智能自动雨刷系统的设计和发展.docVIP

基于模糊逻辑方法的设计和开发智能自动雨刷系统 摘要：在雨雪天，挡风玻璃上的雨刷器对保证司机的安全起到了关键作用。然而，由于时间和行车速度的关系，挡风玻璃上的降水量会经常变化，这时候传统的雨刷器系统就需要司机时常去改变雨刷器的速度和运行间隔。人工调节雨刷器又会分散司机的注意力从而导致车祸的发生。因此，本项目就是一个基于雨水强度而对智能自动雨刷器设计和发展的尝试。为了驱动雨刷器，这个系统需要包括PIC（外围接口控制器），网格传感器和直流电动机。然后，基于当传感器是分压电路的一部分的时候，湿度增加传感器的输出电压减小这样一个简单的原理，网格传感器将会被用作探测雨水的强度。预期的系统能够随着雨水强度的变化而自动改变雨刷器的速度。但是这个系统是不能够测量雨水强度的，因此为了应对这个问题，MATLAB 7.0里的模糊逻辑工具箱会被用作预期雨水的强度。（大雨，中雨，细雨）。 关键词： 模糊逻辑， MATLAB模糊逻辑工具箱， 网格传感器，PIC 16F877， PWM I. 引言 自动雨刷器系统用来检测降雨，并且在没有驾驶员影响作用的情况下也可以激活汽车挡风玻璃的雨刷器。这个系统为减轻开车分心的状况和让司机专注于驾驶的首要任务而开发。随着这个产品的开发，雨天行驶时因为要手动调节雨刷器而让司机分心的情况将会消失。因为在一个糟糕的天气情况下开车，即使只花几秒钟转移注意力去调节雨刷器也有可能发生交通事故。 美国国家公路运输安全协会报道说有26%的交通事故是由于开车分心导致的，比如开车时打手机，开车时吃东西和其他一些类似的干扰使得司机的注意力不在路上。在本次项目中考虑的干扰因素就是基于降水量大小的雨刷器速度的调节。如果消除了手动调节雨刷器的需要，那么因为分心导致的车祸数量就会稍稍下降。 雨刷器发动机的控制电路被开发成自动响应于落在网格传感器低成本的解决方案所提出的设计最重要的是在一个更合理的价格满足所需的安全性和性能。 全自动智能挡风玻璃雨刮器的工作框图 在这个项目中CCP1（PWM）用来控制直流电动机的速度。PWM代表的脉冲宽度调制，通过数字波形宽度的变化以控制提供到负载的功率。在整个过程中的基本原则是，平均传输功率和调制占空比成比例，如图。 PWM和不同的占空比 IV. 软件和硬件 本节介绍实际执行所需的硬件和用于模拟测试结果。阴极射线示波器（CRO）用来衡量％占空比。 绘制传感器的输出电压的曲线图和％占空比周期，如图所示4。 传感器的输出电压和％占空比周期 接下来的图表中显示了随着传感器电压降低占宽比会上升，这是由于网格传感器是分压电路的一部分。网格传感器基于雨水强度增长传感器输出电压下降的原则。 VI. 模糊逻辑降雨强度控制的设计与开发 降水是最不能确定的一部分，他不能被测量因此模糊逻辑用来解决这一问题。模糊逻辑提供了一个简单的方式基于不准确的嘈杂的，输入信息[2]。使用原始数据计算出隶属函数。输出降雨强度位置（RIP）。1.1 FCM聚类 FIS使用“IF ... THEN”规则作出必要的决策规则。 6 (a) 三角隶属函数的电压‘V’ 2 (b) 隶属函数的模糊输入变量‘RIP’ Linguistics Variables (Labels) Partitioned Value Fuzzy spaced values Min. Max. RH 9th 9th 30th RH1 30th 9th 50th RN 50th 30th 71th RM 71th 50th 92th RD 92th 71 th 92th 6 (b) 三角隶属函数的降水强度‘RIP’ 组成规则库 在实际雨刷系统运行过程中模糊规则库结构已实际积累的数据创建。 If (Voltage is VL) then (RIP is RH) ? If (Voltage is VL1) then (RIP is RH1) ? If (Voltage is VN) then (RIP is RN) ? If (Voltage is VM) then (RIP is RD) ? If (Voltage is VH) then (RIP is RD) ? If (Voltage is VM) then (RIP is RM) 4.逆模糊化 逆模糊化输出值用穿过聚集模糊集的粗线表示。规则查看器允许你解释整个模糊推理过程。 上面的图显示了电压和降雨强度位置（RIP）之间的关系，同时它减少了如图5所示的非线性。 VI. 结论 自动雨刷器系统经过了设计，开发和展示检测降雨和驱使雨刷器系统基于降水强度。 自动雨刷器系统是间歇式雨刮器系统