雨量感应雨刷电控系统是一种现代化智能车用雨刷系统，其功能是能够根据雨量的大小自动启动雨刷并调节雨刷运转速度。本文基于红外反射式雨量传感器，对该系统的组成、结构和原理进行研究与分析，设计了一种可行的雨量感应雨刷电控系统软硬件方案，并介绍各模块的工作原理。根据其硬件组成，设计了软件的总体流程框图并对系统子功能模块软件进行编译。本文通过AT89C51系列单片机对接收反射光线的变化进行判断和分析，发出相应的指令控制雨刷工作，并借助Proteus软件对雨量感应雨刷电控系统进行仿真与调试，完成对雨量感应雨刷电控系统的初步设计。关键词 雨量传感器，红外反射，AT89C51，自动控制
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本论文研究的内容 3
2 雨量传感器的分类与工作原理 4
2.1 电容式雨量传感器工作原理 4
2.2 红外反射式雨量传感器工作原理 4
2.3 两种雨量传感器对比 5
2.4 光学原理 6
2.5 光电转换原理 6
3 系统硬件的总体设计 7
3.1 雨量感应雨刷电控系统原理框图 7
3.2 电源模块设计 7
3.3 传感器模块设计 8
3.4 单片机模块设计 9
3.5 电机驱动电路模块设计 10
3.6 复位电路模块设计 11
3.7 时钟电路模块设计 11
4 系统软件的总体设计 12
4.1 软件总体设计 12
4.2 软件程序调试 15
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
目前，我国正处于经济、文化、社会等飞速发展的阶段，交通工具也在改善发展，汽车成为了大多数人的代步工具，使用量也在逐年递增。因此，目前我国的交通状况是不够理想的，尤其在一线城市，交通状况更是岌岌可危。并且，我国处于季风气候区，多雨是一个自然特征，无法改变。所以 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
，驾驶员雨天行车的状况会时常发生。基于以上原因，雨刮器的使用尤为重要。现用的雨刮器大多数是传统的手动雨刮器，在雨天使用时，仅凭借驾驶员手动控制雨刮器，这样一来，驾驶员注意力将不会全部集中于驾驶车辆，尤其是在高速公路上高速行驶时，增加了安全隐患，易引发交通事故，造成人员和财产的损失。国际上对于安全驾驶有过这样的一个数据统计，大致的意思是说在雨天行车由于驾驶人员手动开启雨刮器而引发的交通事故占比为百分之七，虽然此数据不是很高，但是考虑到其交通事故的基数，那么此类事故的数量足以让我们加以重视。因此，本论文研究的根据雨量来自动控制雨刮器工作的系统是极为有意义的。
目前，有些汽车公司的高配车型都配有自己专用的雨量传感器来自动控制雨刮器工作，它们的不足之处在于彼此不能通用，只有在特定车型中使用，而大部分车都是不配备雨量传感器的，导致雨天的交通事故增多。除安全性外，舒适性也推动着智能雨刮器的发展[1]。因为传统雨刮器需要手动调节速度，面对雨量频繁变换的雨天时，驾驶员必须多次切换档位调节雨刮器的速度来获取相对较好的行车视线，但这些复杂的操作程序令人厌烦，但智能雨刮器能够自动调节刮水速度，最大限度地提升了驾驶员雨天行车的舒适性。
经过不断的研发，现在的雨量传感器工作方式主要有两种：电容式和红外反射式。
1.2 国内外发展现状
博世公司研发制造了一种新型的红外雨量传感器，是将其安装在挡风玻璃内部位置，这种新型的红外雨量传感器拥有其他类型传感器的所有特性，并且还能够在120ms内响应外部雨滴情况，还可识别前挡风玻璃上的灰尘，帮助清除玻璃上的灰尘免受其影响，这样设计的目的在于将刮水片的使用年限加以提高，防止雨刮器使用时间缩短，同时集成了光线传感器，并且支持串行网络接口，这类传感器对于雪天的雪花还会保持原有的作用。
电装公司的雨量传感器安装在前挡风玻璃上，根据雨量的大小来适当的调节雨刮器的运行速度，即停止、高速、低速、间歇这几种运行状态，传感器的灵敏度也会根据外界雨量或者雪量的大小情况进行调节与改变，以此来改变乘车舒适性和行车的安全性能，此传感器还有一个优点就是能感应的空间位置相比于一般的传感器要大得多。
科世达公司将光传感器加入到所研究的新型雨量传感器中，所用的光学元件是目前市场上最为先进的元件，优化过的元件能大幅度的改良传感器的工作状态，可通过车内微机系统自动控制雨刮器，并能依据光照强度的变化控制前大灯，还可根据客户需要集成更多安全又舒适的功能。
天合公司的雨量传感器的设计考虑到了此类传感器对于坏境的适应性问题。该雨量传感器依靠红外检测和专利伺服控制技术来应对各种新环境，并与微机控制器进行信息交换以启动电机，并根据雨量变化来调节雨刮器的工作状态。此外，该雨量传感器可以通过对相关参数的调节来适应各种类型的挡风玻璃。
法雷奥公司的雨量传感器同样加入了光传感器，用来调节雨刮和照明系统，能依照车外光照环境的变化自动设置相适应的模式，有白天、夜晚、下雨、隧道、车库等模式。法雷奥公司的光传感器能够预知光线的变换，提前开启或关闭前照灯，而雨量传感器根据雨量大小调节雨刮器的工作状态，其灵敏度可由驾驶员设置。
海拉公司的雨量传感器的硬件部分与内视镜厂家合作，增添了更多模块，如阳光传感器等，可以在外观、性能、价格等方面满足客户更多的需求。
此外，诸多国外学者对雨量传感器的优化和创新已呈现良好的发展态势。
2004年，Jarajreh等人经研究后发现可以通过模糊控制理论和等效电容这两种途径来计算雨量的大小，当雨滴落到电容的两极板间时会改变等效电容的大小，同时改变了输出电压，并根据输出电压大小和等效电容大小变化的关系通过模糊控制理论方法来检测和确定外界环境雨量的大小；2009年，Anton Kummert等人研发了一种新型智能雨刷速度自动调节系统，它是一种基于车载摄像头的新型雨量传感器，固定在前挡风玻璃底部区域，依据外界雨量的大小自动调节雨刮器工作速度，同时，设计了一种适用的计算方式来提高处理效率；2010年，Mansheim等人提出了一种采用微波传感器的电子化雨量传感器检测雨水造成的多普勒偏移，该雨量传感器可以轻松连接普通的数据记录仪，它的优点是没有零件磨损且功能强大，它的缺点是耗能大。 
相比于国外，国内对雨量传感器的研究还处于萌芽阶段，没有雄厚的技术支持，使用范围也较小，只有少数公司在研究生产这个产品，下面是一些国内厂商生产的产品。

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