交通所引發(fā)的事故呈現(xiàn)出上升的趨勢。特別是汽車在夜間行駛時，汽車前大燈遠(yuǎn)近燈光的控制不當(dāng)也會帶來一些不安全的因素。目前在汽車的前大燈遠(yuǎn)近燈光的控制問題上，汽車生產(chǎn)廠家大多采用手動轉(zhuǎn)換裝置控制即人工手動操作設(shè)計。為解決汽車前大燈遠(yuǎn)近燈光的自動控制問題，前人也有所研究，并也研發(fā)出了相應(yīng)的電子產(chǎn)品。但大多數(shù)是應(yīng)用光敏傳感器進(jìn)行測距，其缺陷在于，夜間行駛時受光線的影響會導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確；其次，該方案只考慮了相向會車情況而沒有考慮行人、非機(jī)動車以及摩托車等比較常見的三大交通參與者，如公開號為cn105730321a、名稱為“一種車輛遠(yuǎn)光燈智能控制系統(tǒng)及控制方法”的發(fā)明采用將遠(yuǎn)光控制器獨立于車載的中控系統(tǒng)之外，并將轉(zhuǎn)向柱大燈手動切換開關(guān)信號到遠(yuǎn)光控制器中作為安全輔助信號，目標(biāo)是實現(xiàn)“適用于將各種車輛的前車燈改造為低成本、實用強(qiáng)的遠(yuǎn)光燈智能控制裝置”。但在實際中，大部分夜間交通事故是因為這三種類型的交通參與者所導(dǎo)致的，因此如何將行人、非機(jī)動車以及摩托車等交通參與者考慮在內(nèi)，使系統(tǒng)有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性是一個亟需解決的問題。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段，物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中。利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到汽車前大燈遠(yuǎn)近燈光的自動控制領(lǐng)域，實現(xiàn)對交通障礙物的智能檢測，通過感知駕駛外部環(huán)境的光線強(qiáng)弱自動控制車燈的開關(guān)，以及通過手機(jī)終端控制車載照明便于車主快速發(fā)現(xiàn)汽車位置等輔助功能是很有意義的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)手動切換汽車遠(yuǎn)光燈的不足提出一種將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到汽車前大燈遠(yuǎn)近燈光的自動切換技術(shù)，以及根據(jù)外部環(huán)境的光線，判斷光線強(qiáng)弱的智能型汽車燈。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線智能燈光控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含前端數(shù)據(jù)采集模塊，開關(guān)控制電路模塊、單片機(jī)控制模塊、無線wifi模塊、移動客戶端以及車燈，所述前端數(shù)據(jù)采集模塊包含光傳感器和紅外距離傳感器，光傳感器可以感知駕駛外部環(huán)境的光線亮度，紅外距離傳感器用以檢測車輛前方障礙物，開關(guān)控制電路模塊中的繼電器根據(jù)光傳感器和紅外距離傳感器的輸出在單片機(jī)控制模塊的控制下實現(xiàn)車燈的遠(yuǎn)近燈切換和關(guān)閉，單片機(jī)控制模塊與無線wifi模塊連接，移動客戶端通過無線wifi模塊與單片機(jī)控制模塊通信。

進(jìn)一步，上述開關(guān)控制電路模塊中，光傳感器控制一個單路繼電器的輸出狀態(tài)，再由紅外距離傳感器和該單路繼電器共同控制一個雙路繼電器，汽車的遠(yuǎn)近光燈分別與雙路繼電器的常開常閉端口相接。

進(jìn)一步，上述紅外距離傳感器的檢測距離可調(diào)節(jié)。

作為優(yōu)選，上述紅外距離傳感器的檢測距離為30cm，檢測角度為35度。

上述開關(guān)控制電路模塊的工作過程為：在光線強(qiáng)度較強(qiáng)時，汽車車燈全部關(guān)閉，達(dá)到節(jié)能的效果；在光線較弱時汽車遠(yuǎn)光燈打開，在檢測到車輛前方一定距離范圍內(nèi)有障礙物時遠(yuǎn)光燈自動切換為近光燈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明通過手機(jī)終端控制車載照明，可以遠(yuǎn)距離控制車輛照明系統(tǒng)的開關(guān)，在車輛較多，光線較暗的情況下，遠(yuǎn)程控制車載照明，便于車主快速發(fā)現(xiàn)汽車位置，方便又節(jié)能。

2.本發(fā)明通過與紅外距離傳感器相結(jié)合，實現(xiàn)對障礙物的智能檢測，在會車時，汽車自動切換為近光，一旦錯車完成，將會立即恢復(fù)原有燈光角度位置和亮度。避免因光線照射不當(dāng)，造成事故。

3.本發(fā)明通過利用光傳感器感知駕駛外部環(huán)境的光線，判斷光線強(qiáng)弱，自動控制車燈的開關(guān)，從而達(dá)到節(jié)能的效果。

附圖說明

圖1為基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線智能車載燈光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為客戶端通過無線wifi模塊控制單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的示意圖。

圖3為前端數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計圖。

圖4為開關(guān)控制電路模塊的實施例圖。

圖5為燈光控制電路流程圖。

圖6為單片機(jī)控制模塊的實施例圖。

圖7為移動客戶端app控制原理圖。

圖8為系統(tǒng)的實際產(chǎn)品圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明是一種集傳感技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)(wsn)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等多個技術(shù)于一體的智能車燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用c/s(client/servers)架構(gòu)方式，主要設(shè)計思想是采用兩級的電路結(jié)構(gòu)。優(yōu)先光敏傳感器對光強(qiáng)信號進(jìn)行采集，若光線亮度低于閾值，此時才啟用紅外傳感器，其處理測量到的距離后輸出給驅(qū)動電磁繼電器執(zhí)行相應(yīng)動作；反之，該系統(tǒng)不工作。進(jìn)而根據(jù)光強(qiáng)和來車距離實現(xiàn)遠(yuǎn)近燈光的自動控制。此外，通過單片機(jī)和wifi模塊，實現(xiàn)手機(jī)app對汽車燈光的控制。

本系統(tǒng)還進(jìn)一步增添了移動客戶端控制車燈的功能，該功能可以實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的車主對于汽車車燈的遠(yuǎn)距離控制。作為優(yōu)選實施例，本發(fā)明的系統(tǒng)采用了atmega128單片機(jī)，wifi模塊和手機(jī)app構(gòu)成該功能的基礎(chǔ)構(gòu)件。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,單片機(jī)的控制在小型系統(tǒng)的控制中，越來越顯示出穩(wěn)定、可靠、價優(yōu)低廉的特點；wi-fi通信作為近幾年異軍突起的一種通信方式，由于它的免費性而受到了大規(guī)模的應(yīng)用。android操作系統(tǒng)是以linux為底層基礎(chǔ)的開源操作系統(tǒng)，android系統(tǒng)的組成部分有：操作系統(tǒng)、用戶界面布局、中間件和應(yīng)用程序軟件組成。它的基本架構(gòu)形式是軟件堆層(softwarestack，又名軟件疊層)，分為底層，中間層和上層。對于硬件的選擇，android操作系統(tǒng)具有強(qiáng)大的兼容性，可以自由的選擇硬件平臺，google公司提供的android開發(fā)平臺開放性原則使得第三方硬件廠商擺脫了硬件設(shè)備的束縛，不受到規(guī)則的約束，從而激發(fā)了大量開發(fā)者的創(chuàng)新性研究，由此而產(chǎn)生了許多功能新穎的應(yīng)用程序軟件，這為開發(fā)車載燈光控制功能的android移動手機(jī)客戶端提供了極大地方便性。

本發(fā)明可以實現(xiàn)以下三個主要功能：

(1)夜晚，車主在駕駛時，汽車前燈能自動測量前方來車或行人距離以實現(xiàn)遠(yuǎn)近車燈的切換；

(2)在人車分離情況下，車主使用app可控制車燈的開關(guān)，方便快速的找到自己的車；

(3)在光線充足的駕駛環(huán)境中，自動關(guān)掉車燈電源，以節(jié)省電源。

下面進(jìn)一步對發(fā)明系統(tǒng)功能進(jìn)行闡述：

(1)光傳感器采集光強(qiáng)信號，判斷光照強(qiáng)弱，控制單路優(yōu)先繼電器，若光照低于閾值，光敏傳感器輸出高電平，單路優(yōu)先繼電器吸合；

(2)雙路繼電器com端接入單路優(yōu)先繼電器常開端，在單路優(yōu)先繼電器吸合的情況下，雙路繼電器工作。紅外傳感器將檢測到的前方障礙物距離信息處理后發(fā)送至雙路繼電器，遠(yuǎn)近車燈分別接入該雙路繼電器的常閉常開輸出接口。在監(jiān)測到的距離低于閾值時，輸出低電平，繼電器吸合，遠(yuǎn)光燈熄滅，近光燈亮；

(3)設(shè)計無線控制程序，實現(xiàn)手機(jī)與單片機(jī)的通信，在單片機(jī)通過wi-fi模塊收到手機(jī)傳來的指令后，分析指令并實現(xiàn)相應(yīng)的車燈控制操作。客戶端控制單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)入圖2所示。

如圖1所示，本發(fā)明的系統(tǒng)主要包含以下幾個模塊：

一、前端數(shù)據(jù)采集模塊

前端數(shù)據(jù)采集模塊的原理圖如圖3所示，由光敏傳感器與紅外距離傳感器組成。首先，系統(tǒng)通過光敏傳感器判斷駕駛環(huán)境的光強(qiáng)情況，在光線較暗的情況下，結(jié)合紅外傳感器，靈敏地捕捉到迎面而來的車輛與行人等障礙物，并測量與之的距離，將采集到的信息轉(zhuǎn)換為電信號,從而控制遠(yuǎn)近光燈。

(1)光傳感器

感知駕駛外部環(huán)境的光線，當(dāng)環(huán)境光線亮度達(dá)不到設(shè)定閾值時，do端輸出高電平，反之，do端輸出低電平。其工作電壓為3.3v-5v。

(2)紅外距離傳感器

當(dāng)檢測到前方障礙物信息時，電路板上綠燈指示燈亮，同時out端口持續(xù)輸出低電平信號，該模塊檢測距離為30cm，檢測角度為35度，檢測距離可調(diào)節(jié)：順時針調(diào)電位器，檢測距離增加，逆時針調(diào)電位器，檢測距離減小。其工作電壓為3.3v-5v。

二、開關(guān)控制電路模塊

主要功能部件：單路繼電器，雙路繼電器。開關(guān)控制電路圖如圖4所示。

繼電器的工作電壓為5v，當(dāng)其輸入端in口接收到高電平時，繼電器吸合。因其具有no(常開)，nc(常閉)兩種接口，而使其的接法更加靈活。燈光控制流程如圖5所示。

本系統(tǒng)主要是有兩種傳感器與繼電器結(jié)合，前端利用傳感器對環(huán)境進(jìn)行探測，首先光傳感器控制一個單路繼電器的輸出狀態(tài)，再由紅外傳感器和此單路繼電器共同控制一個二路繼電器，汽車的遠(yuǎn)近光燈分別與二路繼電器的常開常閉端口相接，在光線強(qiáng)度較強(qiáng)時，汽車車燈全部關(guān)閉，達(dá)到節(jié)能的效果；在光線較弱時，汽車遠(yuǎn)光燈打開，此時，在檢測到前方有障礙物的情況下，遠(yuǎn)光燈自動切換為近光燈。

三、單片機(jī)控制模塊

單片機(jī)控制的原理圖如圖6所示。

(1)作為實施例，本發(fā)明采用atmega128單片機(jī),其芯片內(nèi)部自帶8位ad轉(zhuǎn)換功能,能夠滿足小型系統(tǒng)的ad轉(zhuǎn)換,根據(jù)系統(tǒng)的要求,使用c語言進(jìn)行應(yīng)用程序的編寫,將編譯無誤的應(yīng)用程序,通過編程器將應(yīng)用程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)并固化。dmavr系統(tǒng)板核心芯片采用atmega128a-au，支持寬電壓3.3v～5v，為了提高兼容性，系統(tǒng)板支持usb供電或者外部電源供電，外部供電請使用5v電源，通過板載的ams1117-3.3穩(wěn)壓芯片為核心單片機(jī)提供3.3v電源

(2)無線wifi模塊

作為實施例，本發(fā)明采用esp8266wifi模塊，用at指令對其進(jìn)行初始化，設(shè)置其工作方式為sta和ap模式，在該模塊連接至本地路由器和遠(yuǎn)程tcp服務(wù)器之后，即可實現(xiàn)手機(jī)與wifi模塊的通信。esp8266尺寸為5x5mm，esp8266模組需要的外圍器件有：10個電阻電容電感、1個無源晶振、1個flash。工作溫度范圍：-40～125℃。esp8266是一個完整且自成體系的wifi網(wǎng)絡(luò)解決方案，能夠獨立運行，也可以作為slave搭載于其他host運行。esp8266在搭載應(yīng)用并作為設(shè)備中唯一的應(yīng)用處理器時，能夠直接從外接閃存中啟動。內(nèi)置的高速緩沖存儲器有利于提高系統(tǒng)性能，并減少內(nèi)存需求。無線上網(wǎng)接入承擔(dān)wifi適配器的任務(wù)時，可以通過spi/sdio接口或中央處理器ahb橋接口將其添加到任何基于微控制器中。

四、移動客戶端

android系統(tǒng)的移動客戶端由網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，接受區(qū)設(shè)置，發(fā)送區(qū)設(shè)置，數(shù)據(jù)接收和發(fā)送區(qū)幾個部分構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)設(shè)置通過編譯代碼實現(xiàn)，其內(nèi)容包括協(xié)議類型，本地ip地址和本機(jī)端口號幾個部分；通過接收區(qū)設(shè)置使燈的亮暗狀態(tài)以文字形式顯示在手機(jī)屏幕；在發(fā)送區(qū)設(shè)置設(shè)定好通信協(xié)議后，發(fā)送區(qū)調(diào)用相應(yīng)的發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。其實際應(yīng)用如下：首先通過at指令實現(xiàn)手機(jī)客戶端app和wi-fi模塊連接的建立。然后用戶從android端發(fā)送控制命令至單片機(jī)，“0”表示燈滅，“1”表示燈亮。單片機(jī)通過wi-fi模塊接受指令，對車燈作出相應(yīng)的控制并通過wi-fi模塊返回車燈狀態(tài)。手機(jī)app控制的原理如圖7所示。本發(fā)明的實際產(chǎn)品圖如圖8所示。