邓世越



旧车改造之防止车门误开启系统

邓世越

（东北师范大学附属中学，吉林 长春 130021）

针对由于停车时机动车上乘坐人员没有观察车外环境，径直开启车门，导致车门碰撞行人及运动的物体引起事故越来越频繁的状况，并基于目前在道路上行驶的旧车不具备车门误开启的报警提醒系统，提出了一种红外线与超声波组合检测及报警提醒系统。当行人或运动物体进入到测量范围内，红外线模块会探测到有物体进入，同时超声波模块测量物体与车门的距离，单片机控制单元接收到超声波测量的信息并进行分析处理，触发蜂鸣器发出报警，提醒车内乘坐者不要打开车门以避免发生碰撞事故或者损坏车门。

旧车改造；红外线探测；超声波测距；单片机控制单元；报警系统

前言

随着我国国民经济的快速发展，城市的机动车保有率也不断增加。交通事故就逐渐成为了造成人类成员非正常死亡的最主要原因，并且至今仍处于不断增长的时期[1]。汽车的大量普及造成城市道路拥堵，机动车临时停靠路边下客，车门随时开启的情况时有发生，车上乘客开启车门前因瞭望不足，突然开启车门后，车门与行人或后方行驶的车辆及自行车产生刮擦，导致行人及车辆受损的情况时有发生，造成身体及经济损失。

本系统属于汽车功能技术领域，尤其应用于行进间中途短暂停车的情况，主要关注旧车改造。

有了这个系统之后，就可以提供一个使交通更加和谐的方法[2]。

1 项目方案

基于红外线与超声波组合的车门安全开启检测及提醒系统主要功能是通过检测分析汽车周围环境，达到系统的实际意义[3]。其目的是提供一种安全的车辆开启报警系统，以避免车门打开时与接近车门的行人或者移动物体发生碰撞。本系统实现的是，当系统感应到车门附近一定范围内存在行人或移动物体以及其他障碍物时，蜂鸣器会持续鸣响，以提醒车内人员不要打开车门，从而降低碰撞事故发生的机率。

1.1 总体方案

在仔细分析红外线传感器特点的基础上[4]，综合考虑超声波测距功能，采用超声波与红外线组合检测，对周围行进物体进行数据捕捉采集，范围角度为车门宽度内开启的最大角度。由红外线模块感知到人或物体进入预警区，超声波模块测量距离，到达报警距离后，启动报警程序，蜂鸣器报警。

1.2 硬件方案

本系统包括驱动电路，电阻，电源，稳压模块，红外感应模块，超声波测距模块，反相器，电容，报警系统，单片机核心板。红外模块与超声波测距模块安装在汽车后方，单片机核心板控制驱动电路，报警系统在接收到单片机核心板发出的指令后发出蜂鸣报警，同时报警灯亮，反相器起到增加驱动能力的作用。

1.3 软件方案

本系统的检测与报警提醒由输入部分，处理模块和输出部分组成。

输入部分由红外线检测模块和超声波测距模块组成，红外线检测是否有物体进入区域范围，超声波测量距离，并将检测结果以信号的形式发给处理模块。

处理模块主要是以单片机为核心的控制板，输入部分所检测到的信号会发送给控制板，控制板接收到信号后，会对所接收的信号进行分析和处理。根据处理结果判断是否向输出部分发送指令。

输出部分由报警系统组成，主要包括三极管，反相器，蜂鸣器及发光二极管，报警系统接收到控制板发送的信号后会发出蜂鸣声及红色报警灯亮。

处理模块对输入信号的分析处理及对输出报警的控制是由单片机编写好的程序完成的。

2 系统原理

用以单片机为核心的控制板来驱动电路，进行检测，处理及输入和输出。系统简图见图1。

图1 系统简图

仿真电路图如图2所示，图中利用红外线检测是否有物体进入区域，当物体进入到检测区域后，电阻产生变化，带动电压变化（有物体：8V，无物体：0V），同时超声波模块在物体进入到区域后开始测量距离，并将信号输入单片机电控单元，最后由电控单元输出控制信号实现预警[5]。

图2 仿真电路图

3 方案具体实施

方案实施主要从系统模型制作和安装测试两方面进行。

3.1 系统模型物料清单

表1 模型物料清单

3.2 系统安装位置

安装在后挡风玻璃外侧，与车身中轴线呈30度角。对周围行进物体进行数据捕捉采集，范围角度为车门宽度内开启的最大角度。由红外线模块感知到人或物体进入预警区，超声波模块测量距离，到达报警距离（2米）后，启动报警程序，蜂鸣器报警。

安装位置示意图如图3。

图3 安装位置示意图

3.3 测试结果

测试方式采用室外真实环境测试，并进行了单一超声波检测和红外线与超声波组合检测的对比测试。测试结果显示，由于受环境干扰的影响，单一超声波检测的方式存在误报及漏报的情况，而红外线与超声波组合检测的方式相对稳定。检测报告如表2和表3。

表2 超声波检测报警测试报告

表3 红外线与超声波组合检测报警测试报告

从对比测试结果显示，红外线与超声波组合检测报警的方案相对稳定，为较优方案。

4 创新特色

本系统将红外线模块与超声波测距模块结合运用到车门开启报警提醒控制系统中，尤其适用于后车门的误开启提醒，提高安全系数，降低碰撞事故的发生率。本系统的成本较低，操作方便，实用性高，尤其适合旧车改造。

5 结论

本系统主要应用于旧车改造，采用红外线与超声波组合检测及提醒车门误开启控制系统的方案是可行的，系统安全可靠，价格低廉，仿真模型单件成本大约210.2元，详见表4的费用清单。

表4 仿真模型材料费用

此系统如果批量生产，还可以对结构进行优化，部件批量采购价格会降低，整体成本也会随之下降，对旧车的改造具有现实意义，因此本系统的应用具有很大的优势及市场前景。

[1] 交通部公路科学研究院.中国道路交通安全(蓝皮书)[M].北京:人民交通出版社,2009.

[2] 严作人,陈雨人,张宏超.道路工程(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2011.

[3] 代艳萍,李进山,李平安.基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系统[J].内燃机与配件, 2017(21).

[4] 何希才.传感器及其应用电路[M].北京:电子工业出版社,2001.

[5] 张靖武.单片机系统的Protues设计与仿真[M].北京:电子工业出版社,2007.

Error proofing system of door wrong opening on the old cars

Deng Shiyue

( High School Attached to Northeast Normal University, Jilin Changchun 130021 )

As the situation in which thepassenger open the door directly without focusing on the outside environment to result in the door impact the pedestrian or moving object more and more, in additional based on there is no alarm or reminder system on the old cars. The article presents an alarm and reminder system which using infrared detection and ultrasonic measurement. Once the pedestrian or moving object come in the detected area, infrared module detects the object, meanwhile ultrasonic module measures the distance between the object and the door. The control units analyze and handle the information which measured by ultrasonic module, then the system drive the hummer sending the alarm to remind the passenger not to open the door in order to avoid the impact accident happening or damaging the door.

Old car renovation; Infrared detection; Ultrasonic measurement; SCM control unit; Alarm system

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1671-7988(2019)03-133-03

U463.83

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1671-7988(2019)03-133-03

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邓世越，女，吉林省长春市人，东北师范大学附属中学，研究方向：汽车工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.043