(汽车行业)汽车雨刮器的自动控制系统设计与实现
关于汽车雨刮器发展的研究
关于汽车雨刮器发展的研究摘要：雨刮器是安装在风窗上的重要附件，它的作用是扫除风窗玻璃上妨碍视线的雨雪和尘土，对于行车安全具有重要的作用。
汽车未来发展趋势，主要三大方向：新能源化、智能化、车联网化，以上三个汽车领域的发展趋势，也对雨刮器提出了新的需求。
关键词：智能雨刮、PWM控制、磁位置传感器、无刷电机一、雨刮器介绍雨刮器按其驱动方式可分为机械式、真空式、气压式、液压式和电动式等。
现代汽车一般采用电动刮水器，其优点是结构简单、控制方便。
电动刮水器由电机、曲柄、传动杆、刮臂和刮片组成。
电机旋转时，带动曲柄和传动杆工作，使刮臂连同刮片在玻璃上运动。
大家对智能雨刮产品有普遍误解，认为那是一个很简单的部件。
其实不然，智能雨刮几乎是整个汽车车身电子部件里最复杂、也是最难做的产品之一。
二、传统机械雨刮的缺点1.雨刮擦拭的噪音大传统的机械式雨刮，根据四连杆的摆动原理，使得雨刮在玻璃上进行来回擦拭。
由于四连杆的鞭笞效应，刮片在反转的瞬间，会发出很大的“啪啪”的声音，会严重影响用户的乘坐的舒适度，在汽车的售后投诉里面，雨刮擦拭噪音大一直排名靠前。
2.适应性差，不够智能化传统的机械式雨刮，只有高速和低速档位，不能进行无级变速。
即便有雨量传感器也仅仅是调整间歇的时间，不能很好满足各种复杂的工况使用。
高速档位和低速档位的切换需要人为的干预，大大的增加了司机的驾驶负荷。
汽车发展方向是自动驾驶，机械式雨刮需要人为的切换不符合自动驾驶的发展要求。
3.耗能大传统的机械式雨刮不能识别工况，例如：擦拭耗能最大工况为干刮（前风挡上没有水），即便工况为干刮时，机械式只能持续擦拭，除非驾驶员强行介入关掉开关。
还有在等待红灯时，驾驶员的视野需求会急剧下降，但雨刮无法进行智能档位调整，这些都导致了机械式雨刮耗能的浪费。
4.刮片&刮臂外漏、美观性差传统的机械式刮片、刮臂没法隐藏在发动机盖下面，主要由于换刮片时，没有服务位置，只能通过刮臂掀起来时，进行刮片的更换。
基于PLC的自动洗车控制系统设计
基于PLC的自动洗车控制系统设计摘要：本文旨在设计一款基于PLC的自动洗车控制系统，该系统使用传感器检测车辆的位置和状态，并根据检测结果自动启动水泵、喷水器、刷子等设备进行洗车。
本文详细介绍了该系统的硬件设计、软件设计和通信设计，并对系统的可行性进行了分析。
关键词：PLC；自动洗车控制系统；传感器；硬件设计；软件设计；通信设计Abstract:The purpose of this paper is to design an automatic car washing control system based on PLC. The system uses sensorsto detect the position and status of the vehicle, and automatically starts water pumps, sprayers, brushes and other equipment for washing according to the detection results.This paper introduces the hardware design, software designand communication design of the system in detail, andanalyzes the feasibility of the system.Keywords:PLC; automatic car washing control system; sensor; hardware design; software design; communication design1.引言随着汽车的普及和私家车的增多，人们对汽车的保养和清洗越来越注重。
但是传统的手动洗车方式需要人工参与，而且效率低下，难以满足人们的需求。
因此，自动洗车控制系统应运而生。
基于单片机的智能雨刮器设计
基于单片机的智能雨刮器设计摘要：本篇论文介绍了一种基于单片机的智能雨刮器设计方案，该方案结合了传感器技术和单片机控制技术，能够自动感应雨水，控制雨刮器对车窗进行清洗和擦拭，有效提高了行车安全性和驾驶体验。
本文详细阐述了智能雨刮器的工作原理、硬件系统、软件设计及测试结果，并分析了智能雨刮器设计的优缺点和未来发展方向。
关键词：单片机，智能雨刮器，传感器，控制技术，驾驶安全性。
Abstract:This paper introduces a design of intelligent wiperbased on singlechip microcomputer, which combines sensor technology and singlechip microcomputer control technology.It can automatically sense rainwater, control wipers to clean and wipe the windows, and effectively improve driving safety and driving experience. This paper elaborates on the working principle, hardware system, software design and test resultsof intelligent wiper, and analyzes the advantages, disadvantages and future development directions ofintelligent wiper design.Keywords: singlechip microcomputer, intelligent wiper, sensor, control technology, driving safety.1.引言在汽车行驶的过程中，高速行驶车辆的前行视野往往会被大雨模糊，给驾驶员带来很大的安全隐患。
基于PLC的自动洗车控制系统设计
基于PLC的自动洗车控制系统设计
摘要
随着社会的发展，人们的生活水平也不断提高，各种汽车被普遍使用，随之带来的汽车维护问题也随之而来，其中最重要的一环当属洗车了。
为
了满足汽车维护需求，设计和实现了一套以PLC为控制核心的自动洗车控
制系统。
本文首先介绍了自动洗车控制系统的硬件、软件组成，然后结合
实际情况介绍了自动洗车控制系统的系统架构，涉及的部件安装、电气连
接等介绍，并给出了PLC程序的编写步骤。
最后，本文以实验结果证明了
此自动洗车控制系统的可行性。
关键词：自动洗车控制系统；PLC；系统架构；电气连接；程序编写
1. Introduction
随着社会的发展，汽车在日常生活中越来越普及，也使得汽车行业呈
现出蓬勃的发展势头。
汽车不仅仅是一种交通工具，更作为一种日常必备
物品，可为人们提供出行及活动的方便性。
然而随着汽车在各种场合的普及，汽车维护问题也随之而来。
在汽车行业，洗车是汽车维护中最重要的
一项工作，洗车对于汽车的外观清洁度是直接影响因素，因此，如何提高
洗车效率，一直是汽车行业追求的目標。
机械原理课程设计——汽车前风窗雨刮器设计
机械原理课程设计——汽车前风窗⾬刮器设计⽬录前⾔ .........................................................错误!未定义书签。
1.课程设计⽬的和任务......................................错误!未定义书签。
2.设计说明书的格式要求：..................................错误!未定义书签。
⼀、机械原理课程设计任务和简介...............................错误!未定义书签。
设计任务..................................................错误!未定义书签。
设计题⽬及其简介..........................................错误!未定义书签。
⾬刮器设计的基本要求.....................................错误!未定义书签。
⼆、⽅案分析和⽐较............................................错误!未定义书签。
概述......................................................错误!未定义书签。
⽅案⽐较..................................................错误!未定义书签。
最终⽅案选定..............................................错误!未定义书签。
三、基本尺⼨的确定............................................错误!未定义书签。
前风窗玻璃的尺⼨..........................................错误!未定义书签。
⾬刮器⾬刮臂尺⼨确定......................................错误!未定义书签。
基于PLC的自动洗车控制系统
基于PLC的自动洗车控制系统本文档旨在介绍编写基于PLC的自动洗车控制系统的背景和目的。
现代社会的快节奏、高效率对汽车洗车行业提出了更高的要求。
为了满足市场需求，传统洗车方式无法满足效率和质量的要求，因此引入自动洗车控制系统成为一个必要的选择。
自动洗车控制系统利用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过传感器、执行器和电气元件等设备，实现自动调控洗车工艺的全过程。
它不仅提高了洗车效率，还确保洗车质量稳定和可靠性。
该系统的目的是实现以下几个方面的优化：提高洗车效率：通过自动化控制，减少人工操作，加快洗车速度，提高洗车效率。
保证洗车质量：利用自动化控制手段，确保每次洗车质量一致、稳定，避免人为操作中的差异和不确定性。
简化操作流程：通过系统的自动化和智能化，简化洗车操作流程，提高用户体验和操作便捷性。
减少人力成本：自动洗车控制系统的引入可以减少对人力资源的需求，降低运营成本。
通过建立基于PLC的自动洗车控制系统，我们可以实现洗车行业生产方式的转型与升级，提供更高效、更优质的洗车服务。
本文档将详细介绍该系统的设计和实现，包括硬件布局、软件编程和系统测试等方面。
同时，我们还将分析该系统在实际应用中可能面临的挑战和解决方案。
希望本文档对编写该自动洗车控制系统的项目有所帮助，提供清晰明确的指导和参考。
该自动洗车控制系统基于可编程逻辑控制器（PLC）的架构设计，实现了自动化洗车过程的控制和监测功能。
该系统包含以下基本架构和功能模块：输入模块：传感器模块：用于检测车辆的位置、大小和清洗需求等信息。
常见的传感器包括光电传感器、超声波传感器等。
按钮模块：用于手动输入控制指令，如启动洗车、停止洗车等。
控制模块：PLC主控模块：负责接收输入模块传来的信息，并根据预设的逻辑进行判断和控制洗车过程。
系统控制算法：基于PLC软件编程实现的算法，包括洗车程序的控制逻辑和运行时的判定条件。
输出模块：执行器模块：根据PLC主控模块的指令，控制水流、刷子运动和喷洒装置等设备进行洗车操作。
自动雨刷原理
自动雨刷原理
自动雨刷是一种常见的汽车装置，用于清除前挡风玻璃上的雨水或其他杂物，以保证驾驶者的视线清晰。
其工作原理主要依赖于几个关键部件的相互作用。
首先是雨刷电机，它是整个系统的核心部件。
雨刷电机通过电气信号的控制，带动雨刷刷片做前后往复运动。
当驾驶者启动自动雨刷功能时，电气系统会向雨刷电机发送信号，使其开始运转。
接下来是雨刷臂和雨刷刷片。
雨刷臂是连接雨刷电机和雨刷刷片的机械装置，它负责将电机的转动力传递给雨刷刷片。
雨刷刷片通常由橡胶制成，具有较好的弹性和耐用性。
当雨刷电机运转时，雨刷臂会带动刷片在前挡风玻璃上水平移动，以清除水滴或其他杂物。
此外，还有一个重要的部件是感测器。
感测器通常安装在前挡风玻璃下方，可检测到降雨情况。
当感测器检测到雨水时，会向电气系统发送信号，触发自动雨刷的工作。
感测器可以根据降雨的强度和频率，自动调节雨刷的速度和频率，以适应不同的天气情况。
综上所述，自动雨刷的原理主要是通过电气信号的控制，由雨刷电机带动雨刷臂和刷片在前挡风玻璃上进行水平往复运动，以清除雨水或其他杂物。
该系统还依靠感测器来检测降雨情况，并自动调节雨刷的工作速度和频率。
通过这种方式，自动雨刷能够提供清晰的视线，增加行车安全性。
基于PLC的自动洗车控制系统设计
1 基于PLC 的自动洗车控制系统设计摘要:采用西门子公司的S7-200系列PLC 为控制器,设计了自动洗车控制系统。
该系统具有手动和自动运行两种工作模式。
汽车到达指定位置后,对汽车进行清洗、刷洗、冲洗和风干等操作。
实现洗车的自动控制。
该系统操作方便,定位准确,提高了洗车的效率。
关键词:自动洗车;S7-200 PLC ;光电传感器随着整个社会的生活水平不断提高,汽车已经逐渐走进千家万户,汽车的数量不断增加。
随着汽车相关服务行业的与日俱增,洗车行业悄然兴起。
但是现在市面上的洗车方式大多还是以人力为主,人工对汽车进行涂抹泡沫、擦洗,然后利用高压水泵进行冲洗,再在自然条件下风干。
这种洗车方式存在着许多缺点,如洗车过程长、投入的劳动力大等。
本设计采用S7-200系列PLC 为控制器,以电磁阀、电动机为执行器,实现洗车过程的自动化。
该系统清洗速度快、成本低,而且节约水资源,符合当代建设节约型社会的时代需要[1]。
1 自动洗车系统1.1 自动洗车系统结构自动洗车系统主要由检测机构、清洗机构和风干机构三部分构成,其结构图如图1所示。
清洁剂罐水箱电磁阀MB1喷头1 电磁阀MB2喷头2图1 自动洗车系统结构图1.1.1 检测机构检测机构的任务是检测小车是否到达指定位置,由红外传感器组成。
该传感器不与物体直接接触,当检测到小车到达指定位置时,迅速将信号传出,灵敏度高,反应快。
1.1.2 清洗机构清洗机构主要由蓄水箱、清洁剂罐、洗涤刷、电磁阀和直流电机等组成。
水和清洁剂的喷洒由直流电磁阀控制。
直流电磁阀由金属材料制成,通电时电磁线圈产生磁力动作(提起关闭件),打开阀门,断电时,电磁力消失阀门关闭。
直流电磁阀可工作在真空、负压下,实现水流的自动通断要求。
喷头和洗涤刷的全方位移动,以直流电动机作为动力部分,主要是为了对车身进行全面清洁,直流电动机结构密封,保护性能好。
电机定子、转子上的多相绕组采用永磁材料,其特点是性能稳定、维护方便和易于安装[2]。
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（汽车行业）汽车雨刮器的自动控制系统设计与实现汽车雨刮器的自动控制系统设计与实现设计总说明本次设计的汽车自动雨刷省去了人为手动操作雨刷的问题，能够自动感应雨量并进行相应的工作。
自动雨刷用雨滴传感器作为检测器来感应雨量的大小，把感应信号传给单片机，通过软件的控制驱动芯片自动调节电机的正反转与转动频率。
此次设计采用40引脚的单片机AT89S52，设计中运用ULN2003AN 驱动芯片来驱动步进电机的运转，克服了电机在低频工作时的噪音大，震动大的缺点。
本次设计在一定的程度上为驾驶者提供了舒适性和安全性的保障，避免了由于驾驶者手动操作雨刷的不当而带来的交通安全问题，同时也大大的提高了汽车雨刷的全面性与可靠性。
在汽车智能雨刮系统中由于两个雨刮电机的转速不可能完全一样，就存在两个雨刮摆动不同步的问题。
本文在分析了模糊控制理论及雨刮同步摆动规则的基础上，提出了一种基于模糊控制的汽车智能雨刮系统。
该系统将转速偏差和转速偏差变化量模糊化为模糊控制器的输入语言变量，根据所制定的一套模糊控制规则来选择控制PWM的输出语言变量，并以此通过脉宽调制技术来驱动直流电机，使两个雨刮同步摆动。
关键词：雨滴传感器；步进电机；单片机；雨刮器Car Wiper Blade Design and Implementation ofAutomatic Control SystemDesign DescriptionThe design of the automatic wipers is improved further in the traditional manual based on. Automatic wiper with rain sensor as the detector size induced precipitation, the induction signal is sent to the single chip microcomputer. reversing and turning frequency automatic adjusting motor through the control of the software driver. The design is based on the 40pin of the mic AT89S52. That use of ULN2003AN to drive the stepper motor driver chip design operation. The pulse width modulation’s chopper driver mode. Thus greatly overcome the noise when the motor work in the low frequency , vibration faults. Provide comfort andsafely guarantee this design in a certain extent for the driver, to avoid the traffic safety problem caused by the driver manually operated wiper improper. At the same time also greatly improve the comprehensiveness and reliability of automobile windshield wiper.In intelligent windscreen wiper system of automobile, As the problem of technics, rotate speed of two electro motors are not the same completely, so there are the problems that two wiper blades swing ansynchronous. In the thesis, a intelligent windscreen wiper system of automobile based on fuzzy control is presented, by analyzing fuzzy control theory and synchronous swing rules of windscreen wiper. The speed error and its change were used as fuzzy stable variable. According to a set of fuzzy rules, the output variable was selected to control the PWM switch. In this way, the PWMtechnique was used to drive the DC motor and control windscreen wiper to swing synchronously.keywords：rain sensor;Stepper motor;MCU;windscreen wiper目录1.绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 研究背景 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4研究意义 (3)2.总体设计方案 (4)2.1自动雨刷控制系统设计思路 (4)2.2设计原理 (4)2.3系统组成 (5)2.3.1 单片机的比较与选择 (5)2.3.2 STC12c5a60s2功能特性概述 (6)2.4雨滴传感器的分类 (8)2.4.1压电振子原理的雨滴传感器 (8)2.4.2雨滴传感器种类 (9)2.4.3光量变化的雨滴传感器 (9)2.4.4红外雨滴传感器的原理 (10)2.5 显示元件选择 (10)2.5.1液晶显示简介 (10)2.5. LCD1602的基本参数及引脚功能 (12)2.6刮水电机 (13)2.6.1刮水电机型号的编制方法 (13)2.6.2减速器的结构特点 (14)6.2.3刮水电机的控制电路分析 (15)3.智能雨刮器的硬件组成及其芯片介绍 (18)3.1 STC89C52的时钟电路和复位电路 (18)3.2 A/D转换电路 (19)3.2.1 ADC0832芯片介绍 (19)3.2.2 ADC0832芯片电路 (21)3.2 液晶显示电路 (21)3.2.1 1602液晶简介 (21)3.2.2 液晶引脚说明 (22)3.2.3 液晶显示模块电路 (22)3.3 雨滴传感器电路设计 (23)3.4电机控制的硬件设计 (24)3.5发射模块 (25)3.5.1发射管 (25)3.5.2由555定时器构成的多谐振荡器 (26)3.6接收模块 (27)3.6.1红外接收管 (27)3.6.2带通滤波器 (28)4.软件设计 (29)4.1程序语言及开发环境 (29)4.2 智能雨刮器的主程序流程图设计 (29)4.3雨滴传感器的流程图设计 (30)4.4智能雨刮器电机控制的流程图设计 (31)5.系统调试 (33)5.1 元器件的选择与测量 (33)5.2 元件的焊接与组装 (33)5.3程序烧录 (34)5.4 KEIL运行 (35)5.5 运行结果 (35)6. 总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (41)附录Ⅰ电路原理图 (41)附录Ⅱ程序 (42)1.绪论1.1 概述雨刮器属汽车附件，是汽车安全行驶的重要部件，用于消除挡风玻璃、后窗玻璃及大灯玻璃上的雨雪和灰尘等，以保证玻璃透明清晰。
在汽车智能雨刮系统中由于两个雨刮电机的转速不可能完全一样，就存在两个雨刮摆动不同步的问题。
本文在分析了模糊控制理论及雨刮同步摆动规则的基础上，提出了一种基于模糊控制的汽车智能雨刮系统。
该系统将转速偏差和转速偏差变化量模糊化为模糊控制器的输入语言变量，根据所制定的一套模糊控制规则来选择控制PWM的输出语言变量，并以此通过脉宽调制技术来驱动直流电机，使两个雨刮同步摆动。
汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一，现代汽车正从一种单纯的交通工具朝着满足人们需求、安全、节能和环保的方向发展。
为了满足人们对汽车日益提高的要求，汽车研发及生产机构必然要将越来越多的电子产品引入到汽车上，智能控制系统也成为汽车革新的主要内容。
1.2 研究背景随着当今社会经济的迅速发展，对汽车性能的追求则在不断的提升，随着汽车制造业不断的创新，汽车中安装了越来越多自动控制系统，增加了汽车的安全性与舒适性，据统计，在雨天行车，世界上因为驾驶员对雨刷的操作不当而带来的交通事故占6%之多。
所有自动雨刷系统的安装对于汽车来说是十分重要的。
自动雨刷控制系统免去了驾驶员手动调节雨刷的麻烦，有效的提高了在雨天驾驶的安全性与可靠性；同时，也避免了因为路边积水溅在挡风玻璃上，驾驶员来不及操作而恐慌造成的交通事故。
雨刮器属汽车附件，是汽车安全行驶的重要部件，用于消除挡风玻璃、后窗玻璃及大灯玻璃上的雨雪、灰尘和水泥等，以保证玻璃透明清晰。
第一个发明电动刮水器的是德国博世公司，博世将它作为“博世最年幼的产品”加入到博世的产品家族。
自那以后，这个婴儿逐渐成长，从单纯的刮片发展到二十一世纪初的风窗玻璃之星——无支架的刮水器。
在汽车的驾驶史上，对风窗玻璃的清洁问题解决开始得比较晚。
汽车从只有平添驾驶发展到成为全天候的驾驶。
技术变化最大是在二战以后，伴随着大规模机械的出现。
风窗玻璃洗涤器、间歇开关、后窗刮水器和可加热喷水器保证了驾驶时的视野清晰与行车安全。
伴随着其他一些技术革新，比如雨滴传感器、可变位刮水臂、刮水器的出现，就更扩大了刮拭的范围，刮水器成为了一个复杂的系统。
1.3国内外研究现状国内外许多汽车厂商以雨水传感器为基础的自动雨刷控制系统，不是格昂贵就是系统不完善，反映不灵敏。
现今，则主要是把用雨水传感器检测出来的雨量大小的信号转变成电信号，然后传递给单片机，通过软件的控制来控制电机驱动芯片从而带动电机的旋转。
目前市场上的雨量传感器大都分为以下两种：利用电阻压变，光强变化的传感器与各种信号控制器连接，来控雨刷电机的转动。
前一种是把传感器直接装在汽车挡风玻璃的外侧，雨滴直接落在传感器上来感应雨量的大小；后一种则是安装在挡风玻璃内侧，由光照引起的折射强度的变化来检测雨量的大小。
因为汽车雨刷主要功能是刮除挡风玻璃上的水渍及污垢，给驾驶者提供一个清晰的视野，所以自动雨刷系统属于必须的安全设备。
主动性安全系统是每个汽车系统工程师努力目标之一，雨刷系统是每辆车上为保证挡风玻璃清晰的唯一选择。