1研究背景
汽车自19世纪末诞生以来，已经走过了一百多年的风雨历程。随着经济的发展和人类科学技术的进步，汽车已成为现代社会必不可少的交通运输工具之一。但是，随着车辆的增多，汽车也带来了许多严峻的交通问题，交通事故频繁发生，己成为一个世界性的重大问题，因此有人说“汽车是杀人的利器”。
据世界卫生组织统计，全世界每年约有120多万人死于交通事故，占总死亡人数的2.3%，排在人类死亡原因的第9位，到2020年，这一排名将上升到第三位。我国的交通安全状况尤为严峻，每天约有280人丧生于车祸，道路交通伤害死亡人数和死亡率居世界前列。据公安部交通管理局的统计:2004年中国道路交通事故死亡人数达9.4万人，居世界第一;2007年，全国共发生道路交通事故327209起，造成81649人死亡、380442人受伤，直接财产损失12亿元;2008年，全国共发生道路交通事故265204起，造成73484人死亡、304919人受伤，直接财产损失10.1亿元;2009年上半年，全国共发生道路交通事故107193起，造成29866人死亡、128336人受伤，直接财产损失4.1亿元。
减少交通事故，提高道路交通安全水平已成为全社会的迫切要求。当今世界，汽车安全、环保与节能成了汽车发展的三大课题。汽车的安全性是汽车运行中一个极为重要的性能。作为汽车的三大安全部件之一，汽车照明系统是最主要的主动式安全装置，它的主要功用就是照亮道路，让驾驶者能够监视道路情况，及时看清障碍物并做出反应，是汽车的重要安全部件，是保证汽车在夜间或能见度较低的环境下安全行驶的关键。
1889年，哥伦比亚号电动汽车把电灯用于前灯和尾灯，这样汽车车灯就诞生了。汽车车灯主要分为照明和信号装置。照明装置主要包括前照灯和前雾灯;信号装置主要包括位置灯、转向信号灯、制动灯、倒车灯、后雾灯、反射器等。其中汽车照明灯光系统的重点是前照灯系统。随着科技的进步，汽车前照灯系统也经历了多个发展阶段:从最初的煤油灯发展到白炽灯;然后发展到抛物面卤钨前照灯、自由曲面卤钨前照灯和投射系统前照灯，再到以气体放电灯为光源的投影系统前照灯和自由曲面前照灯。相应的技术法规和标准也越来越健全，给人们的行车安全带来了极大的帮助。
但是，在实际的行车过程中，传统的前照灯系统仍然存在很多问题。例如，大多数汽车的前照灯灯光光束的照射方向是不随汽车路面坡度变化而变化的，以至于汽车在有坡度的路面上
行驶时，存在一个照明的暗区，严重的影响了司机对路面上上障碍物的判断;汽车在前后载荷变化、或起步和行进中加速以及制动时，都会造成车辆的前后俯仰，使车灯随车身俯仰，造成照射范围减小或者是产生眩光影迎面的车辆，对夜间安全行车不利;现代高速公路上，车速非常快，尤其是遇到较大坡度时，使驾驶员观察前方行使路面的视野下降，无法获得足够的信息，不能得到充分的时间来应付紧急情况，降低了行车的安全性，对行车安全造成了极大的威胁。统计数据表明:夜间发生交通事故大约是白天的3倍，具有良好照明条件的道路上发生的交通事故只是没有照明或照明条件不良道路上的30%。另据统计数据表明，超过80%的交通事故发生在黑暗和恶劣的天气情况下，大约70%的人车相撞发生在夜间，而发生于夜晚的汽车事故，死亡率超过40%。根据公安部对2009年上半年全国道路交通事故分析，其中，疲劳驾驶、超速行驶等严重违法行为导致事故死亡仍然严重;夜间道路交通事故明显增多。
立足于安全这个至高无上的永恒主题，针对现有的传统汽车前照灯系统的不足，开发一种智能的、使其能够随着车辆行驶的行驶状况、道路状况变化而自动调整的汽车前照灯自动调光系统，已成为世界各国汽车相关行业的研究热点。
2国内外研究状况及发展趋势
在欧、美、日等发达地区和国家，从上个世纪九十年代中叶就己经开始投入研究。2003年初， PRE-AFS系统诞生了，该功能相继得到ECE(欧洲经济委员会)、SAE(汽车工程学会)等国际机构的批准。前照灯自动调光系统作为车灯技术的一项重大突破，对夜间行车的安全性产生了飞跃性的发展，同时也大大提升了行车照明的舒适性，这在日本和欧洲的汽车制造商中已经成为共识。2003年意大利玛涅蒂马瑞利车灯公司首次在汽车上安装了动态调节灯，为前照灯自动调光系统奠定了基础。2006年该公司首次投放了前照灯自动调光照明系统。前照灯自动调光系统的研究在国外己经取得了很大的进展，日趋成熟。日本、欧洲等国的知名汽车制造商都纷纷推出自己的自动调光系统。
国内对汽车自适应照明控制系统的研究起步比较晚，研究还比较少，加之引进的自动调光系统大多为生产商本国道路状况考虑，且国内的道路状况也与日本和欧洲有较大不同，有自己的道路特点和地形地貌，因此自动调光系统并不能发挥最大的作用，对自动调光系统在国内的应用带来了阻力，其主要是以技术引进为主但都局限在各自的技术范畴内，且提供的自适应照明系统功能也有差异。可以说汽车自动调光系统是近年国际国内在汽车智能照明系统方面研究的热点，也是汽车主动式安全系统研究有所突破的领域。
对于汽车前照灯水平自动调光系统来说，动态位置控制功能非常关键，前灯定位系统对电子组件提出了非常恶劣的环境要求。如何降低前灯运动控制设计的复杂度，节省时间、降低成本成为汽车电子研究的重要课题。国内目前对汽车前照灯水平自动调光系统的研究仍很薄弱，虽然汽车前照灯水平自动调光系统应用前景广阔并且已经有很好的发展，但由于其造价，准确性以及适时控制等问题，此项技术的应用仍处在研究阶段。
随着科技的进步和人们对汽车安全的要求越来越高，汽车前照灯自动调光系统越来越有着更安全、更环保、更舒适的发展趋势，而基于LIN总线汽车前灯运动控制系统，能够通过LIN总线对车灯进行线诊断，系统具有结构简单、性能可靠、功能较齐、价格低廉等特点，对不同的步进驱动器/控制器组合，以实现汽车前灯运动控制系统最优化的系统设计方案。设计了MCU+LIN接口芯片的LIN节点硬件结构，实现了主机／从机任务的LIN网络通讯。目前在国内如何采用总线技术提高整车性能，降低制造和维护成本，已成为汽车生产厂家关注的热点。LIN总线方案是由众多汽车制造商和半导体公司创建的,其目的是为了到更低成本的子总线网络,作为广泛使用的CAN通讯网络的辅助。LIN网络采用主从结构并使用单线通讯,从而减少了线束的重量和费用。LIN主要用于不需要CAN性能、带宽及复杂性的低速系统,如开关类负载或位置型系统,包括车的后视镜、车锁、车座椅、车窗等的控制等。LIN更有助于实现
汽车中与CAN网络进行连接的分布式控制系统。
LIN总线主要有以下的特点：
●采用低成本单线12V进行数据传输,线的驱动和接收特性符合改进的ISO9141单线标准;
●传输速率可达20k bit/s;
●采用单主/多从结构,不需要总线仲裁,由主节点来控制总线的访问;
●基于通用UART/ SCI的硬件接口,可使用低成本的半导体工艺实现,几乎所有的微控制器都有LIN必需的硬件;
●从节点不需要晶振或陶瓷振荡器就可实现自同步,从而减少了从节点的硬件成本;
●能保证最差状况下信号传送的等待时间,可避免总线访问冲突。
LIN采用单主机多从模式，一个LIN网络由一个LIN主节点和多个从节点组成，报文的传送方向和时间由主节点决定。主节点在LIN数据总线与CAN数据总线之间起“翻译”作用，执行LIN
的主功能。它是LIN总线系统中唯一与CAN总线系统相连的控制单元。报文传输是由报文帧的格式形成和控制的，报文帧由主机任务向从机任务传送同步和标识符信息，并将一个从机任务的信息传送到所有的其它从机任务。LIN总线上的所有通讯都由主机节点中的主机任务发起，负责报文的进度表，发送报文头。根据进度表来确定当前的通讯内容，发送相应的帧头并为报文帧分配帧信道。总线上的终端节点接收帧头后，通过解读标识符来确定自己
主节点
主任务
主任务
从节点
从任务
从节点
从任务
。。。
是否应该对当前通讯做出响应、做出何种响应。图1 LIN网络结构
典型的LIN应用是连接用于提高驾驶者舒适度的车身控制电子系统，包括车门、车灯、方向盘、座椅、反光镜、用于车内温湿控制的电机和传感器、照明控制、雨水传感器、智能雨刷、智能交流发电机以及控制屏。LIN是一种低速串行总线，是针对车用电子控制系统而衍生，实现智能型传感器及执行器的连接。由于CAN已在车内高速与多功能性的上层网络构成主干，而再不需要CAN总线系统，则由LIN来构成下层局域网络，实现分级制网络结构，以达到合理分配利用网络资源、提高线路布置的方便灵活性、降低成本的目的。CAN总线为多主式，具有速度快，故障检测能力强的特点；LIN总线为单主多从式，总线速度较慢，故障检测能力较差，适于对实时性要求不高的系统。
发布评论