單片機(jī)技術(shù)對(duì)汽車安全性的提升

摘 要：伴隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷的向自動(dòng)化、智能化的發(fā)展，現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠家對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)深入到了汽車的各個(gè)領(lǐng)域。通過單片機(jī)在汽車上的使用，大大的提高了行車的安全性，舒適性和可靠性，并且降低燃油的消耗，降低汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染。在未來，單片機(jī)將會(huì)不斷向前發(fā)展，對(duì)汽車行業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)化；安全性

中圖分類號(hào)：TP273

現(xiàn)在能使用的單片型號(hào)很多，可供選擇的也很多。單片機(jī)就是一臺(tái)很微型的計(jì)算機(jī)，它是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)功能，擁有和計(jì)算機(jī)類似的運(yùn)算器，控制器和存儲(chǔ)設(shè)備，現(xiàn)在汽車的很多部件都將單片機(jī)融合在一起，發(fā)揮更大的效能。我們大家都熟知的比如說，倒車?yán)走_(dá)，安全氣囊，汽車導(dǎo)航，汽車音響，點(diǎn)火系統(tǒng)，行車電腦，ABS防抱死系統(tǒng)等等。下面將著重說明單片機(jī)對(duì)汽車安全提升的幾個(gè)方面：

1 ABS防抱死剎車系統(tǒng)

最開始ABS被應(yīng)用于飛機(jī)領(lǐng)域，一直到1968年才開始應(yīng)用于汽車上。駕駛?cè)嗽谛熊囍腥缗龅骄o急情況，第一反應(yīng)就是將剎車踩到底，這一做法在沒有ABS防抱死剎車系統(tǒng)存在的時(shí)候，是一個(gè)極其錯(cuò)誤的選擇，因?yàn)檐囕v在行駛中突然被緊急制動(dòng)，將會(huì)導(dǎo)致汽車不能轉(zhuǎn)向并且發(fā)生側(cè)滑和跑偏，從而造成嚴(yán)重的后果。

但最終要使ABS防抱死剎車系統(tǒng)脫離人的操作能自動(dòng)的執(zhí)行防抱死功能，還要依靠單片來實(shí)現(xiàn)。ABS防抱死系統(tǒng)是由一塊單片來實(shí)現(xiàn)的，它的工作模式有2中，首先在駕駛?cè)司o急制動(dòng)即將剎車踩到底的時(shí)候，ABS會(huì)自動(dòng)觸發(fā)，能使車輪保持轉(zhuǎn)動(dòng)，保護(hù)駕駛?cè)说陌踩?，其?shí)是根據(jù)每個(gè)車輪上面的速度傳感器，采集當(dāng)前車輛的速度信息，然后把車輪的速度信號(hào)傳送到單片機(jī)中，迅速的判定車輪是否處于抱死狀態(tài)，然后通過判斷結(jié)果依靠單片機(jī)里面存儲(chǔ)的程序減少或增加制動(dòng)的力度來控制車輛的打滑率，一般可以控制在20%以下，ABS防抱死剎車系統(tǒng)的出現(xiàn)極大的緩解了車輪容易因制動(dòng)力超過輪胎與地面的摩擦力而安全抱死，使駕駛?cè)诵熊嚫影踩?，現(xiàn)在，全世界的汽車80%都安裝有ABS。

2 安全氣囊

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的行駛速度越來越快，行駛的道路條件也越來越好，特別是隨著汽車數(shù)量的增加而導(dǎo)致的交通事故頻繁。如何降低交通事故中人的傷亡提高汽車安全性變得尤為重要，由此就誕生了安全氣囊。它的出現(xiàn)可以盡量的減少汽車發(fā)生碰撞或者側(cè)翻的時(shí)候由于巨大的慣性力對(duì)車上人員的傷害，現(xiàn)在幾乎所有的汽車都安裝有安全氣囊，當(dāng)然安全氣囊一定要配合安全帶使用。

安全氣囊的電控也全部有單片機(jī)完成，如果汽車在低速行駛時(shí)發(fā)生碰撞事故，安全氣囊是不會(huì)打開的，因?yàn)橛冒踩珟Ь涂梢孕纬蓪?duì)車上人員的保護(hù)，但是當(dāng)汽車速度達(dá)到一定值的時(shí)候，即使佩戴了安全帶也一樣會(huì)對(duì)車上人員造成傷害，這時(shí)候就需要自動(dòng)打開安全氣囊進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)然判斷是否打開安全氣囊依靠的仍然是單片機(jī)。在發(fā)生碰撞事故后，首先利用傳感器將汽車的速度以及汽車發(fā)生的碰撞程度傳送給是否打開安全氣囊的單片機(jī)中，單片機(jī)接受到傳感器上的電信號(hào)，判斷是否要打開氣囊，如需要打開，就向氣體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火的指令，從而在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，完全打開安全氣囊的時(shí)間大約為碰撞發(fā)生后的幾十毫秒內(nèi)，從而用充氣氣囊保護(hù)車上人員的安全。上述的整個(gè)過程說明了安全氣囊系統(tǒng)由4部分組成，這4個(gè)部分都圍繞著一塊單片機(jī)為中心，分別是加速度傳感器，氣囊控制器，點(diǎn)火裝置和氣囊，現(xiàn)在能實(shí)現(xiàn)該功能的單片機(jī)型號(hào)很多，比如MC68HC11A1等等。

3 汽車自診斷系統(tǒng)

隨著我國(guó)的改革開放，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車在融入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方面也越來越密切，隨著單片機(jī)進(jìn)入汽車的自診斷系統(tǒng)，使得汽車的安全性，可靠性，動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性有了顯著的提高。同時(shí)，汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，使汽車的結(jié)構(gòu)變的更加復(fù)雜，也使得對(duì)汽車的排除故障和維修診斷難度加大，從而利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的自動(dòng)診斷，從而達(dá)到排除汽車的方法也孕育而生。通過單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的汽車信息，可以在汽車不拆解的情況下，用汽車自診斷系統(tǒng)測(cè)試汽車的性能，自動(dòng)分析和判斷汽車的具體各方面情況。

汽車自診斷系統(tǒng)又被稱為OBD。目前實(shí)現(xiàn)汽車自診斷系統(tǒng)的單片機(jī)種類繁多，比如飛思卡爾，c8051f020等等。很遺憾的是中國(guó)目前在OBD沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所以我國(guó)的汽車一般都是引進(jìn)的飛思卡爾16位單片機(jī)來開發(fā)汽車診斷的硬件模塊。實(shí)現(xiàn)由單片機(jī)中的傳感器信號(hào)采集來采集發(fā)動(dòng)機(jī)里面的水溫度、、節(jié)氣門、空氣流量、進(jìn)氣溫度、機(jī)油壓力以及判斷電子控制系統(tǒng)以及EDU的工作狀態(tài)等，然后在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)了所有電路的正常值，當(dāng)某一信號(hào)超出電路的正常值的時(shí)候，該信號(hào)就會(huì)通過相應(yīng)的傳感器反映出故障的代碼存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，維修人員維修的時(shí)候可以讀取該代碼，針對(duì)故障，提高維修效率。伴隨著電噴發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的普及，使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的汽車自診斷系統(tǒng)將會(huì)是汽車上必不可少的工具。

4 防盜安全報(bào)警系統(tǒng)

伴隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)開始走進(jìn)了普通家庭，近年來，汽車數(shù)量不斷加大，擔(dān)心汽車被盜，是每一個(gè)汽車用戶所面臨的實(shí)際問題。為了解決汽車防盜，由單片機(jī)開發(fā)的車輛防盜安全報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)生，比如STC89C52，TC35I，AT89C52等等。

汽車防盜安全報(bào)警系統(tǒng)核心由兩個(gè)單片機(jī)控制模塊組成，在車主使用完汽車后啟動(dòng)防盜模式，防盜安全報(bào)警系統(tǒng)的信號(hào)采集器就處于工作狀態(tài)，一般的系統(tǒng)都最少會(huì)擁有6個(gè)信號(hào)采集點(diǎn)，分別位于4個(gè)車門和汽車后蓋，前蓋，這6個(gè)信號(hào)采集點(diǎn)一旦受到外界的干擾，防盜系統(tǒng)變會(huì)被觸發(fā)。同時(shí)。利用內(nèi)部的單片機(jī)模塊對(duì)接受到的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比判斷，一方面利用蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，告知附近的人或車主；另外還利用網(wǎng)絡(luò)將車輛受到安全威脅的情況以短消息形式告訴車主并能對(duì)車輛進(jìn)行定位，從而保護(hù)汽車的安全。

目前，國(guó)內(nèi)汽車防盜系統(tǒng)產(chǎn)量在5000萬套以上，2012年的市場(chǎng)需求為1300萬套，未來汽車市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)使車輛防盜安全報(bào)警系統(tǒng)的市場(chǎng)空間越來越大

5 結(jié)束語

隨著汽車的普及，智能化在汽車的應(yīng)用上越來越廣，安全性成了每個(gè)汽車車主最關(guān)系的問題之一，汽車安全市場(chǎng)將會(huì)越來越受到關(guān)注和重視，和汽車安全相關(guān)的技術(shù)也會(huì)越來越成熟，未來的汽車安全性的提升將會(huì)隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展不斷提升，造福千千萬萬的車主，使交通安全事故越來越少。

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作者單位：重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404155