專利名稱：單片機(jī)紅外脈沖測控智能變光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子自動開關(guān)控制裝置，特別一種用于車船的單片機(jī)紅外脈沖測控智能變光器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外正在研制的智能變光器中，公知的技術(shù)水平較高的是“紅外遙感遙控智能變光器”，其專利號為ZL02223453.5，它解決了兩車相會時自動變光的原理性技術(shù)問題，能使夜間行車途中裝有該裝置的對開兩隊列車中任意相會兩車在各種相對速度和不同遠(yuǎn)光燈亮度等情況下都能在100米左右變光距離實時自動變光會車，兩車相遇后又能實時返回會車前照明狀態(tài)。采用直流紅外發(fā)射作信號源，只能避免環(huán)境可見光和前照燈可見光的干擾。由于沒有采用微機(jī)測控，純屬硬件邏輯控制電路，其智能水平有限，不能避免變化緩慢的自然環(huán)境紅外線及直流前照燈光中紅外線成份的干擾，特別還象先前所有的變光裝置一樣，不能避免前方車或物體所反射的紅外線造成的誤變光。這種誤變光還會擾亂自動變光裝置的正常工作，因為反射光線造成誤變光后不可能給出類似于兩車相遇信號的回變光信號，從而不能絕對確?？煽康膶崟r自動變光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行脈沖紅外線測控，不但能避免自然環(huán)境可見光，紅外線和前照燈光的干擾，而且能避免反射的可見光和紅外線的干擾，確保車輛在夜間行車途中會車時可靠地實現(xiàn)實時自動變光的單片機(jī)紅外脈沖測控智能變光器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是固定近光檔電平輸出電路1、固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路2、自動變光檔電平輸出電路3、欲超車閃遠(yuǎn)光檔電平輸出電路4、前向紅外線接收處理電路5及側(cè)向紅外線接收處理電路6的輸出端分別與單片機(jī)測控系統(tǒng)7的輸入端相接，單片機(jī)測控系統(tǒng)7的輸出端分別接前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路8和功放驅(qū)動變光動作電路9。
所述固定近光檔電平輸出電路1由選檔開關(guān)K1與電阻R1構(gòu)成；固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路2由選檔開關(guān)K1與電阻R2構(gòu)成；自動變光檔電平輸出電路3由選檔開關(guān)K1與電阻R3構(gòu)成；欲超車閃遠(yuǎn)光檔電平輸出電路4由按鈕開關(guān)K2與電阻R4構(gòu)成；前向紅外線接收處理電路5由只對交流脈沖紅外線信號靈敏且?guī)Х糯蠹壍募t外接收頭PH1、電阻R5和三極管Q1構(gòu)成；側(cè)向紅外線接收處理電路6由只對交流/脈沖紅外線信號靈敏且?guī)Х糯蠹壍募t外接收頭PH2、電阻R6和三極管Q2構(gòu)成；單片機(jī)測控系統(tǒng)7由單片機(jī)芯片、地址鎖存器、程序固化塊只讀程序存儲器EPROM、晶振、反相器D0等構(gòu)成；前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路8由前向發(fā)射中功率紅外發(fā)射管PD1和左側(cè)向發(fā)射小功率紅外發(fā)射管PD2分別串聯(lián)電阻后并聯(lián)，接三極管Q3接時基集成塊TH接電容C1、電阻、反相器D2構(gòu)成；功放驅(qū)動變光動作電路9由反相器D1、接三極管Q4、Q5接單刀雙擲常閉合式繼電器JK，及電阻R13、R14構(gòu)組成。
本發(fā)明的效果有采用脈沖紅外線作信號源和只對交流脈沖紅外線靈敏的紅外接收頭，從硬件上就能避免自然環(huán)境可見光、紅外線及前照燈光的干擾；在檢測相會車是否達(dá)變光距離或相會車是否相遇之前就先停止前向/側(cè)向脈沖紅外發(fā)射，從軟件上就避開了反射紅外線的干擾。單片機(jī)測控的智能化，若雙方都裝有本發(fā)明裝置，就能確保車輛在夜間行車途中任意相會兩車在各種相對速度和不同前照燈光亮度等情況下于相距100米左右可靠地實現(xiàn)實時自動變光會車，且具有欲超車自動閃遠(yuǎn)光的功能。本發(fā)明原理新穎，設(shè)計科學(xué)，硬件結(jié)構(gòu)簡單合理，智能化程度高，抗干擾能力特強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠。


圖1是本發(fā)明的原理方框圖。
圖2是本發(fā)明的軟件程序流程圖。
圖3是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的硬件組成由選檔開關(guān)K1與電阻R1組成固定近光檔電平輸出電路1；由選檔開關(guān)K1與電阻R2組成固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路2；由選檔開關(guān)K1與電阻R3組成自動變光檔電平輸出電路3；由按鈕開關(guān)K2與電阻R4組成欲超車閃遠(yuǎn)光檔電平輸出電路4；由只對交流脈沖紅外線信號靈敏且?guī)Х糯蠹壍募t外接收頭PH1、電阻R5和三極管Q1組成前向紅外線接收處理電路5；由只對交流/脈沖紅外線信號靈敏且?guī)Х糯蠹壍募t外接收頭PH2、電阻R6和三極管Q2組成側(cè)向紅外線接收處理電路6；由單片機(jī)芯片8098、8位地址鎖存器74LS373，程序因化塊EPROM2764A、12MHZ晶振、反相器DO等組成單片機(jī)測控系統(tǒng)7；由電容C1、反相器D2、電阻R7、R8、R9、R10、R11、R12時基集成塊TH、三極管Q4、前向發(fā)射中功率紅外發(fā)射管PD1和左側(cè)向發(fā)射小功率紅外發(fā)射管PD2組成前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路8；由反相器D1、電阻R13、R14、三極管Q4、Q5和單刀雙擲常閉合式繼電器JK組成功放驅(qū)動變光動作電路9。
軟件測控特點單片機(jī)測控系統(tǒng)先后檢測8098引腳P0.5、P0.7和P0.6的電平以便確定是否固定近光行駛(是，P0.5腳高電平；不是，P0.5腳為低電平。這常用于無需變光在市區(qū)內(nèi)行駛)。是否固定遠(yuǎn)光行駛(是，P0.7腳為高電平；不是，P0.7腳為低電平。這常用于無需變光在高速公路或大霧天、大雨天、大雪天在普通公路上行駛)。是否自動變光行駛(是，P0.6腳為高電平，不是，P0.6腳為低電平。這常用于正常天氣在普通公路上行駛)。發(fā)射紅外線的控制信號由8098的引腳P2.5輸出至前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路(高電平發(fā)射，低電平停止發(fā)射)。變光控制信號和2秒內(nèi)閃遠(yuǎn)光約3次的欲超車閃遠(yuǎn)光控制信號都由8098引腳P2.0輸出至功放驅(qū)動變光動作電路(高電平關(guān)遠(yuǎn)光燈，開近光燈；低電平關(guān)近光燈，開遠(yuǎn)光燈)。通過檢測8098引腳P0.4的電平，以確定是否需要超車閃遠(yuǎn)光(需要，P0.4為高電平；不需要，P0.4為低電平)。特別是檢測己方車是否達(dá)變光距離或己方車是否與對方車相遇之前必須先停止前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射，這是基于紅外光光速為30萬公里/秒，檢測時已沒有反射的紅外線射入接收，從而絕對避開了反射紅外線的干擾。通過檢測8098引腳HSI.0的電平來確定己方車是否達(dá)變光距離或相會的對方車是否有尾隨車(是，HSI.0為高電平；不是，HSI.0為低電平)。通過檢測8098引腳HSI.1的電平來確定己方車與對方車相遇(相遇，HSI.1為高電平；沒有相遇，HSI.1為低電平)。由前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路8的發(fā)射功率，前向紅外線接收處理電路5的接收靈敏度和側(cè)向紅外線接收處理電路6的接收靈敏度所確定的會車變光距離為80米-120米和迂車信號靈敏距離小于10米。軟件程序流程中在關(guān)前向及側(cè)向紅外線發(fā)射后，才檢測相會車是否達(dá)變光距離，相會車是否相遇或?qū)γ媸欠裼衼碥嚰捌湮搽S車。參閱圖1至圖3。
由圖1可知，本發(fā)明的硬件由固定近光檔電平輸電路固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路、自動變光檔電平輸出電路、欲超車檔電平輸出電路、前向紅外線接收處理電路、側(cè)向紅外線接收處理電路、單處機(jī)測控系統(tǒng)、前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路和功放驅(qū)動變光動作電路等九部分組成。
由圖2和圖3可知，在相會兩車都裝有本發(fā)明裝置且雙方都置自動變光檔行駛情況下的自動變光過程是這樣的當(dāng)相會兩車都駛?cè)胱児獾囟蔚淖児饩?00米左右，一方車(假設(shè)為己方車)在單片機(jī)測控系統(tǒng)控制下先停止前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射(即避開反射紅外線干擾)后，率先檢測到HSI.0為高電平，即前向紅外接收處理電路輸出高電平(即己方車率先達(dá)變光距離)，就控制功放驅(qū)動變光動電路，繼電器吸合，關(guān)遠(yuǎn)光燈開近光燈會車，會車期間一方面等待兩車相遇，另一方面又為了使對方能產(chǎn)生變光信號和兩車相遇信號，單片機(jī)測控系統(tǒng)斷開前向/側(cè)向接收信號的輸入通道并控制向?qū)Ψ桨l(fā)射前向/側(cè)向脈沖紅外線，相繼又打開側(cè)向接收信號的輸入通道，通過8098的HSI.1引腳檢測側(cè)向紅外接收處理電路是否輸出高電平(即兩車是否相遇)，發(fā)射紅外線、停止發(fā)射紅外線和檢測HSI.1引腳電平循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，一直進(jìn)行到檢測HSI.1引腳為高電平(兩車相遇)后，8098控制打開前向紅外線接收信號輸入通道，并通過8098HSI.0引腳檢測前向紅外接收處理電路是否輸出高電平(即對方車是否有裝上了本發(fā)明裝置的尾隨車)，如果沒有的話，就控制功放驅(qū)動變光動作電路，使繼電器釋放為常閉合狀態(tài)，關(guān)近光燈開遠(yuǎn)光燈，結(jié)束會車；如果有的話，就一直循環(huán)控制、檢測到與對方尾隨車或尾隨車的尾隨車……相遇后，才關(guān)近光燈開遠(yuǎn)光燈，結(jié)束會車。欲超車閃遠(yuǎn)光的控制過程是這樣的，當(dāng)單片機(jī)測控系通過檢測到8098的HSI.0輸入為低電平時(即對面沒有達(dá)變光距離的來車)允許超車，只要按一下欲超車閃光按鈕K2，檢測到欲超車電平輸出為高電平，便由軟件在2秒內(nèi)產(chǎn)生3次閃遠(yuǎn)光的控制信號由8098的P2.0引腳送出至功放驅(qū)動變光動作電路閃遠(yuǎn)光。如果前面車還沒讓路，還想超車，就重復(fù)以上檢測和按按鈕K2的過程，在允許超車的前提下閃遠(yuǎn)光，準(zhǔn)備超車。對方隊列車中裝有本發(fā)明裝置且置自動變光檔行駛的車輛的自動變光過程或欲超車閃遠(yuǎn)光的控制過程亦如此。這就實現(xiàn)了都安裝了本發(fā)明且都置自動變光檔行駛的對開兩隊列車中任意相會兩車實時可靠的自動變光和欲超車自動閃遠(yuǎn)光。至于在雙方車列中裝有本發(fā)明卻是置固定近光或固定遠(yuǎn)光行駛的那些車輛與沒有裝本實用的車輛一樣，由于既不發(fā)射紅外線，也不接收或不檢測所接收的紅外線，從而不參與會車期間的自動變光，靠手動換檔開關(guān)變光；也不會使相會的對方車變光。欲超車時也都必須靠手動換檔開關(guān)來回置固定近光檔和固定遠(yuǎn)光檔，實現(xiàn)欲超車閃遠(yuǎn)光，提示前方車讓路以便超車。
實施例1對開兩隊列中每輛車都安裝有本發(fā)明裝置且都置自動變光檔行駛情況下會車的自動變光過程如前所述。如圖2、圖3所示，手動K1置自動變光檔(III)合上電源開關(guān)K3后上電，開始執(zhí)行程序。經(jīng)初始化后8098引腳P2.0為低電平；開遠(yuǎn)光燈；引腳P2.5為低電平；停止前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射；單片機(jī)通過檢測8098的引腳P0.5的電平為低電平(表明不是固定近光)，轉(zhuǎn)檢測8098的引腳P0.7的電平也為低電平(表明不是固定遠(yuǎn)光)，轉(zhuǎn)檢測8098的引腳P0.6的電平為高電平而確認(rèn)為自動變光檔行駛，8098通過P2.0引腳輸出低電平(與初始化狀態(tài)相同)，仍為關(guān)近光燈S2，開遠(yuǎn)光燈S1。8098通過P2.5引腳輸出正脈沖至前向/側(cè)向脈沖紅外發(fā)射電路，向?qū)Ψ桨l(fā)射出前向/側(cè)向脈沖紅外信號，供對方接收測控用。為避開反射紅外線干擾，先置P2.5腳為低電平停止前向/側(cè)向脈沖紅外發(fā)射后；通過檢測引腳HSI.0的電平來確定是否達(dá)變光距離。HSI.0為低電平，即未達(dá)變光距離，或說對面近距離內(nèi)無來車，允許超車。如果需要超車，此時按一下按鈕K2有效，8098檢測P0.4引腳為高電平，便由P2.0引腳輸出2秒內(nèi)閃遠(yuǎn)光3次的脈沖系列至功放驅(qū)動變光動作電路閃遠(yuǎn)光3次；如果前面車還不讓路又還想超車的話，經(jīng)檢測允許超車，就再按一下K2有效，如此可多次按開關(guān)K2，如果檢測到HSI.0為高電平，假設(shè)是己方車率先達(dá)變光距離或說對面近距離內(nèi)有來車，則不允許超車，即使按開關(guān)K2也無效，這種情況下是會車變光的問題。8098通過P2.0腳輸出高電平至功放驅(qū)動變光動作電路，三極管Q4截止，Q5導(dǎo)通，Q5集電極為低電平，繼電器線圈中有電流，繼電器吸合，關(guān)遠(yuǎn)光燈開近光燈會車?？紤]到對方還沒達(dá)變光距離，8098通過P2.5腳輸出正脈沖至前向/側(cè)向脈沖紅外發(fā)射電路，向?qū)Ψ桨l(fā)射前向/側(cè)向脈沖紅外信號；為避開反射紅外線干擾，先置P2.5腳為低電平來停止前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射，檢測8098HSI.1腳是否為高電平來確定相會兩車是否相遇(HSI.1為低電平，卻是還未相遇)經(jīng)此檢測后，對方車可能還未達(dá)變光距離，就需再次發(fā)射紅外線……如此循環(huán)等待到兩車相遇，HSI.1為高電平，此時該不該變回遠(yuǎn)光呢？還要看對方有沒有尾隨車。同樣為避開反射紅外線的干擾，先停止前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射，再檢測HSI.0是否為高電平，HSI.0為高電平，表示對方有尾隨車，則不變回遠(yuǎn)光。循環(huán)檢測以等待到HSI.0為低電平而無尾隨車，才由8098置P2.0腳為低電平至功放驅(qū)動變光動作電路，使三極管Q4導(dǎo)通，Q5截止，Q5集電極為高電平，繼電器JK線圈中無電流而釋放，關(guān)近光燈，開遠(yuǎn)光燈，此輪會車就告結(jié)束。轉(zhuǎn)是否是自動變光行駛程序，以待進(jìn)入下一輪會車自動測控變光程序和欲超車且允許超車的閃遠(yuǎn)光測控程序。參閱圖1至圖3。
實施例2對開兩隊列車中既有安裝了本發(fā)明裝置且置自動變光檔行駛又有安裝了本發(fā)明裝置卻是置固定近光或固定遠(yuǎn)光行駛的車，還有沒安裝本發(fā)明裝置卻是置固定近光或固定遠(yuǎn)光行駛的車，這樣兩隊列車的會車變光過程。這種情況很實際，表面看來會車變光過程似乎很復(fù)雜。其實，從前面的介紹中己經(jīng)得知，安裝了本發(fā)明裝置卻是置固定近光或固定遠(yuǎn)光行駛的車與沒安裝本發(fā)明裝置固定近光或固定遠(yuǎn)光行駛的車(下面稱兩類車)一樣，既不發(fā)射脈沖紅外線，也不接收紅外線或不檢測接收到的紅外脈沖信號。因此，它們靠手動變光和欲超車閃遠(yuǎn)光，也不介入對開兩隊列車中裝有本發(fā)明裝置且置自動變光檔行駛的相會車的自動變光過程?？梢?，似乎完全是象實施例1一樣的自動變光過程，即相對于自動變光過程而言，就象對開兩隊列車中沒有上述兩類車那樣，只是對開兩隊列車中那些安裝了本發(fā)明裝置且都置自動變光檔行駛的車之間會車的自動變光過程。參閱圖1至圖3。
本發(fā)明適用于汽車、摩托車和船舶，用于汽車與汽車、汽車與摩托車、摩托車與摩托車、或船舶與船舶的實時自動變光會車(船)。與現(xiàn)產(chǎn)各種前照燈配套，可使之成為智能變光燈。
權(quán)利要求
1.一種單片機(jī)紅外脈沖測控智能變光器，其特征是固定近光檔電平輸出電路(1)、固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路(2)、自動變光檔電平輸出電路(3)、欲超車閃遠(yuǎn)光檔電平輸出電路(4)、前向紅外線接收處理電路(5)及側(cè)向紅外線接收處理電路(6)的輸出端分別與單片機(jī)測控系統(tǒng)(7)的輸入端相接，單片機(jī)測控系統(tǒng)(7)的輸出端分別接前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路(8)和功放驅(qū)動變光動作電路(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)紅外脈沖測控智能變光器，其特征是所述固定近光檔電平輸出電路(1)由選檔開關(guān)K1與電阻R1構(gòu)成；固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路(2)由選檔開關(guān)K1與電阻R2構(gòu)成；自動變光檔電平輸出電路(3)由選檔開關(guān)K1與電阻R3構(gòu)成；欲超車閃遠(yuǎn)光檔電平輸出電路(4)由按鈕開關(guān)K2與電阻R4構(gòu)成；前向紅外線接收處理電路(5)由只對交流脈沖紅外線信號靈敏且?guī)Х糯蠹壍募t外接收頭PH1、電阻R5和三極管Q1構(gòu)成；側(cè)向紅外線接收處理電路(6)由只對交流/脈沖紅外線信號靈敏且?guī)Х糯蠹壍募t外接收頭PH2、電阻R6和三極管Q2構(gòu)成；單片機(jī)測控系統(tǒng)(7)由單片機(jī)芯片、地址鎖存器、程序固化塊只讀程序存儲器EPROM、晶振、反相器D0等構(gòu)成；前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路(8)由前向發(fā)射中功率紅外發(fā)射管PD1和左側(cè)向發(fā)射小功率紅外發(fā)射管PD2分別串聯(lián)電阻后并聯(lián)，接三極管Q3接時基集成塊TH接電容C1、電阻、反相器D2構(gòu)成；功放驅(qū)動變光動作電路(9)由反相器D1、接三極管Q4、Q5接單刀雙擲常閉合式繼電器JK，及電阻R13、R14構(gòu)組成。
全文摘要
一種單片機(jī)紅外脈沖測控智能變光器。它主要是解決現(xiàn)在尚未解決的避免自然環(huán)境紅外線的干擾和難以避開反射紅外線干擾等技術(shù)問題。本發(fā)明由固定近光檔電平輸出電路(1)、固定遠(yuǎn)光檔電平輸出電路(2)、自動變光檔電平輸出電路(3)、欲超車閃遠(yuǎn)光檔電平輸出電路(4)、前向紅外線接收處理電路(5)、側(cè)向紅外線接收處理電路(6)、單片機(jī)測控系統(tǒng)(7)、前向/側(cè)向脈沖紅外線發(fā)射電路(8)和功放驅(qū)動變光動作電路(9)組成。它可按軟件程序流程上電運行，硬件使之能避免環(huán)境可見光、紅外線、直入射的前照燈光和反射的前照燈光的干擾，軟件使之能避開反射的脈沖紅外線的干擾，進(jìn)行智能化測量與控制，提高智能化水平以確保對開兩隊列車中任意相會兩車實時可靠地實現(xiàn)自動變光且具有欲超車自動閃遠(yuǎn)光的功能。
文檔編號B60Q1/14GK1785713SQ20041004704
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
發(fā)明者劉補(bǔ)生 申請人:劉補(bǔ)生