電子信息技術(shù)在智能汽車設(shè)計中的應(yīng)用

劉悅

天津交通職業(yè)學(xué)院 天津市 300110

1 引言

計算機信息技術(shù)手段直接決定汽車智能化設(shè)計水平的高低，現(xiàn)階段，智能化技術(shù)和電子信息技術(shù)是未來汽車行業(yè)主要發(fā)展方向，國內(nèi)外很多汽車品牌商已經(jīng)開始嘗試電子信息技術(shù)應(yīng)用在汽車開發(fā)上，這能夠有效提升智能汽車的舒適度和安全性，更好為智能汽車安全行駛提供保障。

2 智能汽車的特點

智能汽車是由很多個功能組成的綜合性系統(tǒng)，主要包括決策規(guī)劃、環(huán)境傳感、多級輔助等。利用電子計算機信息技術(shù)，研發(fā)智能化的汽車綜合性系統(tǒng)，這是我國汽車行業(yè)重點研究的工作。同時，也是高科技不斷發(fā)展創(chuàng)新的歷史證明。發(fā)達國家應(yīng)用智能化在汽車研發(fā)中時間較早，并且已經(jīng)取得顯著的研發(fā)成果，我國在智能化汽車研發(fā)的時間相對較晚。但是發(fā)展腳步很快，并且已經(jīng)取得進展，在汽車智能化研發(fā)設(shè)計的工作過程中，不斷積累新的工作經(jīng)驗，我國正處于汽車智能化設(shè)計的關(guān)鍵時期，所以汽車行業(yè)仍然需要加大電子信息技術(shù)的支持，不斷加大資金投入力度。同時，引進先進優(yōu)秀的技術(shù)型人才，不斷調(diào)整和優(yōu)化汽車智能化設(shè)計方法，樹立良好的汽車智能化形象。在未研發(fā)汽車智能化生產(chǎn)的前期，汽車行駛中消耗的是傳統(tǒng)的燃油方式，并且消耗的燃油會產(chǎn)生有害物質(zhì)，對道路周圍的環(huán)境造成嚴重污染。但是，伴隨計算機電子信息技術(shù)涉及的領(lǐng)域越來越廣泛，為汽車行業(yè)研發(fā)設(shè)計汽車智能化帶來極大便利，利用計算機電子信息技術(shù)不僅可以提升汽車智能設(shè)計質(zhì)量水平，還可以為汽車品牌商減少資金投入，節(jié)約汽車生產(chǎn)成本，繼而加強汽車的安全性能和環(huán)保性能，減少汽車在行駛中人力操作的環(huán)節(jié)，為汽車駕駛者帶來愉快的體驗[1]。

3 信息技術(shù)在汽車智能化設(shè)計中的應(yīng)用方式

3.1 電子導(dǎo)航系統(tǒng)

電子導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)在大多數(shù)的汽車當中，電子導(dǎo)航系統(tǒng)就是Gps 實時定位功能，它可以結(jié)合全球地理數(shù)據(jù)，通過算法為駕駛者提供準確的行駛路線，伴隨著電子導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)越發(fā)成熟，電子導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)可以識別馬路上的紅綠燈，還可以了解交通道路的擁堵情況，道路突發(fā)事件信息等，及時幫助駕駛者能夠第一時間了解紅綠燈信息、道路擁堵、突發(fā)事件路況等，促使駕駛者對突發(fā)事件提前做好出行路線安排。車載電子導(dǎo)航外形是中控顯示屏或者電子儀表盤的形式，駕駛者可以清晰地觀看導(dǎo)航路線和交通路況通過電子地圖的形式直接展示在眼前，再通過語音播報的形式對駕駛者進行引導(dǎo)。需要注意的是，大多數(shù)的汽車可以直接和手機連接，與手機軟件中的APP 進行連接，讓汽車導(dǎo)航系統(tǒng)直接與手機軟件相結(jié)合?，F(xiàn)階段，國內(nèi)大多數(shù)中新興汽車制造行業(yè)，全部都已經(jīng)將電子導(dǎo)航系統(tǒng)作為汽車制造的標配，電子導(dǎo)航系統(tǒng)不僅不會影響駕駛者行駛安全，還可以為駕駛者提供正確的駕駛路線。為駕駛者出行帶來極大的便利，同時，為公共交通管理部門提供有效支持[2]。

3.2 汽車智能控制系統(tǒng)

汽車智能控制系統(tǒng)可以智能化調(diào)節(jié)汽車車身，還可以為汽車提供智能化行進路線，通過傳感器進行智能化控制汽車，智能汽車傳感器的主要設(shè)計涉及數(shù)字圖像、數(shù)字數(shù)據(jù)信息、規(guī)劃汽車行駛路線控制結(jié)構(gòu)等。數(shù)字圖像的作用主要是對路況進行觀察和分析，駕駛者可以及時掌握汽車行駛過程中的實際狀況。數(shù)字圖像的觀察原理主要是通過人類的觀察特點和運動狀態(tài)對事物進行分析并做出判斷，分析行駛中汽車周圍環(huán)境是否安全。在汽車智能化研發(fā)設(shè)計的過程中，利用計算機電子信息技術(shù)進行汽車智能化控制，汽車內(nèi)的傳感器可以對汽車周圍的情況進行實時監(jiān)測，通過智能化的監(jiān)測，可以獲取各項汽車行駛中的數(shù)據(jù)信息，例如，汽車橫擺角速度、側(cè)面加速時速、左右車輪行駛過程中速度差值等。如果發(fā)生汽車左右車輪速度超過規(guī)定的正常差值，就可以利用電子信息技術(shù)中程序算法設(shè)計出汽車智能控制系統(tǒng)，自動計算機通過輪胎的橫擺差距，對計算出的數(shù)字差值對汽車輪胎進行調(diào)節(jié)，促使汽車在行駛過程中的穩(wěn)定性。再例如，利用智能控制系統(tǒng)對汽車發(fā)動機進行控制，汽車控制系統(tǒng)通過各種汽車零件向傳感器輸入信號，再由智能控制系統(tǒng)對傳感器內(nèi)的信號做正確的技術(shù)處理，利用智能控制系統(tǒng)測算出符合安全范圍內(nèi)的數(shù)值，繼而保證最小的數(shù)字可以控制其他系統(tǒng)，其他汽車系統(tǒng)接收到工作指令后，就可以配合汽車的一系列操作。

3.3 汽車智能防撞系統(tǒng)

汽車智能化研發(fā)設(shè)計對汽車自身的安全性能有極高的要求，想要保證汽車在行駛過程中保持平穩(wěn)，就要提高汽車的安全性能，繼而有效降低汽車安全事故發(fā)生的頻率，如果汽車在行駛中發(fā)生安全事故，由于汽車本身安全性能極高，也可以降低安全事故損傷的嚴重程度，減少駕駛者和乘客的人身安全，基于此，汽車智能防撞系統(tǒng)可以很好提升汽車安全性能，對汽車周圍的傳感器具有重要作用。汽車在行駛過程中，如果遇到道路障礙物，汽車周圍的傳感器就會檢測到道路障礙物，通過傳播超聲波信號的方式通知駕駛者，有助于駕駛者及時判斷道路障礙物和車輛之間的距離，如果道路障礙物和車輛之間的距離變小，汽車智能防撞系統(tǒng)就可以通過監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息做出減慢行駛的提示，如果駕駛者沒有按照汽車防撞系統(tǒng)的指令進行操作，那么很大程度就會造成汽車和道路障礙物相互撞擊的風(fēng)險。利用電子計算機技術(shù)系統(tǒng)可以控制汽車的其他系統(tǒng)，自動亮起汽車行駛警告燈，汽車智能防撞系統(tǒng)就會啟動解決方案，并且結(jié)合道路的實際情況進行避讓行為，安全性能是智能汽車研發(fā)設(shè)計最關(guān)注的問題，智能防撞系統(tǒng)可以保證車輛行駛的安全基礎(chǔ)上，為車輛的形式狀態(tài)。駕駛員的形式狀態(tài)、道路環(huán)境進行實時監(jiān)控，便于出現(xiàn)異常情況時，第一時間發(fā)出預(yù)警提示，并且做出正確的處理措施?，F(xiàn)階段，汽車智能防撞系統(tǒng)越來越成熟，可以全方面保障駕駛員和汽車的形式狀態(tài)，繼而提升駕車安全，智能化的檢測手段是保證駕駛者安全和公共安全的重要措施[3]。

3.4 汽車胎壓檢測系統(tǒng)

當駕駛者在行駛的過程中，車輛的輪胎出現(xiàn)問題時，就會降低汽車行駛的平穩(wěn)性，車胎的壓力過高，就會造成汽車爆胎的情況，輪胎氣壓過低也會造成汽車的行駛不平穩(wěn)，車胎過高或者過低都會引發(fā)不同程度的安全事故，汽車胎壓檢測系統(tǒng)就可以很好地解決車胎氣壓過低過高的問題。汽車胎壓檢測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測車胎內(nèi)的壓力值，減少汽車安全事故的發(fā)生，汽車胎壓檢測系統(tǒng)中發(fā)揮最大作用的是壓力傳感器，壓力傳感器可以安裝在車輪中，如果壓力傳感器接收到車胎壓力數(shù)值過低或者過高時，就會直接轉(zhuǎn)為電信號，電信號就會將車胎內(nèi)的壓力數(shù)值進行完整呈現(xiàn)。將壓力數(shù)值的變換規(guī)律通過電子信息技術(shù)系統(tǒng)呈現(xiàn)出來，中央電子信息技術(shù)系統(tǒng)就會直接計算出車輪胎的壓力數(shù)值，再將計算出的車輪胎壓力數(shù)值結(jié)果呈現(xiàn)在汽車顯示，駕駛者就可以第一時間明確汽車輪胎的壓力數(shù)值，就可以提前準備好相應(yīng)解決措施。如果汽車輪胎的壓力數(shù)值出現(xiàn)較小的情況，或者汽車輪胎出現(xiàn)壓力過高的情況，汽車胎壓檢測系統(tǒng)就會自動發(fā)出報警提示。例如，當汽車由于行駛的速度太快，汽車車胎的溫度就會持續(xù)上升，胎壓則會持續(xù)提高，甚至還會出現(xiàn)超高車輪胎最高的壓力值的情況，這時汽車胎壓檢測系統(tǒng)就會發(fā)出預(yù)警提示，中央電子信息技術(shù)就會顯示車輪胎溫度和胎壓的具體數(shù)值，繼而駕駛者放慢行車速度，就可以降低車胎的溫度和車胎的壓力數(shù)值。

3.5 汽車智能溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

汽車智能溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是利用熱學(xué)原理進行設(shè)計的，汽車智能化研發(fā)的過程中通過安裝傳感器裝置，就可以實時自動監(jiān)測車內(nèi)的溫度，車身的溫度，這對汽車內(nèi)部和外部溫度調(diào)節(jié)具有重要作用。汽車智能溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要就是將汽車的內(nèi)部和外部空氣溫度合理控制在人體適應(yīng)的溫度范圍內(nèi)，該系統(tǒng)完成換氣、加熱、凈化整套調(diào)節(jié)溫度流程。如果在調(diào)節(jié)溫度的過程中出現(xiàn)溫度過高的情況，車內(nèi)安裝的傳感器就會及時發(fā)出預(yù)警信號，并且可以智能化切斷空調(diào)開關(guān)，保證駕駛者在行駛的視線內(nèi)不會出現(xiàn)太多的水蒸氣，確保駕駛者可以正常開車。特別是夏季的溫度過高，如果汽車內(nèi)部由于太陽照射導(dǎo)致內(nèi)部溫度過高，就會增加安全事故的發(fā)生，因此，汽車智能溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為駕駛者安全提供重要保障[4]。

3.6 智能汽車無人駕駛系統(tǒng)

智能汽車無人駕駛一直是汽車高新技術(shù)行業(yè)追求的目標，無人駕駛就是通過在汽車內(nèi)安裝車載計算機系統(tǒng)，繼而無需駕駛者操控汽車，就可以實現(xiàn)無人駕駛目的。現(xiàn)階段，全球已經(jīng)有很多汽車研發(fā)廠商正在研究無人駕駛技術(shù)，并且有部分廠商已經(jīng)針對部分汽車做出自動停車、低速排隊等無人駕駛技術(shù)雛形，在不久的未來，就會實現(xiàn)全自動識別系統(tǒng)下開啟無人駕駛的目標，并且實現(xiàn)無人駕駛目標的同時還要保證安全和遵守交通規(guī)則。企業(yè)行業(yè)想要更好服務(wù)于汽車愛好者，就要解決駕駛者行駛中遇到的繁瑣操作，智能化輔助駕駛者行駛的系統(tǒng)就可以很好地解決這一問題。例如，通過電子信息技術(shù)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)收集的相關(guān)車輛數(shù)據(jù)信息，然后對駕駛路線提供有效的科學(xué)決策，或者在部分行駛環(huán)節(jié)直接代替駕駛者行駛，現(xiàn)階段，企業(yè)行業(yè)研發(fā)的巡航控制、低速排隊等系統(tǒng)就是屬于這種技術(shù)，能夠很好滿足駕駛者的安全和便捷需求。

3.7 智能交互系統(tǒng)

伴隨智能化技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境下，智能交互系統(tǒng)在智能汽車中的使用頻率越來越多，智能交互的主要表現(xiàn)就是語音交互，并且已經(jīng)得到大范圍使用。車輛在行駛過程中，駕駛員直接撥打電話就會開車注意力不集中，容易發(fā)生安全事故，單車開車增加安全事故的概率也會越來越大。同時，道路交通法規(guī)規(guī)定駕駛者在行駛過程中不可以使用和接聽電話，但是由于事務(wù)繁忙有很多不得不接聽的電話，如果不及時接聽，也會給生活和工作增加麻煩?；诖?，想要提升駕駛者的安全，又要保證遵守交通規(guī)則的情況下，智能交互中的語音交互系統(tǒng)就顯得尤為重要，語音交互系統(tǒng)是采用無線網(wǎng)絡(luò)和駕駛者手機藍牙進行連接，促使車輛中的語音系統(tǒng)可以有效感知到手機通信，指令通過藍牙連接的方式轉(zhuǎn)換成語音，促使駕駛員在行駛過程中接聽電話帶來極大的便利，與此同時，也有效提升了駕駛員的行車安全[5]。

3.8 車輛防盜系統(tǒng)

伴隨移動通信技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)不斷完善，原始的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和移動通信技術(shù)已經(jīng)逐漸升級為電子防盜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的機械防盜是指車輛鑰匙對車輛門窗進行開鎖，該防盜方式存在很大疏漏，并且機械防盜不具備安全性。但是電子信息技術(shù)的發(fā)展又使用了遙控技術(shù)進行防盜，遙控技術(shù)防盜使用的也是鑰匙控制車輛開窗，對距離遠近有限制。想要提高遙控的安全性和穩(wěn)定性及使用距離，使用GPRS 防盜系統(tǒng)對車輛及時跟蹤，該項防盜系統(tǒng)不僅可以完成遠程范圍就可以控制車輛開窗，還可以對車輛進行實時監(jiān)控，極大程度增加了車輛防盜的安全性。但是，需要注意的是，傳統(tǒng)的GPS 定位已經(jīng)不能滿足時代發(fā)展的需要，最新的GPS 定位已經(jīng)可以和手機相互結(jié)合，促使用戶可以遠程操控手機及時監(jiān)控車輛狀況，也可以啟動一鍵報警，因此，車輛防盜系統(tǒng)可以讓駕駛者更加便利的監(jiān)控車輛。

4 實例分析

汽車防撞系統(tǒng)是智能汽車設(shè)計中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因為防撞系統(tǒng)直觀關(guān)乎著汽車在行駛中的安全問題，還可以對汽車外部的行駛環(huán)境進行分析，繼而對汽車外的不安全因素提前做出判斷，讓駕駛者可以及時避開危險物體，避免安全事故的發(fā)生。本文介紹的智能汽車的總體設(shè)計主要有各種傳感器、語音模塊、GPS 定位系統(tǒng)、WIFI 藍牙模塊搭構(gòu)的汽車整體硬件。首先，各種傳感器模塊，就是汽車在行駛的過程中需要監(jiān)測前方道路的物體或者影響車體安全的不利因素，再根據(jù)行駛狀態(tài)可以判斷未來車體可能發(fā)生的行駛狀態(tài)，傳感器主要包括監(jiān)測車輛的行駛速度、車輪運轉(zhuǎn)速度、道路車輛之間的間距三個方面，利用各種傳感進行綜合判斷并且給出解決方案，確保駕駛者安全平穩(wěn)的行駛。其次，車輛內(nèi)的語音模塊可以選擇LD3320 語音識別芯片，這個語音芯片最大的優(yōu)勢就是可以一次識別60 條語音，并且識別的范圍也比較大，還可以增加算法識別，對一些特殊的詞匯的進行快速識別，此芯片的設(shè)計可以滿足眾多年輕人的時尚需求。再次，車輛內(nèi)部的定位工具選擇的是北斗定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以通過3D 顯示車輛外部的行駛環(huán)境，讓駕駛者清晰的看見車輛外部真實環(huán)境，尤其是車輛外側(cè)來往的車輛也可以及時監(jiān)測，包括行駛遇到道路道路紅綠燈時，駕駛者可以會注意不到周圍車輛，這時北斗定位系統(tǒng)就可以派上用場，在道路紅綠燈的位置就可以準確的判斷周圍車輛信息和狀態(tài)，繼而避免交通事故發(fā)生。最后，智能汽車內(nèi)WiFi 模塊和藍牙模塊的設(shè)計，主要是選擇ESP32 進行的汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，該系統(tǒng)是利用ESP32 對車輛藍牙和手機藍牙進行連接，駕駛者還可以通過手機app 觀看，為駕駛者帶來極大的便利，增加良好地駕車體驗。

5 結(jié)語

綜上所述，電子信息技術(shù)能夠較好用于汽車智能化設(shè)計，近年來相關(guān)理論研究和實踐探索大量涌現(xiàn)，屬于行業(yè)發(fā)展的重要方向。想要積極響應(yīng)社會環(huán)保節(jié)約的號召，就要提升汽車智能化設(shè)計水平，深入應(yīng)用電子信息技術(shù)，這不僅有助于節(jié)約智能汽車的生產(chǎn)成本，還能夠為智能汽車的進一步推廣奠定堅實基礎(chǔ)，理應(yīng)得到重視。