基于电容感应触摸式传感器的设计

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1、班级：电气2班学号：0608130221姓名：孟祥通成绩：基于电容感应触摸式传感器的设计摘要：电容感应防疲劳安全驾驶系统采用先进的电容感应触摸式传感器，通过微处理器判断驾驶员的注意力集中程度，通过音乐系统播放不同类型的音乐刺激司机，缓解驾驶员的压力，使其集中注意力。关键词：电容感应触摸式传感器ThedesignofcapacitancesensortouchsensorsAbstract:capacitivesensingantifatiguesafedrivingsystemadoptsadvanc

2、edcapacitivesensingtouchsensor,throughthemicroprocessortodeterminethedriver'sattentiondegree,playedbymusicsystemofdifferenttypesofmusicstimulatedriver,alleviatethepressureofthedriver,makeitsfocus.Keywords:capacitivesensingtouchsensors1引言随着社会经济的发展，商用长途货物

3、运输车越来越多，随着人们生活水平提高，私家轿车数量与日俱增。注意力不集中是许多司机经常遇到的一个问题，注意力分散的司机对驾驶环境的识别缓慢，产生相应驾驶操作需要较长的时间，这样带来较高的行车危险性。防疲劳安全驾驶系统设计基于电容感应触摸式传感器设计，旨在使注意力分散驾驶的司机能随时通过系统发觉自己的驾驶状态，通过此系统刺激驾驶员集中注意力，降低道路伤害对国家社会经济造成的损害。自主创新是当今社会的另一大主题。防疲劳安全驾驶系统采用先进的电容感应触摸式传感器，通过微处理器判断驾驶员的注意力集中程度，通过

4、音乐系统播放不同类型的音乐或语音来刺激警示司机，缓解驾驶员的压力，使其集中注意力。2设计系统概述2.1设计系统功能：1）自动检测功能；2）实时判断驾驶员注意力集中情况；3)与汽车中央CPU通信功能。2.2设计系统特点：1)可非接触式测量，可在高温、辐射和强烈震动等剧烈工作环境下工作；2)自动检测、智能化判断司机注意力情况；3)成本低、使用方便；采用新型触摸开关，美观、磨损小、寿命长；4)操作模式具有可选择性；可与汽车中央CPU实时通信。3传感器设计与选择在这个系统中，电容式传感器起到举足轻重的作用，我

5、们先来讨论有关传感器的信息。面向汽车应用的开关和按钮所遭受的设计约束必须应对的不利条件是：1、宽温度范围2、宽湿度范围3、驾乘人员连续不断的污损。汽车内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受住从一40℃~+150℃的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测汽车运行的有关状态，并将这些状态转换成电信号供给单片机处理。-7-班级：电气2班学号：0608130221姓名：孟祥通成绩：电容感应防疲劳安全驾驶系统组成示意图电容感应

6、防疲劳安全驾驶系统组成示意图如上图所示，图中方向盘左右分别装有电容感应式传感器，专用于识别人手的触摸动作，在汽车行驶过程中，驾驶者必须在一定的时间间隔内触摸传感器位置把柄，如若在规定的时间内驾驶者没有触摸电容感应传感器，则系统警示灯闪烁，同时音乐系统慢慢响起随和的音乐，若在音乐想起一段时间后，驾驶者仍然未触摸传感器，系统再次判断驾驶者最近几次从看到警示灯或听到音乐后到触摸开关动作完成的时间间隔信息，粗略判断驾驶者的反应灵敏度，然后更据不同情况播放不同类型音乐或语音。若认为最近司机反映敏捷则音响系统会自

7、动播送节奏明快的进行曲，让人精神更加振奋；当司机注意力严重不集中时，音响系统自动播激情音乐，从而引起司机的注意力。倘若驾驶者一直不触摸电容感应传感器，则系统会自动给汽车中央CPU系统发送信号，并作出相应处理，比如中央CPU会再次判断车体运动状态，进行减速等操作。3.1电容式传感器工作原理电容式传感器中的电容值以及电容变化值都非常小，这样微小的电容量还不能直接为目前的现实仪表所显示，也和难为记录仪所接受。这就必须借助于测量电路检测这一微小电容增量。并将其转换成与其成单值函数关系的电压、电流或者频率。电容

8、转换电路有调频电路、运算放大器式电路、二极管双T型交流电桥、脉冲宽度调制电路等。经过大量资料证明，调频电容传感器测量电路具有较高的灵敏性度，可以测量高至0.01m级位移变化量。信号的输出频率易于用数字仪器测量，并与计算机通讯，抗干扰能力强，可以发送接收，以达遥控遥测的目的。这正好符合了智能化与自动检测的要求，因此选择调频电容传感器测量电路装入此测量系统。调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分，当输入量导致电容发生变化时，振荡器的震荡频率就发