传感器在现代汽车安全领域的应用研究毕业设计论文.docx

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传感器在现代汽车安全领域的应用研究毕业设计论文

海南大学

毕业论文（设计）

题目：

传感器在现代汽车安全领域的应用研究

学号：

20122832320054

姓名：

郏高祥

年级：

2012级

学院：

应用科技学院（儋州校区）

系别：

工学部

专业：

交通运输专业（汽车服务工程方向）

指导教师：

陈险峙

完成日期：

2016年05月21日

摘要

目前来看，汽车行业发展的核心技术已经成变了汽车电子技术，调查显示,整车费用的30%都是来源于汽车电子,并且汽车上80%的技术革新将来自汽车电子方面。

近些年来，汽车电子产品已广泛应用于汽车的各个系统，并朝着汽车综合电子控制系统发展。

在汽车电子产品中，传感器成为电子产品关键的基础设施。

传感器的使用数量在现代汽车上也在不断增加，应用的范围也越来越广。

目前汽车上的传感器已经遍布全车各个方面，从发动机行驶系统到车身控制系统再到底盘系统都已经有了传感器的身影。

传感器的数量和水平成为衡量现代高级轿车的关键标准。

随着人们对汽车安全性能的要求不断地提高，传感器在汽车安全领域的应用就显得更加重要，能够有效的预测事故的发生，减少事故发生率，并在事故发生时有效减少对车上人员的伤害。

本文通过对图像传感器，胎压监测传感器，ABS传感器和安全气囊传感器在汽车安全领域应用的研究分析，展望传感器在汽车安全领域应用的发展趋势和市场方向。

关键词：

传感器；汽车；安全；

Abstract

Atpresent,thedevelopmentoftheautomotiveindustryhasbecomethecoretechnologyofautomobileelectronicstechnologychanged,thesurveyshowsthat30%ofthecostofthevehicleisderivedfromtheautomotiveelectronics,and80%oftechnologicalinnovationonthecarfromtheautomotiveelectronics.Inrecentyears,automotiveelectronicsproductshavebeenwidelyusedinvarioussystemsofthecar,andtowardsanintegratedautomotiveelectroniccontrolsystemsdevelopment.Inautomotiveelectronics,thesensorelectronicsbecomecriticalinfrastructure.Thenumberisalsoincreasingtheuseofsensorsinmoderncars,theincreasinglywiderangeofapplications.Currentsensorsonthecarhasbeenaroundallaspectsoftheentirevehicle,fromtheenginetothebodycontrolsystemwiththesystemandthentochassissystemsalreadyhavepresencesensor].Numberandlevelsensorsbecomeakeymeasureofmodernlimousine.Asthecarsafetyperformancerequirementscontinuetoincrease,sensorapplicationsinthefieldofautomotivesafetybecomesevenmoreimportant,itcaneffectivelypredicttheoccurrenceofaccidents,reduceaccidentrates,andreducethetimeoftheaccidentonboardpersonnelhurt.Basedontheimagesensor,tirepressuremonitoringsensors,ABSsensorsandairbagsensorsinautomotivesafetyresearchareasofapplicationanalysis,developmenttrendoutlooksensorfieldofautomotivesafetyapplicationsandmarketdirection.

Keywords:

sensor;cars;security;

目录

1绪论2

1.1传感器的发展1

1.2传感器在现代汽车安全领域的应用现状2

1.3小结4

2图像传感器在汽车安全领域的应用6

2.1图像传感器的工作原理6

2.2图像传感器的发展历史6

2.3图像传感器在汽车上的应用8

2.4图像传感器发展的未来趋势9

3胎压监测传感器在汽车安全领域的应用10

3.1胎压正常的重要性10

3.2TPMS的分类以及工作原理10

4ABS传感器在汽车安全领域的应用14

4.1ABS的组成和工作原理14

4.2ABS的发展历史及应用现状16

4.3国内的ABS研究现状16

5安全气囊传感器在汽车安全领域的应用18

5.1安全气囊的组成18

5.2碰撞传感器的工作原理19

5.3安全气囊的发展趋势19

6总结及展望21

7致谢22

8参考文献23

1绪论

1.1传感器的发展

人用感觉器官感受外界的信息，然后通过感觉神经或者大脑感觉区使人体对外界产生具体的体验。

但是，人体的这些感觉只是一个模糊的感觉，不够灵敏，不够精确。

例如，我们的皮肤只能对大气温度产生暖、热、凉、冷的相对感觉，不能给出摄氏度的精确测量。

更有甚者，人体对外界的感受范围和感受程度也十分有限。

在声、光、热、电、磁、力与化学等能量载体之中，人体没有能够感受通常意义上的电和磁的器官[1]。

人体的味觉和嗅觉只能简单反映某些化学能的存在，听觉和视觉只对频率范围内的声波和光波给出简单的反应。

只有触觉比较丰富，它既是热能也是多种机械能的传感器。

但是，人体传感器的灵敏度也十分有限，信号太轻，不足以使其产生感受；信号太重，则又容易使其受到伤害。

于是，与发明工具以拓展手足的功能一样，人也需要、并根据需要发明了传感器来拓展他们的感觉器官。

历史上第一个人造传感器，大约应该算我们古代祖先发明的湿度计。

这个湿度计利用木炭和羽毛对大气中所含水分吸收能力上的悬殊差距，将某一标准湿度环境下等重的木炭和羽毛分置于天平两端，根据被测环境下天平的倾斜程度来计量大气的相对湿度。

而更令人称奇的是，传感器的基本构造原理之一就是利用两种材料对同一物质感受能力的差别来构造对这种物质的传感器。

传感器是信息社会中最重要的功能器件，因为只有使用它，才能将各种形式的能量和物质的存在，以及存在的程度，转换成易于搜集和处理的信息。

像人需要手、耳、眼来感觉外部事物一样，汽车也需要耳目来感受外界信息，汽车的耳目就是各种各样的传感器。

1.2传感器在现代汽车安全领域的应用现状

现代生活中,随着汽车行业的蓬勃发展,人们生活水平的不断提高，越来越多的人开始购买汽车，所以汽车的各方面功能也开始受到人们越来越多的关注。

汽车在给人们带来方便的同时，也带来了一些负面的影响，交通事故的发生率也逐渐升高,人们对汽车的驾驶性能越来越高,尤其是安全性能方面的需求。

汽车的出现使人们的生活方式发生了翻天覆地的变化,甚至影响到整个社会的经济变革[2]。

虽然汽车只有短短数百年的历史，但是它的发展速度却是很快，随之汽车制造业以及相关产业也成为国民经济发展的支柱产业。

图1.2、2008-2014年中国民用汽车拥有量趋势

由图1.2可以看出我国的汽车保有量在不断增加。

现代的汽车已经不光是一个根本上的代步工具，它正朝着更加舒适，更加安全，更加清洁的方向发展，这就给汽车电子技术的发展提供了一个好的前景[2]。

20世纪90年代，为了实现可持续发展战略，发达国家对汽车工业提出的更高要求，要求汽车的排放和消耗必须达到国家制定的相应标准才能进行生产制造[2]。

这极大地促进了传感器电子技术的快速发展。

当今传感器技术发展的速度非常快，西方一些传统汽车生产大国仍然是传感器市场保有量最大的地方，在这些地区，传感器的应用范围很广，许多工厂的生产都实现了规模化和制度化，有些企业的生产量达到了年生产量几千万甚至几亿只。

而东欧和亚太市场则是传感器增长速度最快的地区。

目前国外那些发达在汽车传感器在技术方面处于领先地位，各国在汽车行业的激烈竞争将促进新型传感器的快速开发和产业化发展。

汽车传感器发展最迅速的地区当属中国市场，近些年汽车传感器的销售额也在逐年增长。

当前中国的市场现状是高端依赖进口，低端渐增出口，核心技术难觅，研究生产相分离，国内传感器市场仍然被世界知名品牌占据。

但由于我国汽车发展起步比较晚，汽车方面的传感器研究起步较晚，没有形成相应配套的产业体系，生产的产品的可靠性较差，性能和功能落后，更新周期慢。

同时还存在行业规模较小，企业劳动生产率普遍低，技术研发投入不足等缺点[3]。

因此，国内许多生产厂家积极引进西方发达国家的先进生产技术，采用合资的方式调高产品的性能以满足使用要求。

图1.3、2011-2014年中国道路交通事故死亡人数趋势

我国在20世纪年代中期开始传感器的研发，在20世纪80年代将传感器列入过节高新技术发展的重点项目。

进入20世纪90年代以后传感器的研发稍有成就，现在，我国已经建立了多个重点实验室进行各种传感器的研究。

从上图中我们可以清楚地看到在我国的交通事故中死亡人数是不断增加的，汽车的安全驾驶一直是人们所不懈追求的目标。

如何减少交通事故发生率，也一直是汽车工业在发展中非常受重视的问题。

汽车电子控制系统的重要信息源主要就是传感器，传感器作为是汽车的耳目，要对汽车行驶中的各种信息进行同步的监测和反馈，并及时将有关汽车行驶中的各种变化量传递到有关的显示器，传感器作为汽车电子控制系统的核心部件，也是汽车电子技术研究的重要内容之一。

1.3小结

传感器在现代汽车上的使用数量也在不断增加，应用范围也在不断扩大，目前轿车上的传感器已经遍布全车各个系统，从发动机行驶系统到车身控制系统再到底盘系统都已经有了传感器。

衡量现代高级轿车控制系统水平的关键就在于其传感器的数量和水平[2]。

当前，一辆普通轿车上大概安装了近百个传感器，可是豪华高级轿车上的传感器数量至少有220只，而且其趋势呈不断上升

的状态。

安全气囊传感器

图1.4、汽车的传感器分布

胎压监测传感器

ABS轮速传感器

图像传感器（摄像头）

传感器在汽车安全领域的应用就显得尤为重要，能够有效的预测事故的发生，减少事故发生率，并在事故发生时有效减少对车上人员的伤害。

所以说，传感器在汽车安全领域扮演着越来越重要的地位。

汽车的安全领域系统有很多，主动式的有ABS（防抱死制动系统）、EBD（电子制动力分配系统）、折叠ESP（电子稳定程序）、折叠TCS（牵引力控制系统）、EBA（紧急刹车辅助系统）等。

被动式的主要是安全气囊、侧门防撞钢梁等。

还有一