基于光电传感器感应的汽车雾灯自控系统研究

孙萍 郝祥鑫

1. 烟台工程职业技术学院 山东 烟台 264006；

2. 烟台汽车工程职业学院 山东 烟台 265500

1 汽车雾灯系统现状

1.1 汽车雾灯简介

汽车雾灯分为前雾灯和后雾灯，汽车前雾灯提供一个高亮度的散射光源，这个光源的强度是为了穿透浓雾，起到提醒对面驾驶员的作用。后雾灯的作用就是在雾、雪、雨或尘埃弥漫等能见度较低的环境中让车辆后面的汽车驾驶员易于发现自己的汽车。现有的汽车雾灯系统采用雾灯继电器控制雾灯供电线路的通断，在汽车点火开关置于“ON”，并打开近光灯开关时，经雾灯开关进行分流使雾灯发光。现有的雾灯系统由于需要手动接通开关，所以对于新手驾驶员来讲往往反应能力差没有打开雾灯，或者有些驾驶员忘记打开雾灯，因此而造成的追尾、剐蹭等交通事故在大雾天气容易发生[1]。

1.2 新型雾灯控制系统

综上考虑，一种无须手动控制的，根据行车当前雾霾浓度而自动启动并控制的雾灯自控系统应运而生。这种控制系统采用新型高灵敏度光电传感器作为雾霾浓度感应器，控制回路接收来自传感器的开关信号，控制雾灯回路电流的通断。针对近几年空气污染和多个城市雾霾频发状况，本项目所研究的系统具有重要的意义，是一个新的研究方向。

2 烟雾传感器选择与信号控制

2.1 散射光式光电传感器的选择

烟雾传感器在检测雾霾浓度时要求有快速响应、较宽的温度范围 ，由于安装在汽车空调格栅周围，因此要具备体积不宜太大、性价比高等特点。在烟雾探测报警系统中曾经大量使用离子式传感器，但是由于它容易受环境影响，特别是由于使用了放射源，容易对环境造成污染，越来越不为现代化绿色工程所接受。所以综合实际工作参数的考虑，选择散射光式光电烟雾探测器应用于汽车雾灯自控系统。该传感器的检测室内也装有发光器件和受光器件。

2.2 光电传感器的供电与信号控制

在汽车点火开关置于“ON”状态时，电路接通，传感器发光源得到电能发光，检测到雾霾浓度报警门限信号后由感光元件产生开关信号，经芯片进行处理整形后输出。当烟雾浓度低于设定的报警门限时恢复到监控状态。散射光式光电传感器的信号传递由89C2051芯片进行统一控制，接收来自感光元件的开关信号，经整形处理后作为驱动开关管的基极信号，接通雾灯继电器的供电回路，使雾灯继电器工作电路启动，由蓄电池提供雾灯发光的电能，实现雾灯系统的自动控制[2]。

3 光电式雾灯传感器工作原理

雾霾是由无数微粒组成的，当一束强度为Io的平行单色光入射到这些微粒场时，会受到颗粒团散射和吸收的影响，光强将衰减为I(I＜ Io) 。经光电转换后的电信号的强弱与I的大小成正比，通过检测电信号的变化即可得出烟雾的有无。

从图1可看出两发射管L1、L2发出的红外光强度一致。无烟雾时，由于两红外接收管的入射光强度相同且不变，有雾霾出现时，雾霾颗粒进入L2与L4间的窗口，使入射到L4的光强减少，UA变小而UB不变，使UA-UB＜0，U输出端由1变0，单片机测到该端为0时进入雾灯自启动程序。

图1 传感器原理图

4 雾灯自动控制系统信号通信

JTY-GD-S839型散射光式光电传感器采用车载电源12V供电，当雾霾浓度在门限范围内时输出高电平信号，并将信号电平发送至89C2051芯片进行处理。传感器因其工作温度的要求，要安装在汽车进气总管周围，尽量远离汽车发动机，防止因温度过高致使传感器工作失效。根据城市雾霾污染指标，可按照需求选择传感器数量。一般情况下，选择四个传感器进行雾霾浓度检测为宜。当雾霾浓度在0.65～15.5%时，发光源发出的可见光在经过雾霾颗粒反射后形成感光元件可接收的信号，经过信号处理电路进行信号的比较与整形处理后发出开关信号，控制电磁继电器线圈供电，接通工作回路使雾灯开启；当没有雾霾或者雾霾浓度低时，传感器不发出开关信号，继电器线圈不通电，雾灯无须启动。

JTY-GD-S839散射光式烟雾传感器的应用，很好地实现了上述应用目的。

5 结束语

散射光式光电传感器在汽车雾灯自动控制系统中的应用，可以迅速测量车辆行驶过程中是否有雾霾，并判断雾霾浓度大小，从而控制雾灯是否开启，有利于辅助驾驶员判断，降低因视线不好和驾驶员没有及时开启雾灯而导致的车辆剐蹭等交通事故的发生概率。光电传感器雾灯自控系统的先进技术也是以后汽车车载传感器的新的发展渠道。