一种使公交车车窗玻璃变色装置的设计

史蕾蕾

（山东理工大学交通与车辆工程学院，山东 淄博 255049）

一种使公交车车窗玻璃变色装置的设计

史蕾蕾

（山东理工大学交通与车辆工程学院，山东 淄博 255049）

∶设计内容是基于一种使公交车车窗玻璃变色的装置，利用单片机控制系统控制进入公交车内光线强度，从而提高了车内环境舒适度和行车安全。单片机控制系统可以根据驾驶员的要求，使得车窗玻璃的透光度随着外部光线强度自动变化。从而避免车内乘坐人员受车外高强度太阳光的照射。

∶单片机；单片机控制系统；太阳能电池板

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.028

CLC NO.: U462.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-76-02

引言

公交车是人们出行时必不可少的一种交通工具。在公交车上，当太阳光强烈时尤其是在夏季，而且强光穿过车窗玻璃板会使车内温度升高，降低汽车的舒适性，使司机视觉疲劳和精神疲倦，影响司机的开车状态从而影响行车的安全；同时强光通过车窗进入到公交车内会使车内的温度升高，影响了车内环境的舒适度，所以车内温度的升高会增加车内空调的负担。一般情况下，乘客会拉上窗帘以减少进入车内的光线同时司机会拉下遮阳板。但是，拉上的窗帘会给乘客带来各种行动的不便，拉下的遮阳板会影响司机的开车视线容易造成安全事故的发生。因此研究利用单片机控制的使公交车车窗玻璃变色装置的设计，对于提高行车的安全性具有极为重要的意义

1、变色车窗玻璃装置的总体结构及其工作原理

图1　变色车窗玻璃的结构示意图

利用太阳能使公交车车窗玻璃变色的装置，包括光度传感器，单片机控制系统，太阳能电池板，开关，变位器，液晶层，玻璃板组成。其中：光度传感器与单片机控制系统相连，太阳能电池板与变位器相连；变位器与玻璃板相连；液晶层加在玻璃板中间；太阳能电池板发电使车窗玻璃板中间的液晶层改变了进入车内光线的强度。其位置分布图[1][3]如图1所示。

司机可以将目标光照强度输入到单片机控制系统，当光度传感器将照射到玻璃上的光照强度转化为电信号传递到单片机控制系统，单片机控制系统将接收到的信号与目标值进行比较[2]。如果光照强度高于目标值时，单片机控制系统会控制电路中的开关打开，电路中会产生电流，夹在玻璃板中间的液晶层会开始工作，阻止光线的通过。单片机控制系统还可以根据光照强度的不同，调节变位器，改变电路中的电阻间接调节电路中的电流，从而可以根据太阳光的强度的不同调节进入车内光线的亮度。而且玻璃板和加在其中间的液晶层会阻止99%以上的紫外线进入车内还可以吸收红外光谱中的热量，减少了光线进入车内带来的温度，使车内温度不致太高而增加车内空调的工作负担和对人体带来的不适。如果光照强度低于目标值时，光线会按照人们的意愿全部进入车内。当车内温度低于驾驶员设置的目标温度时，太阳能电池板将产生的直流电输送到蓄电池并储存起来，以便手机或平板电脑充电。

2、具体实施方案

下面结合图2对基于单片机控制的使公交车车窗玻璃变色装置的设计作进一步的描述。

如图2、图3所示当公交车车窗玻璃变色装置开始工作时，打开变位器，光度传感器2将照射到车窗玻璃上的光照强度转化为电信号传递到单片机控制系统3，单片机控制系统3将接收到的信号与目标值进行比较。如果太阳光光线强度大于司机预先设定的目标值，单片机控制系统3会控制电路中的开关2打开，太阳能电池板1产生的电流通过液晶层7，液晶层4夹在玻璃板6中间，有电流通过时液晶层会开始工作，减弱进入车内光线的强度。另外，可以根据太阳光线的强度及实际需要的情况调节变位器5，改变电路中的电阻从而限制电路中电流的大小，最终实现控制车内的光线强度。

图2　变色车窗玻璃的工作原理示意图

图3　太阳能电池板向蓄电池充电示意图

如果太阳光光线强度小于司机预先设定的目标值时，太阳能电池板产生的直流电就存储在蓄电池8中，以备手机或平板电脑充电。

3、结论

太阳能是理想的清洁能源，而且取之不尽用之不竭；利用变位器可随时调节进入车内的光线强度，该装置省去了购买窗帘的费用和定期清洗窗帘的麻烦；另外，该装置操作简单，易于控制。用这一方法代替现有的在车窗玻璃上贴遮光膜和窗帘的方法，可以克服此方法存在的在正常光线下车窗透光性差，车内发暗的缺点。

[1] 穆斯.机械设计[M].机械工业出版社.2012.3.

[2] 张毅刚,彭喜元,彭宇.单片机原理及应用[M].高等教育出版社,2010.5.

[3] 杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础（第五版）[M].北京:高等教育出版社,2006.

Design of changing the color of glass of the bus windows

Shi Leilei
（School of Transportation and Vehicle Engineering, Shandong University of Technology, Shandong Zibo 255049）

The content of this design is a device that is designed for changing the bus window glass, using the ingle-chip microcomputer to control the intensity of light that access to in the bus thus improve the comfortable environment inside the cars and the safety of the traffic. The ingle-chip microcomputer can be based on the requirements of the driver to make the windows light transmittance of glass change automatically as the external light intensity changes. At last,the person in the car couldn't exposure the high intensity of sunlight.

ingle-chip microcomputer; single-chip microcomputer control system; solar panel

∶U462.1

∶A

∶1671-7988(2016)09-76-02

史蕾蕾（1991—），女，就读于山东理工大学交通运输工程专业，研究方向：专用汽车设计。