汽车前照灯照明自动控制装置的设计与实现

刘洋明　刘大诚

【摘 要】随着汽车保有量的不断增加，交通事故及因交通事故造成的人身伤亡也急剧上升。在这些交通事故当中，因在会车时未及时变光而造成对方驾驶员眩目而引发的交通事故时有发生。本文设计实现了一种汽车前照灯照明自动控制装置，当夜晚行车远光灯打开时，系统能通过光检测输入模块察看前方是否有相对行驶车辆，若有则自动启动光控制输出模块，关闭远光并打开近光。这种装置能很好地解决传统方式下手动变光延迟时间长和驾驶员因频繁手动变光而分散注意力等问题，从而大大减少事故的发生。

【关键词】前照灯；远近光；变光；自动控制

1 研究背景

汽车前照灯尤其远光灯发出的光很强，它虽然会给司机夜间行驶的安全行车提供保障，但同时给迎面行驶的机动车驾驶员带来刺眼的强光，从而可能引发交通事故。为了对这类道路交通事故进行预防，《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定，夜间会车应当在距相对方向来车150m以外改用近光灯，在窄路、窄桥行驶以及与非机动车会车时应当使用近光灯。若在探明路况或者对向车道有来车的情况下，此时应提前150m将远光灯切换为近光灯[1]。但现实中很多驾驶员经常使用远光会车，而且这种违规操作很难予以监督，这跟驾驶员的素质有一定关系；但另一方面，由于频繁的变光操作给驾驶员在驾驶过程中增加负担，以及在做变光操作时引起方向不稳也存在交通隐患[2]。

中国汽车技术中心的调查研究表明，夜间行驶距离约占总行驶距离的20%，但事故死亡率却占50%以上。在弯道上的事故多于直道，除超车不当的原因之外，最大因素是错误使用远近光，从而导致能见度不足，进而发生车祸。由于会车时远近光的变换全凭驾驶员的安全意识和自身素养，因而也会带来很多不确定因素。为此，研究设计汽车前照灯远近灯光的自动控制是非常有必要和有应用价值的，它能尽可能地降低交通事故发生的机率，是对夜间道路交通事故的有效预防。

目前在汽车前照灯的远近光控制上，汽车生产厂家大多设计为手动转换控制，即人工手动操作。自动操纵变换远近光一般在高档车上才会装配，而且配件价格高昂，不适宜在中低档车辆上加装和改装，所以这种装置在汽车前照灯照明自动控制的改装方面有一定的市场空间。关于汽车前照灯远近光自动控制方面，前人也研究并制作了相应的电子产品。但由于其灵敏性、稳定性、可靠性方面存在一定的缺陷，因而没能普及开来。本文设计并实现的汽车前照灯照明自动控制装置，采用自动变光技术实现车辆在会车时自动切换远近光的功能，这样它既不干扰会车时对方的驾驶，又能减轻驾驶员的操作负担，提高照明不良路面的行车安全性。

2 汽车前照灯远近光自动控制装置的设计与实现

2.1 设计方案

图1 系统框图

本装置主要包括如图1所示4个组成部分：光线检测输入模块、主控模块、控制开关模块、光控制输出模块。控制开关电路置于汽车前照灯远光开关上，当远光灯打开时即启动自动控制系统工作。当对面有车时其灯光被光检测输入电路捕获后，电路会向单片机发送有效高电平，单片机检测到有效信号则通过光控制输出电路使前照灯自动变为近光；否则继续检测输入的信号。

2.2 系统硬件实现

本设计选用STC89C52单片机，它接受传感器传来的信号，然后将接收到的信号经过处理后送给输出端。当前方的灯光强度达到传感器能识别的数值时，它会把被测物理量作为输入参数转换为电信号输入；经过单片机处理后对控制电路进行控制，从而达到自动控制目的。

光检测输入电路中的光电传感器可以选用光敏电阻、光电池或光敏二（三）极管均可[3]。当两车在夜晚相遇时，远光灯的照度是偏低的；如果偏离主轴位置，因照射角度的变化其照度还会下降，所以光电传感器的选取重点是其在微弱光线下的灵敏度和线性度。由于各种车灯的发射光谱均处于可见光范围，故本设计采用光电池作为光电传感器，它对可见光频率的光谱响应度好，同时光电池感光面积大，适合用于对低照度灯光的测量。

光控制输出电路是要控制远近光的切换，而单片机是一个弱电器件，要把它用于大功率场合，要有采用功率驱动环节来衔接，本设计选择了光电耦合继电器驱动，接到单片机的P1.5端口（如图2所示）。

本设计选用的显示器是LCD1602 工业字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，采用标准的16脚接口，其中几个编程常用的主要管脚分别是：寄存器选择，读写信号线和使能端[4]。

3 系统软件实现及实物展示

系统软件设计思路为：光电池受到光照后，通过光检测输入电路向单片机的P2.2端口发送信号，单片机通过控制P1.3和P1.4实现变光输出，此时远光灯灭近光灯亮。软件设计流程如图3所示，实现的实物装置如图4所示。

4 结语

本文设计了一款主要应用在中低档汽车上进行前照灯远近光自动控制的装置，它能够通过光线检测传感器实现汽车夜间会车时的自动检测。当行驶两车会车时，将前照灯调为近光，会车过后又调为远光；在山区多隧道路段或照明不良道路行驶时，及时开启前照灯以减少交通事故发生机率，提高夜间行车和照明不良路面行车的安全性，它是对夜间道路交通事故的有效预防。

【参考文献】

[1]刘燕.夜间须正确使用远光灯[J].交通与运输，2015（6）：78.

[2]李建栋，隋文泉，余伟芬，陈鹏.汽车近远光灯自动转换及障碍预警系统的研究[J].数字技术与应用，2012（5）：61-63.

[3]邹祖军，冯进良，郭奕辰，葛明达.汽车大灯远近光自动切换系统[J].2011（3）：20-22.

[4]赵亮.液晶显示模块LCD1602应用[J].电子制作，2007（3）：58-59.

[责任编辑：汤静]