电子信息技术在智能汽车设计中的应用

2023-04-05刘悦

时代汽车 2023年7期

刘悦

天津交通职业学院天津市 300110

1 引言

计算机信息技术手段直接决定汽车智能化设计水平的高低，现阶段，智能化技术和电子信息技术是未来汽车行业主要发展方向，国内外很多汽车品牌商已经开始尝试电子信息技术应用在汽车开发上，这能够有效提升智能汽车的舒适度和安全性，更好为智能汽车安全行驶提供保障。

2 智能汽车的特点

智能汽车是由很多个功能组成的综合性系统，主要包括决策规划、环境传感、多级辅助等。利用电子计算机信息技术，研发智能化的汽车综合性系统，这是我国汽车行业重点研究的工作。同时，也是高科技不断发展创新的历史证明。发达国家应用智能化在汽车研发中时间较早，并且已经取得显著的研发成果，我国在智能化汽车研发的时间相对较晚。但是发展脚步很快，并且已经取得进展，在汽车智能化研发设计的工作过程中，不断积累新的工作经验，我国正处于汽车智能化设计的关键时期，所以汽车行业仍然需要加大电子信息技术的支持，不断加大资金投入力度。同时，引进先进优秀的技术型人才，不断调整和优化汽车智能化设计方法，树立良好的汽车智能化形象。在未研发汽车智能化生产的前期，汽车行驶中消耗的是传统的燃油方式，并且消耗的燃油会产生有害物质，对道路周围的环境造成严重污染。但是，伴随计算机电子信息技术涉及的领域越来越广泛，为汽车行业研发设计汽车智能化带来极大便利，利用计算机电子信息技术不仅可以提升汽车智能设计质量水平，还可以为汽车品牌商减少资金投入，节约汽车生产成本，继而加强汽车的安全性能和环保性能，减少汽车在行驶中人力操作的环节，为汽车驾驶者带来愉快的体验[1]。

3 信息技术在汽车智能化设计中的应用方式

3.1 电子导航系统

电子导航系统已经出现在大多数的汽车当中，电子导航系统就是Gps 实时定位功能，它可以结合全球地理数据，通过算法为驾驶者提供准确的行驶路线，伴随着电子导航系统技术越发成熟，电子导航系统已经可以识别马路上的红绿灯，还可以了解交通道路的拥堵情况，道路突发事件信息等，及时帮助驾驶者能够第一时间了解红绿灯信息、道路拥堵、突发事件路况等，促使驾驶者对突发事件提前做好出行路线安排。车载电子导航外形是中控显示屏或者电子仪表盘的形式，驾驶者可以清晰地观看导航路线和交通路况通过电子地图的形式直接展示在眼前，再通过语音播报的形式对驾驶者进行引导。需要注意的是，大多数的汽车可以直接和手机连接，与手机软件中的APP 进行连接，让汽车导航系统直接与手机软件相结合。现阶段，国内大多数中新兴汽车制造行业，全部都已经将电子导航系统作为汽车制造的标配，电子导航系统不仅不会影响驾驶者行驶安全，还可以为驾驶者提供正确的驾驶路线。为驾驶者出行带来极大的便利，同时，为公共交通管理部门提供有效支持[2]。

3.2 汽车智能控制系统

汽车智能控制系统可以智能化调节汽车车身，还可以为汽车提供智能化行进路线，通过传感器进行智能化控制汽车，智能汽车传感器的主要设计涉及数字图像、数字数据信息、规划汽车行驶路线控制结构等。数字图像的作用主要是对路况进行观察和分析，驾驶者可以及时掌握汽车行驶过程中的实际状况。数字图像的观察原理主要是通过人类的观察特点和运动状态对事物进行分析并做出判断，分析行驶中汽车周围环境是否安全。在汽车智能化研发设计的过程中，利用计算机电子信息技术进行汽车智能化控制，汽车内的传感器可以对汽车周围的情况进行实时监测，通过智能化的监测，可以获取各项汽车行驶中的数据信息，例如，汽车横摆角速度、侧面加速时速、左右车轮行驶过程中速度差值等。如果发生汽车左右车轮速度超过规定的正常差值，就可以利用电子信息技术中程序算法设计出汽车智能控制系统，自动计算机通过轮胎的横摆差距，对计算出的数字差值对汽车轮胎进行调节，促使汽车在行驶过程中的稳定性。再例如，利用智能控制系统对汽车发动机进行控制，汽车控制系统通过各种汽车零件向传感器输入信号，再由智能控制系统对传感器内的信号做正确的技术处理，利用智能控制系统测算出符合安全范围内的数值，继而保证最小的数字可以控制其他系统，其他汽车系统接收到工作指令后，就可以配合汽车的一系列操作。

3.3 汽车智能防撞系统

汽车智能化研发设计对汽车自身的安全性能有极高的要求，想要保证汽车在行驶过程中保持平稳，就要提高汽车的安全性能，继而有效降低汽车安全事故发生的频率，如果汽车在行驶中发生安全事故，由于汽车本身安全性能极高，也可以降低安全事故损伤的严重程度，减少驾驶者和乘客的人身安全，基于此，汽车智能防撞系统可以很好提升汽车安全性能，对汽车周围的传感器具有重要作用。汽车在行驶过程中，如果遇到道路障碍物，汽车周围的传感器就会检测到道路障碍物，通过传播超声波信号的方式通知驾驶者，有助于驾驶者及时判断道路障碍物和车辆之间的距离，如果道路障碍物和车辆之间的距离变小，汽车智能防撞系统就可以通过监测的数据信息做出减慢行驶的提示，如果驾驶者没有按照汽车防撞系统的指令进行操作，那么很大程度就会造成汽车和道路障碍物相互撞击的风险。利用电子计算机技术系统可以控制汽车的其他系统，自动亮起汽车行驶警告灯，汽车智能防撞系统就会启动解决方案，并且结合道路的实际情况进行避让行为，安全性能是智能汽车研发设计最关注的问题，智能防撞系统可以保证车辆行驶的安全基础上，为车辆的形式状态。驾驶员的形式状态、道路环境进行实时监控，便于出现异常情况时，第一时间发出预警提示，并且做出正确的处理措施。现阶段，汽车智能防撞系统越来越成熟，可以全方面保障驾驶员和汽车的形式状态，继而提升驾车安全，智能化的检测手段是保证驾驶者安全和公共安全的重要措施[3]。

3.4 汽车胎压检测系统

当驾驶者在行驶的过程中，车辆的轮胎出现问题时，就会降低汽车行驶的平稳性，车胎的压力过高，就会造成汽车爆胎的情况，轮胎气压过低也会造成汽车的行驶不平稳，车胎过高或者过低都会引发不同程度的安全事故，汽车胎压检测系统就可以很好地解决车胎气压过低过高的问题。汽车胎压检测系统可以实时监测车胎内的压力值，减少汽车安全事故的发生，汽车胎压检测系统中发挥最大作用的是压力传感器，压力传感器可以安装在车轮中，如果压力传感器接收到车胎压力数值过低或者过高时，就会直接转为电信号，电信号就会将车胎内的压力数值进行完整呈现。将压力数值的变换规律通过电子信息技术系统呈现出来，中央电子信息技术系统就会直接计算出车轮胎的压力数值，再将计算出的车轮胎压力数值结果呈现在汽车显示，驾驶者就可以第一时间明确汽车轮胎的压力数值，就可以提前准备好相应解决措施。如果汽车轮胎的压力数值出现较小的情况，或者汽车轮胎出现压力过高的情况，汽车胎压检测系统就会自动发出报警提示。例如，当汽车由于行驶的速度太快，汽车车胎的温度就会持续上升，胎压则会持续提高，甚至还会出现超高车轮胎最高的压力值的情况，这时汽车胎压检测系统就会发出预警提示，中央电子信息技术就会显示车轮胎温度和胎压的具体数值，继而驾驶者放慢行车速度，就可以降低车胎的温度和车胎的压力数值。

3.5 汽车智能温度调节系统

汽车智能温度调节系统主要是利用热学原理进行设计的，汽车智能化研发的过程中通过安装传感器装置，就可以实时自动监测车内的温度，车身的温度，这对汽车内部和外部温度调节具有重要作用。汽车智能温度调节系统主要就是将汽车的内部和外部空气温度合理控制在人体适应的温度范围内，该系统完成换气、加热、净化整套调节温度流程。如果在调节温度的过程中出现温度过高的情况，车内安装的传感器就会及时发出预警信号，并且可以智能化切断空调开关，保证驾驶者在行驶的视线内不会出现太多的水蒸气，确保驾驶者可以正常开车。特别是夏季的温度过高，如果汽车内部由于太阳照射导致内部温度过高，就会增加安全事故的发生，因此，汽车智能温度调节系统为驾驶者安全提供重要保障[4]。

3.6 智能汽车无人驾驶系统

智能汽车无人驾驶一直是汽车高新技术行业追求的目标，无人驾驶就是通过在汽车内安装车载计算机系统，继而无需驾驶者操控汽车，就可以实现无人驾驶目的。现阶段，全球已经有很多汽车研发厂商正在研究无人驾驶技术，并且有部分厂商已经针对部分汽车做出自动停车、低速排队等无人驾驶技术雏形，在不久的未来，就会实现全自动识别系统下开启无人驾驶的目标，并且实现无人驾驶目标的同时还要保证安全和遵守交通规则。企业行业想要更好服务于汽车爱好者，就要解决驾驶者行驶中遇到的繁琐操作，智能化辅助驾驶者行驶的系统就可以很好地解决这一问题。例如，通过电子信息技术系统和传感器系统收集的相关车辆数据信息，然后对驾驶路线提供有效的科学决策，或者在部分行驶环节直接代替驾驶者行驶，现阶段，企业行业研发的巡航控制、低速排队等系统就是属于这种技术，能够很好满足驾驶者的安全和便捷需求。

3.7 智能交互系统

伴随智能化技术不断发展的环境下，智能交互系统在智能汽车中的使用频率越来越多，智能交互的主要表现就是语音交互，并且已经得到大范围使用。车辆在行驶过程中，驾驶员直接拨打电话就会开车注意力不集中，容易发生安全事故，单车开车增加安全事故的概率也会越来越大。同时，道路交通法规规定驾驶者在行驶过程中不可以使用和接听电话，但是由于事务繁忙有很多不得不接听的电话，如果不及时接听，也会给生活和工作增加麻烦。基于此，想要提升驾驶者的安全，又要保证遵守交通规则的情况下，智能交互中的语音交互系统就显得尤为重要，语音交互系统是采用无线网络和驾驶者手机蓝牙进行连接，促使车辆中的语音系统可以有效感知到手机通信，指令通过蓝牙连接的方式转换成语音，促使驾驶员在行驶过程中接听电话带来极大的便利，与此同时，也有效提升了驾驶员的行车安全[5]。

3.8 车辆防盗系统

伴随移动通信技术和卫星导航技术不断完善，原始的卫星导航系统和移动通信技术已经逐渐升级为电子防盗系统，传统的机械防盗是指车辆钥匙对车辆门窗进行开锁，该防盗方式存在很大疏漏，并且机械防盗不具备安全性。但是电子信息技术的发展又使用了遥控技术进行防盗，遥控技术防盗使用的也是钥匙控制车辆开窗，对距离远近有限制。想要提高遥控的安全性和稳定性及使用距离，使用GPRS 防盗系统对车辆及时跟踪，该项防盗系统不仅可以完成远程范围就可以控制车辆开窗，还可以对车辆进行实时监控，极大程度增加了车辆防盗的安全性。但是，需要注意的是，传统的GPS 定位已经不能满足时代发展的需要，最新的GPS 定位已经可以和手机相互结合，促使用户可以远程操控手机及时监控车辆状况，也可以启动一键报警，因此，车辆防盗系统可以让驾驶者更加便利的监控车辆。

4 实例分析

汽车防撞系统是智能汽车设计中最关键的环节，因为防撞系统直观关乎着汽车在行驶中的安全问题，还可以对汽车外部的行驶环境进行分析，继而对汽车外的不安全因素提前做出判断，让驾驶者可以及时避开危险物体，避免安全事故的发生。本文介绍的智能汽车的总体设计主要有各种传感器、语音模块、GPS 定位系统、WIFI 蓝牙模块搭构的汽车整体硬件。首先，各种传感器模块，就是汽车在行驶的过程中需要监测前方道路的物体或者影响车体安全的不利因素，再根据行驶状态可以判断未来车体可能发生的行驶状态，传感器主要包括监测车辆的行驶速度、车轮运转速度、道路车辆之间的间距三个方面，利用各种传感进行综合判断并且给出解决方案，确保驾驶者安全平稳的行驶。其次，车辆内的语音模块可以选择LD3320 语音识别芯片，这个语音芯片最大的优势就是可以一次识别60 条语音，并且识别的范围也比较大，还可以增加算法识别，对一些特殊的词汇的进行快速识别，此芯片的设计可以满足众多年轻人的时尚需求。再次，车辆内部的定位工具选择的是北斗定位系统，此系统可以通过3D 显示车辆外部的行驶环境，让驾驶者清晰的看见车辆外部真实环境，尤其是车辆外侧来往的车辆也可以及时监测，包括行驶遇到道路道路红绿灯时，驾驶者可以会注意不到周围车辆，这时北斗定位系统就可以派上用场，在道路红绿灯的位置就可以准确的判断周围车辆信息和状态，继而避免交通事故发生。最后，智能汽车内WiFi 模块和蓝牙模块的设计，主要是选择ESP32 进行的汽车内部结构设计，该系统是利用ESP32 对车辆蓝牙和手机蓝牙进行连接，驾驶者还可以通过手机app 观看，为驾驶者带来极大的便利，增加良好地驾车体验。