近紅外傳感器在汽車改造技術中的應用研究

　　摘要：利用反射式近紅外傳感器及語音錄放組件，研究了汽車倒車防撞語音提示器當汽車倒車時，只要距車身后尾一定的距離內(nèi)有人或物體存在，就會有一部分紅外光信號經(jīng)人或物體反射回來，被與發(fā)射管同排安裝的光敏接收管收到并轉換成同頻率的電信號后，由模塊內(nèi)部電路進行放大解調(diào)整形比較處理后，在輸出端輸出控制信號，控制語音錄放組件工作，告訴司機車后有人車后有物體由于近紅外線傳感器語音錄放組件均為一體化結構，成本低接線簡單抗震能力強測量準確工作穩(wěn)定可靠，適合在汽車上安裝使用。

　　引言

　　隨著科學技術的不斷發(fā)展，新技術新材料新工藝和新器件的相繼出現(xiàn)，人們對紅外光學進行了深入研究開發(fā)，為了實現(xiàn)自動化節(jié)省人力提高效率，增加設備功能確保安全，保護環(huán)境節(jié)省資源和能源，酷似人類眼睛的紅外傳感器擔負著特別重要的角色。早在1972年時就已經(jīng)有應用紅外線遙控的電視機問世。特別是1990年以后，近紅外傳感器成功地應用于各個領域近紅外線傳感器是應用940nm的光波作為載體進行發(fā)射接收而實現(xiàn)的。

　　本文研究的汽車倒車防撞語音提示器，是利用反射式紅外線發(fā)射接收模塊TX05D作物體識別傳感器當汽車倒車后方出現(xiàn)人或障礙物《如汽車進庫靠墻停車狹窄場合汽車調(diào)頭等D時，語音錄放組件能夠發(fā)出車身后有人，車身后有障礙物提示語，提醒司機注意《后視鏡存在視線死角，司機無法觀察到），從而提高了汽車安全性能語音提示系統(tǒng)使用語音錄放組件，可反復錄放音10萬次，斷電后存儲語音可保存100年，音質(zhì)好成本低接線簡單，給使用者帶來很大的方便電源部分使用汽車上的12V電瓶及6V穩(wěn)壓器供電，既經(jīng)濟又方便該裝置的特點是：

　　抗干擾能力強，工作穩(wěn)定可靠，語音提示，測量距離1.2m，適合在汽車上安裝使用。

　　1、模塊結構及工作原理

　　1.1反射式近紅外傳感器TX05D

　　TX05D外形和引線見圖1所示它是一體化結構，使用非常方便全部電路焊裝在1只46mm×32mm×17mm×不包括安裝支架D的塑料盒內(nèi)盒的側面設有工作狀態(tài)指示燈和靈敏度調(diào)節(jié)孔，紅色發(fā)光二極管用來指示近紅外傳感器的工作狀態(tài)，平時熄滅，有反射物時發(fā)光靈敏度調(diào)節(jié)孔用來調(diào)節(jié)反射檢測距離，順時針調(diào)距離增大，逆時針調(diào)距離減小TX05D通過1條1.5m的雙芯屏蔽線作為輸出引線，其中紅色線為電源正極，白色線為輸出端，屏蔽線《銅網(wǎng)D接電源負極在近紅外傳感器的有效檢測區(qū)范圍內(nèi)，若有人和物體存在，輸出端白色線上的電壓為高電平，若沒有反射物，則輸出為低電平實際應用時，如果引出線長度不夠，可根據(jù)需要加長。

　　TX05D工作電壓為5~12V極限電壓15V工作電流5~20mA最大30mA檢測距離為1.2m0TX05D工作原理，當TX05D接通電源后模塊內(nèi)部的紅外發(fā)射管向前方發(fā)射38kH的調(diào)制紅外光信號一旦有人進入（或有物體存在）有效檢測范圍內(nèi)時紅外光信號就會有一部分被反射回來紅外接收管接收后由內(nèi)部電路轉換成同頻率的電信號再經(jīng)放大，解調(diào)，整形，比較處理后在輸出端輸出高電平信號。由于TX05D使用了調(diào)制技術和采用進口帶補償?shù)目垢蓴_器件在一定程度上解決了抗干擾問題。

　　1.2語音錄放組件IDD1110/1420

　　ISD系列語音錄放組件是以目前技術最先進的美國ISD公司單片語音處理大規(guī)模集成電路ISD系列芯片為核心內(nèi)含存儲器，消除噪聲的話筒前置放大器和自動增益控制電路，適合語音的專用濾波電路，具有極高溫度穩(wěn)定性能的時鐘振蕩電路及全部語音處理電路。它實現(xiàn)了全貼片微型化，音質(zhì)好，堅固耐用。

　　ISD系列語音錄放組件可用于各種一段式語音留言，語音報警及語音提示裝置中。該組件能夠在電源斷開的情況下長期保存信息又可以隨意更改錄入的內(nèi)容組件體積小巧使用領域十分廣泛也極為方便0組件工作電壓為4.5~6.5V靜態(tài)電流典型值為0.5MA工作電流為25mA.錄放時間為10~20S永久性存儲信息可錄放音10萬次存儲可保留100年，易于使用無需編程及開發(fā)系統(tǒng)可隨意改變錄放內(nèi)容用普通駐極體話筒錄音用8~16Ω揚聲器放音。

　　2、汽車倒車防撞語音提示器接線圖

　　接線圖如圖2所示。由近紅外傳感器，語音錄放組件，電源等部分組成。圖2中的IC1可選用7806集成穩(wěn)壓器IC2選用TX05D近紅外傳感器（天津特新電子廠）。IC3選用ISD1420語音錄放組件（錄放時間為20S）。KS選用HRM2H繼電器。其余元件均為廠家所配無須購買。實際應用時將 TX05D安裝在汽車尾部中間位置其發(fā)射，接收管方向朝后-12V引出線接在倒車燈之前。這樣當汽車倒車時隨著倒車燈的點亮電路自動通電工作。

　　3、操作過程

　　3.1錄音

　　接通電源電路自動進入節(jié)電準備狀態(tài)。按住REC錄音鍵電路進入錄音狀態(tài)錄音指示燈（LED）亮直至存儲器錄滿或松開REC鍵。錄入內(nèi)容可為司機師傅請注意車身后有人車身后有障礙物‘等內(nèi)容。

　　3.2放音

　　放音方式有幾種，輕觸PE（playe）鍵語音錄放組件即進入放音狀態(tài)直至結束?；蛘甙聪翽L（playl）鍵電路進入放音狀態(tài)直至放音結束或松開 playl鍵。也可以將語音錄放組件的L端接VCC按PL（playl）鍵即循環(huán)放音松開即停止。該系統(tǒng)采用循環(huán)放音方式。當車身后有人或物體時 IC2（TX05D）輸出控制信號晶體三極管VT（9013）導通繼電器KS（HRM2H）工作觸點閉合。其中一路開關將VCC接L端另一組開關將 PL（playl）鍵短路接地語音錄放組件循環(huán)放音。當人或物體離開時IC2輸出低電平VT截止KS釋放常開觸點斷開放音停止。

　　4、結論

　　本文研究的汽車倒車防撞語音提示器已在汽車上安裝試用實踐證明效果很好。