基于光纤通信的汽车照明及信号控制系统.pdf

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1、!#年$月重 庆 大 学 学 报%&!#第!(卷第$期)*+,-&.*/0 1*-2 3 4-25-4 6 7,8 4 9:*.;!(!$?!#$!$A基于光纤通信的汽车照明及信号控制系统陈 渝 光!廖 仕 利!陈 新 岗 重庆工学院 电子信息与自动化学院!重庆!#$#摘!要!传统汽车照明$信号控制系统的控制信号通过专用线束传输!不具备自诊断功能%当重要控制信号出现故障时!驾驶员难以察觉!容易造成车祸%针对上述问题!提出了一种基于光纤通信的新型汽车照明$信号控制系统!介绍了控制功能$自诊断功能!以及硬件设计与软件开发%关键词!汽车&照明&信号&光纤通信&电子控制中图分类号!5#D A;D$文献

2、标识码!F!汽车照明!信号控制系统承担着汽车的照明!信号灯 以及电喇叭!倒车和刹车蜂鸣器等控制任务#传统的汽车照明!信号控制系统采用开关!继电器和专用电子振荡器等进行控制 其控制信号通过专用线束传输不具备自诊断功能#汽车行驶过程中 当转向灯等重要控制信号出现故障时 驾驶员难以察觉 容易造成车祸$=%#=!系统硬件平台与工作原理系统由A片单片机构成的多机系统来实现汽车照明!信号的控制$!%#系统主电子控制单元R 0 5&R.7 J W9,*-4 J0*-9,*.5-4 9 将所有输入控制信号集中编码通过光纤以串行的方式发送到前R 0 5&安装在汽车前部 和后R 0 5&安装在汽车尾部#前&后R

3、0 5的并行输出口通过光电隔离器输出控制信号 分别对汽车前部&尾部 各照明!信号器具进行控制 对汽车前部&尾部 车灯!信号器具进行实时监控#一旦出现故障前&后R 0 5立即将故障代码传回主R 0 5 主R 0 5报警并显示故障代码#系统硬件平台 如图=所示#图=!系统硬件平台=;=!R 0 5系统主R 0 5采用F B?E 0$=前R 0 5!后R 0 5采用F B?E 0!$=#F B?E 0$=内 置#T 可 编 程X.&8 1 RW!_ Q%=!?字节Q F%!个=D位定时(计数器=个串行通讯口D个中断源A!条Y(引线A级程序存储器保密 静态工作频率为!#%S c#FB?E 0!$=内置

4、!T 可编程X.&8 1R!_ Q%=!?字节Q F%!个=D位定时(计数器=个片内模拟比较器=个串行通讯口D个中断源=$条Y(引线 两级程序存储器保密 静态工作频率为!#%S c$A#%#=;!光纤发射 接收器光 纤 发 射(接 收 器 采 用SX Q W=#=#(!#=D#SX Q W=#=#(!#=D发射光波长?!-K 最高数据传输速率=$%H 最长传输距离#K 工作温度范围为#f n?$f 可 适 用$(=!$&KD!;$(=!$&K!&KS0 P光 纤 及P B!P 0!P%F和X 0#种 连 接 头#SX Q W=#=#光纤发射器内含一个高效光功率激励的铝砷化鎵光发射器 该光发射器

5、在D KF直流电流激励下能向光纤馈入光波长为?!-K的光功率&=!H K#SX Q W!#=D光纤接收器由一个高效SD%#收稿日期!A=!E基金项目!重庆市教委应用基金项目&D A D#作者简介!陈渝光&=E D!男 江苏无锡人 重庆工学院副教授 硕士 主要从事自动化设备的研究和开发工作#万方数据在装卸搬运时有其特点及方法:物流装卸搬运的概念：物流装卸搬运是指在一定的区域内(通常指某一个物流结点，如车站、码头、仓库等，以改变物品的存放状态和位置为主要内容的活动。它是伴随输送和保管而产生的物流活动，是对运输、保管、包装、流通加工、配送等物流活动进行衔接的中间环节。在整个物流活动中，如果强调存放状

6、态的改变时，一般用“装卸”一词表示；如果强调空间位置改变时，常用“搬运”一词表示。物流的各环节和同一环节不同活动之间，都必须进行装卸搬运作业。所以杭杭州州搬家公司搬家公司就是来完成其作业的。正是装卸搬运活动把物流运动的各个阶段联结起来，成为连续的流动过程。http:/ 0 5利用两个控制字对所有输入控制信号进行编码存储!这两个控制字的存储格式相同!如图!所示图!控制信号存储格式主R 0 5B定时=;$K 8中断!产生周期为AK 8的方波信号控制汽车喇叭利用B中断!软计数!$次!以产生使转向灯每分钟闪烁?次的周期方波信号当输入开关信号变化!或者定时时间到!或者软计数次数到!则置位第=个控制字的相

7、应位!或对该位求反主R 0 5定时=;$K 8比较这两个控制字!当这两个控制字不同时!主R 0 5通过串口发出更新信号!并用第=个控制字更新第!个控制字前#后$R 0 5收到主R 0 5传来的控制信号后!立即与现有控制信号进行比较若不同!则更新输出控制信号=;#!自诊断前#后$R 0 5的_=;(%_ A;!_ A;$%_ A;(为故障监测端口!分别输入前后照明%信号器具的自诊断信号前#后$R 0 5每发出一个控制信号!在其故障监测端口就会收到一个相应的反馈信号比较这两个信号!如果不相同!则说明相应端口的照明%信号器具发生故障!前#后$R 0 5则立即向主R 0 5发送故障代码主R 0 5收到

8、故障代码后!报警!并显示故障代码!系统软件系统软件由各R 0 5的初始化程序!各R 0 5控制子程序!自诊断子程序!以及通讯子程序等组成主R 0 5与前#后$R 0 5的通信利用单片机内置的串口!通过光纤传输控制信号主R 0 5%前#后$R 0 5分别采用查询%中断的通信方式系统通过对P 0$=单片机应用设计%(;哈尔滨&哈尔滨工业大学出版社!=E E(;$?D=;A(!F B?E 0!$=G&9&8 1 7 7 9R)Z(;1 9 9 V&);&9 K 7.;J*K)H -),7 8*+,J 7 8)V,*HH*J+K 7-9 8)G 0 A D?;_ G X;G&9&!;!;=$;#(!F

9、 B?E 0$=G&9&8 1 7 7 9R)Z(;1 9 9 V&);&9 K 7.;J*K)H -),7 8*+,J 7 8)V,*HH*J+K 7-9 8)H*J !D$;V H/;G&9&!;!;=(;$(!Z b 0 P B;%4-4&9+,7X 4 I 7,V 9 4 J0*K V*-7-9 8 b 4 9 1P B!P%F&-HX J_*,9 8B 7 J 1-4 J&.G&9&R)Z(;1 9 9 V&);8 7 K 4 J*K H+J 9*,;&2 4.7-9;J*K)G&9&!=;=;!E;D(!邓本再!谢玉梅!周力行;利用光纤发射)接收器对实现远距离高速数据采集)(;电子

10、技术应用!=!(#=!$&$#$D;D!重庆大学学报!#年万方数据)0 13 4G$%;-$&%&(6$%&+#3.&-4.+6 5#-7H#(.&I*-$,+B$8 43.77=&$,-$.&5(A)4=-6=+,6!P J 1*.*/R.7 J 9,*-4 J Y-/*,K&9 4*-g F+9*K&9 4*-0 1*-2 3 4-2Y-8 9 4 9+9 7*/B 7 J 1-*.*2 0 1*-2 3 4-2#$0 1 4-&#)8#-4 ,-$B 1 7J*-9,*.8 4 2-&.8*/J*-6 7-9 4*-&.J&,.4 2 1 9 4-2&-H8 4 2-&.J*-9,*.8

11、 8 9 7 K 1 4 J 1 4 8-*9V*8 8 7 8 88 7./W H 4 W&2-*8 4-2/+-J 9 4*-&,7 9,&-8 K 4 9 9 7 H6 4&8 V 7 J 4&.4,4-21&,-7 8 8 4 9 1 1 4 J 19 1 7H,4 6 7,8&,7-*9&I.79*H 4 8 J*6 7,&9,*+I.7&-H&-&J J 4 H 7-9K&I 7*J J+,1 7-J&,+-4-2;B*8*.6 7 9 1 7V,*I.7 K&-7 J*-9,*.8 8 9 7 KI&8 7 H*-*V 9 4 J&./4 I 7,J*KK+-4 J&9 4*-4

12、 8V,*V*8 7 H;Y 9 8/+-H&K 7-9&.J*-9,*./+-J 9 4*-8 7./W H 4&2-*8 4-2/+-J 9 4*-1&,H&,7H 7 8 4 2-4-2&-H8*/9&,7H 7 6 7.*V 4-2&,7 4-9,*H+J 7 H;9 51.4(#$J&,%.4 2 1 9 4-2%8 4 2-&.%*V 9 4 J&./4 I 7,J*KK+-4 J&9 4*-%7.7 J 9,*-4 JJ*-9,*.!编辑!吕赛英*!上接第!页B=E E 5!.1 4)(J=#-7&-./3.7*=-4K.&$-.4&(3.&-4.+6 5#-7/.4L 5(4.

13、*.1 46-$.&BEG=%=?/H=,-+,6=$/)!B&%!=;P 9&9 7T 7 Z&I*,&9*,*/%7 J 1&-4 J&.B,&-8 K 4 8 8 4*-4-0 1*-2 3 4-25-4 6 7,8 4 9 0 1 4-2 3 4-2#A 0 1 4-&%!;0 1*-2 3 4-2Y-8 9 4 9+9 7*/_ 7 9,*.7+K0 1 4-2 3 4-2#!0 1 4-&#)8#-4 ,-$B 1 7J*K V+9 7,K*-4 9*,&-HJ*-9,*.8 8 9 7 K/*,1 H,*V*7,8 9&9 4*-4 8&.&8&8 9,+J 9+,7 8 8 9

14、 7 K*/.&K 4 W-&9 7H 4 8 9,4 I+9 4*-&-H*V 7-8 9 .7;B 1 78 8 9 7 KJ&-&H h+H 2 7&J 9 4 6 7V*7,&-H 4-&J 9 4 6 7V*7,*/&9 7,9+,I 4-7&J WJ*,H 4-29*9 1 7,7 3+4,7 K 7-9;B 1 7*V 7,&9*,84-&J 9 4 6 7 W J*-9,*.7 6 7.2 4 6 79 1 76&.+7*/&J 9 4 6 7V*7,&-H4-&J 9 4 6 7V*7,/*,&9 7,9+,I 4-7I J*K V+9 7,*,8 9&9 4*-;_ Z 0

15、*/Z 0 5,+-9 1 7V*7,J*-9,*.V,*J 7 H+,7I-7 9J*K WK+-4 J&9 4*-4-*,H 7,9*,7&.4 c 7V*7,&H h+8 9;B 1 7V*7,&H h+8 9*/&9 7,9+,I 4-7K&4-.I 8 V 7 7 HJ*-9,*.8 8 9 7 K&-HK&2-7 9 4 c&9 4*-8 8 9 7 K;B 1 7!W GX+c c _ Y G0*-9,*.%*H 7.4 8V,*V*8 7 H 4-*,H 7,9*J&,*+9V*7,&H h+8 9*/&9 7,9+,I 4-7;Y-9 1 4 8-7 K 7 9 1*H9 1

16、 7V&,&K 7 9 7,*/_ Y GJ&-8 7./W-7&9 7-*-.4-7&J J*,H 4-29*V*7,H 7 6 4&9 4*-&-HV*7,H 7 6 4&9 4*-,&9 7;K 7&-8*/9 1 4 8V,*J 7 H+,79 1 7K&J 1 4-7+-4 9J&-*I 9&4-2 4 6 7-V*7,6&.+7,&V 4 H.7&J 9.&-H8 9&I.;Y 9 J&-K&7 9 1 7V*7,&H h+8 9*/K*-4 9*,&-HJ*-9,*.8 8 9 7 K*I 9&4-2*HJ*-9,*.J 1&,&J 9 7,4 8 W9 4 J&-H,*I+8

17、9&-H 4 9 4 8I 7-7/4 9 9*7 9 7-H9 1 7*,.4/7*/K&J 1 4-7+-4 9;9 51.4(#$1 H,*V*7,8 9&9 4*-%J*K V+9 7,K*-4 9*,&-HJ*-9,*.%/+c c.*2 4 J%_ Y GV*7,J*-9,*.!编辑!成孝义(!第!(卷第$期!陈渝光 等#基于光纤通信的汽车照明及信号控制系统万方数据基于光纤通信的汽车照明及信号控制系统基于光纤通信的汽车照明及信号控制系统作者：陈渝光，廖仕利，陈新岗作者单位：重庆工学院,电子信息与自动化学院,重庆,400050刊名：重庆大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL

18、OF CHONGQING UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：2004，27(5)被引用次数：0次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.陈渝光 汽车电器与电子设备 19992.张毅刚.彭喜源.谭晓昀 MCS-51单片机应用设计 19973.AT89C2051 Datasheet4.AT89C51 Datasheet5.LOW COST.Miniature Fiber Optic Components With ST,SMA and Fc Ports Technical Data6.邓本再.谢玉梅.周力行 利用光纤发射/接收器对实现远距离高速数据采

19、集期刊论文-电子技术应用 2001(12)相似文献(10条)相似文献(10条)1.会议论文 陈大华 汽车照明的演变和发展趋势 2000 该文阐述了汽车照明国民经济的支柱汽车工业中的现状和地位，并详细介绍了汽车照明装置的演变过程，罗列了汽车照明光源种类，分门别类地剖析了汽车前照明、信号光源、仪表显示灯，尾灯和刹车灯演变及其发展趋势，特别是对国际上汽车照明机构和法规制定了简介。文章最后对中国汽车照明前景作了展望。2.期刊论文 戴勇.DAI Yong 汽车照明电源设计-电子设计工程2010,18(5)汽车中大多采用LED和CCFL作为背光源,两种方案均需要特殊的供电电源.设计了LED、CCFL灯源的

20、供电方案,并给出汽车内部照明、背景显示以及外部照明等多种具体的应用电路,可用于汽车的内部和外部照明领域.这些汽车照明电源应用设计电路能够有效散热,并极大节省设计成本.3.会议论文 姜兆庆 汽车照明及光信号装置的测试技术研究 2008 本文在介绍了汽车照明及光信号装置的技术要求和测试技术的基础上,对影响测试结果准确度的环节和因素、测量不确定度进行了较为详细的分析和研究,并结合我国国情,给出了汽车灯光试验室的基本技术要求规范.4.学位论文 于晓良 汽车自适应照明控制系统的研究 2009 针对传统汽车照明系统灯光光型单一且只能由手动控制，尤其在一些路况或者环境比较恶劣的情况下不能及时有效的提供良好照

21、明的问题，本论文对汽车自适应车灯照明控制系统进行了相应的研究。本课题所研究的汽车自适应照明控制系统能够自动为车辆提供所处环境位置需要的灯光光型，为驾驶员提供良好的照明范围，减轻驾驶员的工作压力，减少交通事故，同时本系统与手动控制并联，不妨碍驾驶员对车灯的手动控制。本系统主要有弯道照明、车身俯仰车灯调整、高速公路上坡时车灯调整、前照灯自动开闭、会车时灯光自动切换、车灯故障诊断以及前照灯延时关闭功能，可为驾驶员在不同的行驶环境下提供良好的照明，是汽车智能化照明的一个更加全面完善的设计方案。本文首先概述了汽车自适应照明控制系统的国内外发展状况和发展趋势。介绍了系统相应的法律基础，在此基础上提出了系统

22、的总体方案，给出了系统所实现的功能以及工作原理，并详细的阐述了系统工作的理论基础。随后详细的阐述了系统前照灯偏转调整的控制策略。根据系统的功能要求，对所用传感器进行了选择，并给出了安装位置。系统选用8位AT89S52为核心处理单元，对外围电路进行了设计，包括各个传感器信号的数据采集处理电路、各开关状态的检测电路、步进电机和继电器的控制驱动电路及故障诊断报警指示电路设计等。对系统各个功能模块软件进行了设计，给出了系统软件设计的流程图。5.期刊论文 周太明.Zhou Taiming 道路照明和汽车照明用金属卤化物灯(上)-中国照明电器2010(3)道路和汽车照明都是低亮度的照明,属于中间视觉的范畴

23、,这时,人眼对于较短波长的光更敏感,故而采用白光好.本文简要介绍道路和汽车照明用的白光金属卤化物灯.实践证明,通过精心研究,开发光效高而且对环境友好的光源是完全可能的.6.期刊论文 季卓莺.邵红.陈文成.陈大华.Ji Zhuoying.Shao Hong.Chen Wencheng.Chen Dahua 汽车照明前沿科技的ISAL2005-灯与照明2005,29(4)应德国达姆施塔特(Darmstadt)技术大学照明研究所的邀请,复旦大学多名教授、博士和硕士研究生参加了国际汽车照明研讨会ISAL 2005,并参观了LMT,Osram 和Philips等多家公司的最新产品展,该文就此次会议及其所

24、涉及的一些汽车照明和道路照明领域国际上的相关研究情况作简明的介绍.7.期刊论文 陈大华.Chen Da Hua 汽车照明的演变和发展趋势-中国照明电器2001(12)前言发展经济首先要畅通道路,而有路必驶车,这就使汽车工业成为各国国民经济的支柱产业,并成为大家公认的一个不容置疑的共识.随着汽车造型改进和美化的多样化,照明装置制造材料和形状也发生日新月异的变化,这样汽车照明企业就应运而生.例如在日本汽车照明光源和灯具的总产值已达到395亿美元.我国的汽车工业在加入WTO后,会面临严峻的生存挑战,但从我国实际情况分析,我们的汽车零部件生产,尤其是汽车照明光源和灯具的生产,将会遇到历史上难得的发展机

25、遇.这也是为什么上海市人民政府1997年7月决定在上海复旦大学电光源研究所建立上海市汽车照明工程中心的原由之一.作为我国汽车照明行业来讲,如何正确了解汽车光源的技术演变,搞清汽车工业对照明装置的严格要求,国际上相应的法规以及有关组织机构,及时跟上国际汽车照明的发展趋势,紧紧抓住这一能为我国带来巨大经济效益和社会效益的商机,是每位汽车照明企业家和科技人员刻不容缓的神圣责任和任务.本文试从汽车照明方面谈些粗浅看法,与有关人士商榷、探讨和交流.8.期刊论文 包海.吴冰冰 汽车照明光源的应用现状和未来发展-黑龙江交通科技2008,31(8)介绍汽车照明光源的应用现状,着重概括热辐射汽车光源和气体放电汽

26、车光源的特点、应用和发展,同时简要介绍了其他类型的汽车光源,并对汽车照明的发展趋势进行了展望.9.学位论文 郑德超 汽车灯光集中控制系统的研究 2009 如今全球都处于能源紧缺的状态，而大量耗费能源的汽车总数却在不断的攀升，于是如何提高汽车对能源的使用效率，并同时减少对环境的危害成为了近年来最热门的话题。本文所研究的对象是以LED这种低功耗的光源配合光纤照明新兴的绿色照明方式在汽车上的应用，具有较好的实际应用价值。本文将汽车车身照明系统作为研究对象，探讨如何设计一种新颖而又优点突出的照明系统。该系统将汽车上的所有光源集中在同一位置，利用照明用光纤将灯光分别传输到车身的各个部位，实现了光源的集中

27、控制和光线的柔性传播。首先，对汽车光源进行全面的介绍与分析，然后选取LED作为本文所研究的汽车光源，进行详细研究。根据车灯不同功能的要求，选取合适的大功率LED，并设计相应的驱动电路。其次，在详细分析汽车车灯控制逻辑的基础上，利用C8051系列单片机作为控制芯片，编写车灯的控制程序，实现了只用一片单片机对整个车灯照明系统的控制，大大的提高了系统的可靠性，并可通过其内部集成的CAN总线与车身的其它电气设备紧密的联系在一起。再次，通过对照明用光纤的整体研究与分析，讨论如何选取合适的光纤、LED光源、聚光镜、反光镜、金属套件，以及如何将他们紧密的耦合在一起，形成一个完整的光纤照明系统。最后，通过搭建

28、实验模型验证该汽车车灯集中控制系统的可行性，根据所测得的实验数据与理论计算的数据向对比，得到该系统中所存在的一些亟待解决的问题，为今后在该项系统的研究与设计提供正确的方向。10.期刊论文 黄铮.吴昌华.陈文成.季卓莺.邵红.陈大华 ISAL 2005第六届国际汽车照明研讨会巡礼-光源与照明2005(4)应邀参加了International Symposium on Automotive Lighting(简称ISAL 2005)国际汽车照明研讨会,并参观了LMT,OSRAM和PHILIPS等几家公司的最新产品展,该文就此次会议所涉及的一些汽车照明和道路照明领略的相关研究情况作简明的介绍.本文链接：http:/