智能傳感器技術(shù)在汽車電子技術(shù)中的運用

魏文強

福建省南安市人民檢察院 福建省南安市 362300

1 引言

現(xiàn)階段，汽車行業(yè)快速發(fā)展，汽車廠商廣泛應(yīng)用電子系統(tǒng)，而且汽車電子技術(shù)有了更高的發(fā)展水平，此種情況下為我國汽車行業(yè)發(fā)展提供了重要判斷指標(biāo)。汽車行業(yè)發(fā)展中，對汽車電子系統(tǒng)而言傳感器是重要構(gòu)成，具有非常重要的地位與作用。汽車電子系統(tǒng)中，針對外部環(huán)境與細(xì)微數(shù)據(jù)變化反饋普通傳感器還不夠完整，與汽車行業(yè)快速發(fā)展需求存在很大的差距。當(dāng)前電子技術(shù)快速發(fā)展，傳感技術(shù)智能化發(fā)展趨勢日益明顯。所以，汽車電子技術(shù)中有效應(yīng)用智能傳感器技術(shù)，為整車智能與安全性的提高奠定了良好的基礎(chǔ)。

2 概述智能傳感器

2.1 闡釋智能傳感器定義

眾所周知，電子技術(shù)發(fā)展中，傳感器是非常重要的核心，能夠結(jié)合相關(guān)規(guī)律與要求將非電量信號轉(zhuǎn)換為電量信號。一般情況下，其主要包含敏感與轉(zhuǎn)換元件兩種，應(yīng)用相關(guān)數(shù)學(xué)算法完成信號轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)階段，其次電子系統(tǒng)中傳感器技術(shù)應(yīng)用非常普遍，能夠保障車輛安全，還可節(jié)省能源保護(hù)環(huán)境。隨著電子技術(shù)快速發(fā)展，未來發(fā)展中傳感器必將實現(xiàn)智能化發(fā)展，為汽車行業(yè)發(fā)展提供推動力。智能傳感器裝置有效融合了各類傳感器集成化與微處理器技術(shù)，自動完成診斷及校準(zhǔn)，分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，特殊環(huán)境下科學(xué)處理數(shù)據(jù)信息，全面保障車輛安全。

2.2 傳感器類型

當(dāng)前，汽車發(fā)展中，電子技術(shù)融入日益明顯，如常見電控懸掛、轉(zhuǎn)向管控、自動化調(diào)控駕駛作為、燈亮度、廢氣排放與自動空調(diào)等?；趥鞲衅骷夹g(shù)，電子自動控制系統(tǒng)獲得及時信息反饋。一般高檔轎車傳感器比較多，其中傳感器裝置超過上百個。結(jié)合傳感器裝置具體用途，其類型主要有干濕度與距離、速度與光亮度、氣體濃度及位置、流量與壓力、測定溫度等。這些傳感器裝置有不同的功能，如某一傳感器發(fā)生故障后，受自身功能影響設(shè)備停止運行。通過很長一段時間的發(fā)展，傳感器廣泛應(yīng)用于汽車車身、底盤與燈光系統(tǒng)中。

2.3 智能傳感器技術(shù)優(yōu)點

（1）傳感器精度提升。智能傳感器能夠處理相關(guān)信息數(shù)據(jù)，利用軟件對傳感器非線性、零點及正反形等輸入輸出誤差進(jìn)行修正，同時微處理器利用擬合與差值計算方法非線性與飄移不查相關(guān)測試信號，獲得更加精確的測量結(jié)果。（2）傳感器更加可靠。智能傳感器具有自診斷功能，接通電源后系統(tǒng)就會進(jìn)入自檢，以此對智能傳感器組件故障問題進(jìn)行判斷，結(jié)合設(shè)備運行時間進(jìn)行在線矯正，保障傳感器計量的精確性，傳感器系統(tǒng)穩(wěn)定運行。（3）成本小。精度相同基礎(chǔ)上，相較之普通傳感器，智能傳感器有更低的價格?，F(xiàn)階段，智能傳感器通常以單片機(jī)為主，國產(chǎn)單片機(jī)價格比較低，幾毛到幾十塊不等。（4）發(fā)展的集成性。微機(jī)芯片中智能傳感器融合集成大量電路與傳感器，此類集成化智能傳感器能夠利用集成電路信號放大弱信號并進(jìn)行長距離傳輸，傳感器噪信比得到了改善。另外，智能傳感器自適應(yīng)能力比較高，能夠結(jié)合檢測對象或條件，改變量程輸出數(shù)據(jù)方式。而且，傳感器具有數(shù)字化接口，向計算機(jī)發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，有很好的兼容性，各類系統(tǒng)中都有很好的適應(yīng)性。

3 電子傳感器智能化發(fā)展必然性

（1）傳統(tǒng)傳感器存在一定弊端、問題與適用性差等，為新型智能化傳感器的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。分析研究傳統(tǒng)傳感器，其性能缺乏穩(wěn)定性而且敏感性不高，也不能優(yōu)化其噪音。但智能傳感器就可優(yōu)化處理上述這些問題。

（2）功能與使用范圍來看，深入探究不同智能傳感器有重要的意義。汽車電子傳感器自身比較特殊，要求應(yīng)進(jìn)行升級研發(fā)，智能傳感器能夠滿足系統(tǒng)運行需求，還可針對性調(diào)整所處外部環(huán)境，具有自我校正與補償作用。此外，安全方面，智能化傳感器也是非常重要的，結(jié)合實際情況充分發(fā)揮其自動調(diào)節(jié)功能?；谄囀袌龆喙δ苄远?，此種效果是非常重要的，市場價值高而且發(fā)展前景廣闊。所以，汽車電子技術(shù)中傳感器智能化發(fā)展趨勢是勢在必行的，未來汽車傳感器也將朝向安全穩(wěn)定、準(zhǔn)確多元及智能人性化方向發(fā)展。

4 汽車電子技術(shù)中智能傳感器技術(shù)具體運用

4.1 應(yīng)用于汽車制動系統(tǒng)

汽車系統(tǒng)中，制動系統(tǒng)是非常重要的構(gòu)成，對車輛安全與穩(wěn)定行駛發(fā)揮著決定性作用。所以，車輛設(shè)計生產(chǎn)中要重視制動系統(tǒng)。汽車主動保護(hù)系統(tǒng)中，ABS、ASR及EBD等系統(tǒng)是比較常見的，其中ABS旨在緊急剎車情況下快速停下車輛，減小后輪鎖死造成的甩尾事故。而ASR作用在于驅(qū)動防滑，確保車輛正常啟動與穩(wěn)定行駛。EBD系統(tǒng)屬于電子制動分配系統(tǒng)，使得ABS系統(tǒng)更加安全，ABS系統(tǒng)作用發(fā)揮前分配制動力，以防因該系統(tǒng)失效使得車輪出現(xiàn)抱死問題。智能傳感器應(yīng)用于制動系統(tǒng)，對各車制動力矩發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用，降低事故發(fā)生幾率。

4.2 應(yīng)用于溫度傳感器

汽車電氣技術(shù)發(fā)展中，溫度傳感器能夠?qū)囕v發(fā)動機(jī)、氣體吸入量、燃油及冷卻水溫度進(jìn)行有效檢測。傳感器可轉(zhuǎn)換此類溫度參數(shù)變成電信號，控制噴油嘴針閥確保準(zhǔn)確開啟并保持長時間運行，使得發(fā)動機(jī)獲得最佳混合氣增強排氣凈化效果?，F(xiàn)階段，其次電子技術(shù)中，該傳感器可對車輪溫度進(jìn)行檢測，以此判斷車輪與路面間摩擦，借助智能控制器加強車速控制。另外，該傳感器還可對車內(nèi)外溫度進(jìn)行檢測，以此判斷汽車發(fā)動機(jī)工作功率是否達(dá)到最佳，有效控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，增強發(fā)動機(jī)效率的基礎(chǔ)上延長其使用壽命。日常工作中，以下溫度傳感器是比較常用的：（1）線繞電阻式，其有很高的精測精確性，然而響應(yīng)效果不是很好。（2）熱電耦合式，此類傳感器精確度高而且溫度檢測范圍大，實際工作中要注意冷端處理問題。（3）熱敏感式。其有很高的靈敏性，響應(yīng)特性好，在低溫環(huán)境中適用性比較強。

4.3 應(yīng)用于底盤控制系統(tǒng)

汽車變速器控制系統(tǒng)中，有效應(yīng)用動力、制動及安全系統(tǒng)等，系統(tǒng)整體控制程度高，這對保障車輛安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定行駛及獲得更好的體驗感具有非常重要的意義。實際工作中，汽車底盤進(jìn)口端安裝線性減速傳感器，其中包含壓阻式與電容式兩種傳感器。一般，角速度傳感器是結(jié)合系統(tǒng)感應(yīng)分析類型、結(jié)果與模式不同的汽車，安裝于車輛第一排及穩(wěn)定系統(tǒng)中。而變速傳感器是結(jié)合自動變速器提高動力輸出，車輛行駛中有效控制車身溫度與加速度，科學(xué)有效的處理整個信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)。車輛加工生產(chǎn)中，底盤至關(guān)重要，很大程度上課平衡車輛穩(wěn)定性與安全性。車輛行駛中要重視底盤管控系統(tǒng)，底盤良好操控發(fā)揮著重要的作用，因而要重視汽車底盤管控系統(tǒng)的應(yīng)用。

4.4 應(yīng)用于汽車壓力傳感器

本質(zhì)上而言，壓力傳感器是壓力檢測分析并傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)。通常是結(jié)合檢測氣體壓力或裝置液體壓力，準(zhǔn)確檢測并搜集測量輪胎氣壓與大氣壓力數(shù)據(jù)。此過程中，制動液壓系統(tǒng)中，尤其壓力檢測是最為重要的。一般，液壓傳感器包含電容式、壓阻式與差壓式幾種傳感器。其中，電容式傳感器環(huán)境適應(yīng)能力強，可很好地適應(yīng)外部不斷變化的工作環(huán)境，保障車輛有穩(wěn)定的性能；壓阻式傳感器可接受外部輸入的很多能力，極易遭受外部環(huán)境溫度影響；另外差動式變壓器傳感器自身沒有很好抗干擾性能，但可準(zhǔn)確采集信息數(shù)據(jù)。

4.5 應(yīng)用于車身操控與導(dǎo)航傳感器

其主要包含車距、車內(nèi)空調(diào)、倒車超聲波及加速度等幾類傳感器。車輛行駛中導(dǎo)航系統(tǒng)必不可少，導(dǎo)航控制傳感器融合GPS定位系統(tǒng)準(zhǔn)確定位車輛并采集其車速信息，有效反饋車輛周邊路況與車輛距離，以此為車輛安全而便捷的行駛奠定基礎(chǔ)。導(dǎo)航控制傳感器包含兩種即速度與陀螺儀傳感器，當(dāng)前，很多轎車都安裝有多媒體視聽系統(tǒng)，使得車輛功能更加豐富。車輛行駛中，開啟該視聽系統(tǒng)播放音頻，就會使用音頻信號傳感器，以此智能化控制音頻系統(tǒng)。促使駕駛員根據(jù)自身需求語音控制各類音響裝置，保障安全行駛。

5 智能傳感器未來發(fā)展方向

5.1 電路集成化設(shè)計趨勢

現(xiàn)階段，車輛內(nèi)部電路綜合設(shè)計過程中，要合理制定方案提高整體設(shè)計質(zhì)量。特別是車輛內(nèi)部狹小空間中，各部門要詳細(xì)制定應(yīng)對方案，優(yōu)化車輛內(nèi)部電路提升空間使用效率。設(shè)計集成化電路，可緩解傳統(tǒng)電路設(shè)計不足，使得電子元器件有豐富綜合性能。如，當(dāng)前車輛內(nèi)部電路設(shè)計中，利用集成化設(shè)計方案整合相關(guān)電路系統(tǒng)，促使各電路模塊充分發(fā)揮其作用，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。有限空間中集成化電路設(shè)計利于設(shè)備模塊有更多性能，提高方案設(shè)計高效性。另外，集成化設(shè)計可有效匯總并實時處理各傳感器數(shù)據(jù)，保障自動化控制系統(tǒng)高效運行。

5.2 元器件穩(wěn)定性發(fā)展趨勢

汽車電子技術(shù)中智能傳感器的應(yīng)用，要求各部門要根據(jù)設(shè)備實際需求優(yōu)化設(shè)計方案，增強設(shè)備整體性能。設(shè)備內(nèi)部元器件穩(wěn)定性不高，就會影響汽車安全行駛。所以，應(yīng)用智能傳感器時，各部門要注意企業(yè)生產(chǎn)情況詳細(xì)制定應(yīng)對方案，從整體上增強設(shè)備性能。當(dāng)前，設(shè)計人員設(shè)計汽車電路系統(tǒng)時，應(yīng)用穩(wěn)定性與器件保障車輛穩(wěn)定、安全的行駛。元器件穩(wěn)定發(fā)展，特別是品牌汽車制造升級換代中發(fā)揮著重要的作用，通過改進(jìn)元器件總結(jié)傳統(tǒng)設(shè)計不足，推出下一代產(chǎn)品前優(yōu)化該元器件功能，節(jié)省研發(fā)成本的同時確保車輛有穩(wěn)定的性能。汽車生產(chǎn)中，元器件穩(wěn)定發(fā)展是非常必要的，現(xiàn)有工作人員要注意設(shè)備升級，根據(jù)行業(yè)實際發(fā)展情況與已有元器件，研發(fā)出高品質(zhì)汽車產(chǎn)品。

5.3 操作系統(tǒng)發(fā)展的穩(wěn)定性

汽車操作系統(tǒng)發(fā)展更加穩(wěn)定，要根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計從整體上增強設(shè)備性能。汽車產(chǎn)業(yè)中，操作系統(tǒng)對現(xiàn)有汽車資源整合發(fā)揮著重要的作用，特別是智能傳感器的應(yīng)用，為了高效傳遞數(shù)據(jù)，借助可靠中央處理單元整合現(xiàn)有汽車資源增強設(shè)備性能。汽車操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計師，假若車輛各部位分布的傳感器無法有效調(diào)用，就會使得整個設(shè)備發(fā)生故障，車輛運行的穩(wěn)定性受到影響。因而，現(xiàn)有技術(shù)人員要根據(jù)操作系統(tǒng)發(fā)情況加強優(yōu)化系統(tǒng)功能，應(yīng)用嵌入式開發(fā)軟件，整合汽車現(xiàn)有資源提高汽車安全性能。

5.4 電子系統(tǒng)發(fā)展的智能化趨勢

汽車電子技術(shù)中，隨著智能化發(fā)展趨勢的加強，各部門要重視此種發(fā)展趨勢，全面了解行業(yè)領(lǐng)域前沿發(fā)展技術(shù)，盡可能羅列車輛行駛中可能出現(xiàn)的異常，以此從整體上保障車輛安全與穩(wěn)定行駛。近些年，AI技術(shù)快速發(fā)展背景下，此項技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類汽車制造中，應(yīng)用該技術(shù)可為駕駛司機(jī)提供可靠的參考信息保障安全行車。汽車急剎過程中，利用車輛防抱死制動系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)車輛制動力矩，以此逐步增強設(shè)備性能。實際工作中應(yīng)用此類先進(jìn)技術(shù)，對提高車輛自身性能發(fā)揮著重要的作用，因而各部門要重視汽車電子系統(tǒng)的智能化發(fā)展，為車輛安全、穩(wěn)定的行駛奠定良好的基礎(chǔ)。

6 智能傳感器發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)

6.1 非線性自校正關(guān)鍵技術(shù)

汽車電子技術(shù)中，非線性自動校正技術(shù)的應(yīng)用保障智能傳感器精確測量相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)用該技術(shù)可減小智能傳感器非線性出現(xiàn)幾率。傳統(tǒng)傳感器非線性校正器主要用于電路設(shè)計中，但智能傳感器綜合應(yīng)用時期，利用相關(guān)軟件實現(xiàn)非線性校正功能。項目應(yīng)用過程中，有效測量傳感器相關(guān)參數(shù)及電壓長輸，利用具體數(shù)學(xué)算法擬合各類數(shù)據(jù)?；谥悄軅鞲衅鞯钠囯娮蛹夹g(shù)中應(yīng)用非線性自校正加護(hù)，要采取有效手段優(yōu)化已有數(shù)據(jù)信息，以此逐步實現(xiàn)智能非線性校正此類數(shù)據(jù)。特別是隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前相關(guān)人員應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法，從整體上增強數(shù)據(jù)精確性，以此確保智能傳感器正常完成輸出。

6.2 多信息融合性關(guān)鍵技術(shù)

汽車電子技術(shù)中智能傳感器的應(yīng)用，涉及的物理量比較多。目前，日常操作中技術(shù)人員傾向于應(yīng)用智能傳感器融合各類信息開展設(shè)計。實際工作中，應(yīng)用智能傳感器及設(shè)備全面了解工作中遇到的問題，有效獲得汽車各運行階段數(shù)據(jù)。因單個傳感器有簡單的應(yīng)用場景，因而綜合設(shè)計中技術(shù)人員要注意場景設(shè)計，合理制定設(shè)計方案從整體上確保設(shè)備穩(wěn)定運行。整個設(shè)計工作中，技術(shù)人員應(yīng)參考成熟設(shè)計方案整合各類傳感器，有效傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容以此實時監(jiān)測車輛運行狀態(tài)。

6.3 網(wǎng)絡(luò)化關(guān)鍵技術(shù)

汽車加工制造中，應(yīng)用智能化網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)，可根據(jù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理單元完善現(xiàn)有設(shè)計方案。數(shù)據(jù)信息處理過程中，相關(guān)技術(shù)人員要關(guān)注信號數(shù)據(jù)采集，合理構(gòu)建數(shù)據(jù)處理單元。網(wǎng)絡(luò)接口的應(yīng)用，可高效處理現(xiàn)有相關(guān)數(shù)據(jù)信息。日常工作中，企業(yè)技術(shù)人員要積極應(yīng)用嵌入式技術(shù)，借助TCP/IP協(xié)議實時傳輸各類數(shù)據(jù)信息，確保向中央處理器模塊有效傳輸此類智能傳感器中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從根本上提高現(xiàn)有設(shè)備管理效率。設(shè)備運行過程中，利用總線傳輸技術(shù)高效分析現(xiàn)有相關(guān)數(shù)據(jù)，科學(xué)而合理地制定工作方案，全面滿足汽車智能傳感器實際設(shè)計要求。汽車產(chǎn)品電子發(fā)展過程中，相關(guān)工作人員要根據(jù)已有生產(chǎn)工藝技術(shù)，科學(xué)選擇工作方案保障智能傳感器接口與標(biāo)準(zhǔn)體系保持一致，從根本上提高工作效率，為車輛安全而穩(wěn)定的運行提供保障。

7 結(jié)束語

綜上所述，隨著時代的進(jìn)步，汽車電氣技術(shù)快速發(fā)展，此過程中電子傳感器技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，對提升汽車行業(yè)整體智能與安全性發(fā)展具有非常重要的意義。汽車行業(yè)未來發(fā)展中，要深入開發(fā)并研究智能化傳感器技術(shù)，以此保障產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)智能化發(fā)展目標(biāo)，為城市居民制造高品質(zhì)產(chǎn)品，保障居民生活品質(zhì)，推動行業(yè)全面實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。