汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)探討

許珣

【關(guān)鍵詞】汽車;智能傳感器;電子技術(shù)

【中圖分類號】U463 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）10-0067-03

0 引言

近幾年，汽車智能傳感器技術(shù)迅速發(fā)展，提升了汽車的各種性能水平，方便了民眾的出行。智能汽車傳感器是未來汽車發(fā)展的重要方面，其智能化程度越高，汽車性能也就越高，而且越有利于汽車行業(yè)的整體發(fā)展。因此，研究和探討汽車的智能傳感器技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 汽車智能傳感器技術(shù)的概念

智能傳感器技術(shù)的概念肇始于航空航天業(yè)。在航空領(lǐng)域，科研人員將航天器中的傳感器與傳統(tǒng)傳感器相區(qū)分，在航天傳感器中加入電子處理部件，實(shí)現(xiàn)航天傳感器的智能性，所以又稱航天傳感器為智能傳感器。通常情況下，一個完整的智能傳感器由一般標(biāo)準(zhǔn)部件、信息接收和處理部件、電子處理部件3個部分組成[1]。汽車的智能傳感器具有人工智能的部分屬性，通過模擬人的工作方式實(shí)現(xiàn)信息處理過程的智能化。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車傳感器技術(shù)隨之出現(xiàn)并逐步被廣泛應(yīng)用于汽車制造的所有環(huán)節(jié)中。近年來，隨著以物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等為代表的電子技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車的電子技術(shù)化水平普遍提高，智能傳感器成為汽車傳感器中的主導(dǎo)產(chǎn)品。在目前的中高檔汽車品牌中，有不少的品牌汽車的電子系統(tǒng)比例占到其全系統(tǒng)比例的九成以上，市面上甚至已經(jīng)出現(xiàn)了完全由電子控制系統(tǒng)控制的汽車。所以，智能傳感器也會繼續(xù)成為未來傳感器市場的主流。未來，汽車的智能傳感器技術(shù)將會向功能更加多樣、系統(tǒng)更加集成、技術(shù)更加智能、使用更加簡便等方向發(fā)展。目前，汽車智能傳感器的市場始終以每年指數(shù)級的速度增長。

發(fā)展汽車智能傳感器技術(shù)是非常重要的，也是必然的。首先，相比傳統(tǒng)汽車傳感器，智能傳感器使用弊端和應(yīng)用問題較少，能適應(yīng)更加復(fù)雜的汽車行駛環(huán)境。傳統(tǒng)的汽車傳感器的靈敏度比較低，不能及時傳輸和處理汽車駕駛信息，影響了汽車的正常行駛，不利于汽車的安全行駛和駕乘人員體驗(yàn)感的提升。并且，傳統(tǒng)傳感器存在機(jī)械性的聲音過大的問題，會對車內(nèi)人員造成一定程度的噪聲污染。其次，汽車除了駕駛功能，隨著技術(shù)的進(jìn)步和消費(fèi)需求的升級，汽車的使用功能越來越豐富，針對不同的使用功能，需要工程師對汽車智能傳感器技術(shù)進(jìn)行有針對性的研究。并且，汽車的智能傳感器不但能滿足汽車功能擴(kuò)展的需求，在汽車行業(yè)繼續(xù)發(fā)展和汽車駕駛環(huán)境不斷變化的情況下，還能繼續(xù)滿足汽車功能后續(xù)變化和擴(kuò)展的需要，例如針對汽車的功能變化，要及時變更傳感器功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)傳感器與汽車其他部分的功能的協(xié)調(diào)一致。如今，在汽車制造中，一個簡簡單單的傳感器工具就可以滿足汽車和用戶多方面的需求，因此從經(jīng)濟(jì)的角度來看，研究汽車的智能傳感器技術(shù)是非常必要的。當(dāng)然，從科技發(fā)展的自然路徑來看，汽車智能傳感技術(shù)的發(fā)展勢必跟隨智能技術(shù)發(fā)展的趨勢，這是非常自然和正確的[2]。綜上，汽車智能傳感器技術(shù)是非常重要和有價值的技術(shù)。

2 汽車智能傳感器技術(shù)的應(yīng)用

2.1 汽車智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車動力系統(tǒng)

汽車智能傳感器技術(shù)應(yīng)用的時間比較長，技術(shù)的積累也比較多，早在汽車傳感器出現(xiàn)的初始階段就已經(jīng)有汽車生產(chǎn)廠家嘗試性地應(yīng)用于汽車的動力系統(tǒng)，發(fā)展至今，汽車智能傳感器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于汽車的動力系統(tǒng)。汽車的動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)噴油部分、發(fā)動機(jī)點(diǎn)火部分、汽車底盤控制部分、汽車行駛安全控制部分等，基本所有的汽車動力系統(tǒng)部件都需要汽車傳感器的支持。智能傳感器相較于普通傳感器，它的功能性更強(qiáng)，但是所占據(jù)的物理空間更小，可以在更精微的程度上控制和處理汽車信息。汽車智能傳感器可以幫助工程師構(gòu)建一個體系完整、功能齊全、操作方便的汽車動力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)汽車的安全、高效運(yùn)行。智能變速裝置技術(shù)是在汽車動力系統(tǒng)中被較早應(yīng)用的汽車智能傳感器技術(shù)。因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用時間較早，所以智能變速裝置有了一定的技術(shù)儲備，屬于比較系統(tǒng)、成熟的智能傳感器技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)能夠精準(zhǔn)、自動感應(yīng)汽車在行駛過程中產(chǎn)生的行駛數(shù)據(jù)，自動感知路況和汽車電子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對汽車速度的自動控制，除此之外，能幫助汽車平穩(wěn)換擋，保證汽車平穩(wěn)運(yùn)行和駕駛?cè)藛T的安全[3]。目前，比較受歡迎的汽車智能傳感器技術(shù)還有汽車發(fā)動機(jī)本身的傳感技術(shù)，該技術(shù)能夠提升發(fā)動機(jī)的靈敏程度和發(fā)動機(jī)的運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的高效運(yùn)行。該技術(shù)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，能增強(qiáng)傳感器的信息處理和傳輸效果，使汽車信息的處理和傳輸實(shí)現(xiàn)一體化，最大限度地擴(kuò)展汽車的功能，提升汽車的智能化水平。

2.2 汽車智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車安全系統(tǒng)

汽車被使用的目的是提高交通運(yùn)輸?shù)男?，能夠作為人類的代步工具。汽車作為合格的交通工具的基礎(chǔ)就是能保證交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，而汽車的安全系統(tǒng)就是為了保證汽車的安全行駛而研發(fā)的。目前，汽車安全系統(tǒng)的主要組成部分就是智能傳感器。

（1）以智能傳感器為核心的汽車安全系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車速度的控制、行車避讓、安全氣囊彈出、側(cè)面防護(hù)等功能。有些汽車安全系統(tǒng)的傳感器能夠感應(yīng)到汽車行駛中車身承受力的變化，能夠利用車輪胎上安裝的智能感應(yīng)裝置精準(zhǔn)地測量汽車的行駛數(shù)據(jù)和輪胎的壓力值變化，并將數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)狡渌刂葡到y(tǒng)。有些汽車智能傳感器能夠全方位地監(jiān)控汽車在行駛過程中的溫度變化，能夠保證行車部件在運(yùn)行過程中始終保持在適宜的溫度內(nèi)。這種智能傳感器能夠根據(jù)溫度信號繪制全車溫度圖表，時刻關(guān)注汽車的運(yùn)行狀況。有些汽車智能傳感器可以輔助汽車安全氣囊的使用，這種智能傳感器可以定時對安全氣囊的狀態(tài)進(jìn)行檢測，保證安全氣囊的性能完好;該種智能傳感器還可以檢測駕駛?cè)藛T和其他汽車人員的身材大小，根據(jù)乘客的身材情況調(diào)整安全氣囊的使用條件，使安全氣囊能夠切實(shí)起到保障乘客生命安全的作用。

（2）汽車智能傳感器可以科學(xué)地感知汽車運(yùn)行的外部環(huán)境[4]，此種汽車智能傳感器包含汽車外部檢測裝置和汽車內(nèi)部顯示裝置兩個部分，外部的檢測裝置能夠分析路況信息，并且能夠自動連接網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)汽車的行車路徑和網(wǎng)絡(luò)交通情況判斷外部行車環(huán)境對汽車行駛的影響，并將相關(guān)信息傳輸?shù)杰噧?nèi)顯示系統(tǒng)中。駕駛?cè)藛T可以通過車內(nèi)顯示系統(tǒng)觀察汽車行駛的外部環(huán)境，并且可以根據(jù)車內(nèi)顯示信息決定是否更改汽車的行駛路徑。

（3）汽車的智能傳感器可以控制汽車的整體運(yùn)行狀況。近年來，智能傳感器越來越小型化，這就為汽車傳感器的一體化集成運(yùn)用創(chuàng)造了條件。當(dāng)汽車的智能傳感器實(shí)現(xiàn)一體化運(yùn)行時，就可以顯著提高對信息的處理效率，進(jìn)而提升駕乘人員的使用體驗(yàn)。

2.3 汽車智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車車身系統(tǒng)

汽車車身系統(tǒng)是目前被廣泛應(yīng)用的汽車智能傳感器系統(tǒng)，包括汽車的車載部分及其內(nèi)部的細(xì)小控制部件等。

（1）汽車的智能傳感器可以被應(yīng)用在汽車的車載空調(diào)中。例如，汽車制造商可以將智能傳感器安置在車內(nèi)用于監(jiān)控和檢測空氣質(zhì)量，當(dāng)車內(nèi)空間的空氣質(zhì)量不符合相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)時，智能傳感器會將此信息發(fā)送至空調(diào)主機(jī)，并自動啟動空調(diào)系統(tǒng)更換車內(nèi)空氣，保證車內(nèi)的空氣清新;該智能傳感器能判斷車內(nèi)空氣質(zhì)量不佳的具體原因和不良空氣的來源，如果不良空氣來源于車外，傳感器可及時通知空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)，保障車內(nèi)空間的空氣質(zhì)量安全。要想將智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)，工程師還要注意傳感器檢查規(guī)格與空調(diào)規(guī)格的一致性，保證傳感器檢測結(jié)果的科學(xué)、有效。

（2）汽車智能傳感器可以應(yīng)用在環(huán)境感知系統(tǒng)中。當(dāng)汽車行駛在雨天環(huán)境中，傳感器應(yīng)該將下雨的信息傳輸?shù)狡囯娮涌刂浦袠?，并自動開啟汽車的雨中行駛模式，自動打開車燈和雨刷，保證汽車行駛安全。

2.4 汽車智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于交通系統(tǒng)

目前，汽車智能傳感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于交通系統(tǒng)中。此種傳感器需要與人工智能等電子信息技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)集成的交通智能化。

（1）智能交通系統(tǒng)就是智能傳感器應(yīng)用于交通系統(tǒng)的成功實(shí)例。智能交通系統(tǒng)是將汽車的行駛信息和地面交通指揮信息結(jié)合，利用傳感器收集路況信息，利用大數(shù)據(jù)等電子技術(shù)分析交通信息，以及對交通進(jìn)行智能控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以最大限度地改善交通運(yùn)輸環(huán)境，緩解我國交通擁堵問題，進(jìn)而促進(jìn)我國交通運(yùn)輸業(yè)的良性發(fā)展。

（3）電子監(jiān)控系統(tǒng)是汽車智能傳感器在交通系統(tǒng)中良好應(yīng)用的實(shí)例?，F(xiàn)代化的道路交通電子監(jiān)控系統(tǒng)充分運(yùn)用了智能傳感器技術(shù)，該種監(jiān)控系統(tǒng)可以24 h不間斷地進(jìn)行道路監(jiān)測。隨著電子計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控能力大幅度提升，已經(jīng)成為城市交通系統(tǒng)中不可或缺的主要部分。該系統(tǒng)還可以對特定路段的道路交通情況進(jìn)行視頻圖像分析，通過傳感器實(shí)時監(jiān)控一段時間內(nèi)全部汽車通過特定路段的情況，搜集汽車行駛的速度、壓力等信息，自動分析和判斷該路段的交通情況，為交通運(yùn)輸部門的決策提供參考。

3 汽車智能傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 汽車智能傳感器技術(shù)的歷史發(fā)展進(jìn)程

我國在汽車智能傳感器技術(shù)方面的研究、發(fā)展已經(jīng)有很多年，并且取得了一定的成果。在汽車智能傳感器技術(shù)發(fā)展的初始階段，我國科研人員運(yùn)用一種物理感知和智能感知的交融技術(shù)實(shí)現(xiàn)對汽車內(nèi)部溫度和壓力的自動感知。這種技術(shù)可以根據(jù)自動監(jiān)測到的車內(nèi)信息，進(jìn)行汽車的相關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部環(huán)境的相對恒定。以這種智能傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)研發(fā)的汽車傳感器主要有可以應(yīng)用于汽車行駛速度控制的智能傳感器、汽車電路控制的智能傳感器、汽車溫度控制的智能傳感器等。在汽車智能傳感器技術(shù)的持續(xù)發(fā)展階段，汽車傳感器開始出現(xiàn)傳感器功能的重合性特征。相關(guān)研究人員不滿足于傳感器的單一作用，而是希望一個傳感器就可以完成多種傳感任務(wù)，實(shí)現(xiàn)多種類型數(shù)據(jù)的收集、整理、傳輸和分析。這一時期的典型例子就是智能型的多功能壓力傳感器的出現(xiàn)。這種傳感器可以在汽車的駕駛過程中自動監(jiān)測汽車的各類情況，并且可以作為一種檢測工具檢測車輛行駛的多種數(shù)據(jù)[5]。在汽車智能傳感器的全面發(fā)展階段，研究人員開始研究嘗試將汽車智能傳感器技術(shù)應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，最大限度地擴(kuò)大該技術(shù)的使用范圍。此種傳感器技術(shù)開始與其他新興技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，綜合利用多種技術(shù)和手段實(shí)現(xiàn)傳感能力的增強(qiáng)，提升汽車傳感器系統(tǒng)的工作效果和各種性能。在汽車智能傳感器發(fā)展現(xiàn)階段，工作人員開始進(jìn)一步發(fā)掘汽車智能傳感器技術(shù)的智能特性，汽車智能傳感器技術(shù)進(jìn)一步與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)深度融合，這將持續(xù)提高智能傳感器的技術(shù)水平和智能化程度。

3.2 汽車智能傳感器技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，汽車的功能性越來越強(qiáng)，普通民眾對汽車的使用功能的期待也越來越高，汽車電子技術(shù)的發(fā)展越來越快，智能汽車傳感器技術(shù)的發(fā)展也越來越多元化，不同的智能傳感器技術(shù)對應(yīng)了不同的汽車發(fā)展方向。目前，我國已經(jīng)是世界上最大的汽車傳感器消費(fèi)國，未來也是汽車傳感器的主要消費(fèi)國家。并且，我國的汽車傳感器的銷售量逐年增加。立足于我國對智能傳感器的消費(fèi)現(xiàn)實(shí)，我國應(yīng)該繼續(xù)投入大量資金和人員研究新一代智能傳感器，保證我國智能傳感器事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

4 結(jié)語

汽車傳感器是汽車的重要組成部分，隨著我國汽車市場的繼續(xù)擴(kuò)張，汽車傳感器市場也在持續(xù)擴(kuò)張。汽車智能傳感器技術(shù)的廣泛應(yīng)用將推動汽車技術(shù)水平的提升，實(shí)現(xiàn)汽車技術(shù)的升級。因此，我國應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)投入，爭取研發(fā)出性能更高、價格更低的汽車智能傳感器，促進(jìn)我國汽車行業(yè)的發(fā)展，便利人民群眾的交通出行。

參 考 文 獻(xiàn)

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