汽车浸水自动提升装置

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇汽车浸水自动提升装置范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：目的：为了解决汽车在被水浸没的情况下，致使人们的生命财产安全遭受到威胁的问题。研究方法：该文通过查阅相关资料和对一些重要资料进行研究和整理后设计实现了一种利用AT89C52单片机、GSM短信模块、语音报警模块、浮动开关以及液压千斤顶组成的汽车浸水自动提升装置。研究结论：该装置是通过将浮动开关用作为触发装置和液压升缩杆为输出动力，并以AT89C52单片机为核心来控制各个模块，进而使整个装置实现正常工作来达到报警与救援的目的。得到的好处：通过实际生产应用后表明，该浸水自动提升装置有着许多优点，如自动化程度较高、安全性好等优点，适合普遍车辆使用。

关键词：汽车浸水 ATmega128 浮动开关 液压千斤顶

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0052-02

1 系统的总体设计

在近几年的新闻中，我们时常会看到一些因为连续性突降暴雨而导致汽车被水淹没的新闻，而汽车在被水淹没后，通常就会致使汽车的发动机和电脑板出现损坏现象，但当前购买汽车的用户都会为汽车投保，因此，当汽车的发动机和电能板因为浸水而损坏后，他们通常就会去找保险公司要求赔偿，但在赔偿过程中，双方的意见通常无法很快就达成一致，因而紧接着就会出现车主与保险公司发生索赔纠纷的事件，若只是汽车被水淹没而导致汽车损坏的事故，没有出现别的事故，那还算是比较幸运的，但要是汽车被水淹没了，不但汽车被损坏，汽车里的人员也因此而死亡，那才是最悲剧的事情。这样的案例也并非不存在，反而已是屡见不鲜。该文研究重点是利用以AT89C52单片机为控制核心的报警与求救模块、浮动开关与升缩杆相互配合确保人车的安全得到保障。

2 硬件部分设计

2.1 AT89C52单片机

从本系统中来说，全部选用的AT89C52单片机都是来自于ATMEL公司所生产的高性能、低电压CMOS 8位单片机，在其片内，包含了8k bytes的可以进行反复擦写的Flash只读程序存储器以及256 bytes的随机存取数据的存储器；至于它的元器件方面，则是运用了ATMEL公司所生产的元器件，而由ATMEL公司生产的元器件不但密度较高，而且在其生产过程中采用了非易失性存储技术。因此，在元器件和指令系统的兼容性方面，它与MCS-51指令系统是可以兼容的。同时，在其片内放置有通用的8位中央处理器以及Flash存储单元。另外，要是普通的单片机，那对于环境很复杂的场合很难进行应用，但对于那些功能比较强大的AT89C52单片机，则基本都可以适用于那些环境相对较为复杂的控制应用场合。所以本系统选择AT89C52单片机来进行运用是较为适宜的。

此外，在AT89C52单片机中，通常具有49个引脚和32个外部双向输入/输出（I/O）端口，并且在其内部还含有2个外中断口，3个16位的可进行编程定时计数器，2个全双工通信串行口以及2个读写口线。同时，AT89C52既可以按照常规的方法来进行编程，也可以在处于在线的状况下来进行编程。它把通用的微处理器与Flash存储器结合在了一起，尤其是对于那些可以反复擦写的Flash存储器，通过将其与微处理器进行结合可以在很大程度上来降低开发所需要的成本。另外，AT89C52单片机也能够切换至0 Hz的静态逻辑操作状态，支持两种可选择的省电工作模式。当其处于空闲模式时，虽然CPU的工作将会被停止，但是对于RAM、串行通信口、定时/计数器以及中断系统都是被允许继续进行正常工作的。而当其处于掉电模式状态下，也可以继续保存RAM中的内容，但是振荡器会停止继续进行正常工作，且其他部件也会停止工作，而直到下一个硬件复位才会恢复工作。因此，对于这种需要长期进行工作的场合来说，该微控制器是非常适合用来应用的。

2.2 GSM模块设计

GSM模块在经过不断地发展和完善后，如今，不管是其功能方面，还是其结构方面，都已是非常的成熟，而通过将其它与以往的功能进行比较后发现，它具有了更多的优点，如具有网络能力较强、廉价、网络覆盖范围广、用户数量庞大、数据双向传送、盲区少、信号稳定、自动漫游、通讯距离不会受到周围环境的影响等众多的优点。与此同时，在结构方面，它的结构比以往更加的简单了，只需要直接连接一个GSM发射和接收模块就可以轻松的实现数据的传输。因此，它已被广泛的运用到了实际的生产和生活中。

在本系统中，所选用的GSM模块是由德国SIEMENS公司所生产的一款双频900/1800 MHz高度集成的TC35i无线模块，而其接口连接器与天线连接器并不是共同连接SIM卡读卡器和天线的，而是分别与它们进行连接的，即接口连接器与SIM卡读卡器进行连接，而天线连接与天线进行连接。同时，TC35i模块的数据接口（CMOS电平）通过计算机AT命令来传输指令和数据的过程并非是单向的，而是可以双向的进行指令和数据方面的传输。此外，单片机可以通过UART串行接口来对GSM模块进行控制，并通过AT指令来控制GSM模块，进而将数据传送给监控中心，AT指令严格按照GSM模块的AT指令格式来书写，再通过串口来将书写的内容发送出去。当GSM模块在接收到串口发送过来的指令后，就会对单片机作出相应的反应，最终即实现了短信的发送。

2.3 GPS模块

GPS，即中文名为全球定位系统。随着现代航空航天和无线电通讯技术的不断发展，航天航空和无线点通讯技术也越来越成熟，而当前已经建立起来了一个高精度、全球性和全天候的无线电导航定时、定位的多功能系统，该系统已经在各个领域得到了广泛地应用。通过运用全球定位系统，可以随时随地的对自身所处的位置进行查询，也可以对所处位置的周边范围内的餐饮、娱乐、银行等商业服务设施进行搜索，为大众的生活带来了很多的便利，同样也为别的领域的使用者带来了很多的便利。而在本系统中，通过运用GPS模块来获得汽车的位置信息，当GPS捕获4颗以上的卫星后就能够实时地确认汽车的位置坐标，随后单片机微处理器将这些位置信息转化成GSM的短信息内容，再通过TC35无线调制解调器把这些信息通过GSM通讯网传送到监控中心，监控中心通过获得的位置坐标可准确地对被困车辆实施救援。若汽车在安装有GPS，那在其需要被救援时，救援队伍就能在第一时间对其进行营救。因此，GPS对于救援被困车辆是非常重要的一部分。

2.4 语音报警模块

图为语音报警模块的电路图，模块是通过运用AT89C52单片机来作为其控制核心的，而ISD2560芯片则是被用来作为播报警报的一个装置，但ISD2560芯片并非独立进行工作的，而是由AT89C52单片机通过相应的端口来对ISD2560芯片进行实时的控制。在需要进行录音时，应当先按下录音键，再由单片机通过口线设定语音段的初始地址，进而PD端与P/R端将被设定为低电平并启动录音。而在录音结束时，应当先松开录音键，再通过单片机使各个端口回到高电平，这一过程下来，也就完成语音的录制。在录音完成后，可对其进行播放时，而根据需要播放的语音内容，AT89C52单片机将自动寻找到相应的语音段起始地址，并同时通过口线送出。最后再通过将P/R端设置为高电平和PD端设置为低电平，完成这该步骤后，就开始启动播放所需要播放的录音段。简单来说，整个录音的过程就是按下录音键――设定初始地址――各端口设定为低电平――松开录音键――使各端口由低电平恢复到高电平――完成录音。而录音的播放过程，简单而言，就是找到语音段的起始地址――由口线送出――P/R端设置为高电平和PD端设置为低电平――播放录音。

在本系统中，所有运用到的语音报警模块都是由ISD公司所生产的2560芯片，简称为ISD2560芯片。通过将ISD2560芯片与别的芯片进行比较后发现，ISD2560芯片兼具音质好、抗断电、使用方便、低功耗等众多方面的优点。同时，ISD2560芯片是完全的具备了微控制器所需的控制接口，进而可以通过操纵地址与控制线来实现完成不同的操作任务。此外，ISD2560芯片不光比别的技术拥有以上这些优点，在其生产技术上也比别的芯片的制造技术要高的多。例如，ISD2560芯片采用了多电平直接模拟量存储的专利技术，通过运用这项技术，采样值将会直接地被存储在片内单个EEPROM单元中，进而能够非常自然、真实地再现语音。同时，也能够有效地避免普通固体录音电路由于量化和压缩所造成的量化噪声与“金属声”。此外，还能使片内信息在没有后备电源的情况下仍然可保存100年，以及EEPROM单元可反复录音十万次。通过以上对ISD2560芯片所述的种种优势可得出，该语音报警模块在运用了ISD2560芯片后将会非常适合于那些需要长期进行工作的工作环境。因此，本系统的语音报警模块选择ISD公司所生产的2560芯片进行运用是非常明智的选择，也是一个及其不错的选择。

2.5 浮动开关

当汽车被水浸没之后，就需要一个触发开关来激活汽车中的电路，进而使得汽车中的各个模块开始进行工作，而浮动开关便是触发装置。在本系统中，也装有浮动开关，而所有的的浮动开关都是一种可以对上下水位的极限状态进行自由设置的浮动开关，由此而使得汽车用户在汽车被水浸没后，可以自由的根据自己所用的汽车的车姓和环境来运用浮动开关自由的对上下水位的极限状态进行设置。另外，该浮动开关是由浮动壳和内部电路两部分来进行组成的，因而在面临水位逐渐升高的情况下，浮动壳就会因为受到水浮力的作用而逐渐的上升。而当到达水位下限时，开关就会被触发，进而使液压千斤顶开始进行工作，逐渐的使汽车高度组件提升。当到达一定高度后，浮动壳就会脱离水面，浮动壳则会因为不再受到水浮力的作用，只受到重力的作用而下降，当高度比水位下限要低时，就会停止继续工作。从该浮动开关的构造上分析，该浮动开关的构造相对于别的浮动开关的构造要简单的多，而就其操作上而言，也相对要比别的浮动开关简单的多。此外，与别的浮动开关相比，它还能够有效的避免系统无用功的消耗，增加系统的工作寿命。

2.6 液压千斤顶

当汽车被水浸没之后，汽车必须要有一个足够大的支撑力来将其托起离开水面，而液压千斤顶就可以提供足够大的支撑力来托起汽车，使其离开水面，进而使汽车摆脱被水淹没的局面。在本系统中，所选用的液压千斤顶为一种新型的横卧支顶结构的液压活塞油缸，通过运用该液压千斤顶，可以对活塞杆输出的支撑力进一步放大，进而使得汽车高度能够更加快速而有效的得到提升。此外，与以往的那些千斤顶相比，此液压千斤顶更是克服了一大难点，那就是以往的那些千斤顶的起重高度只可以是千斤顶的活塞杆伸出油缸的高度与活塞的油缸座的高度的总和的局限性。当然，这要归功于该千斤顶的联动装置，因为此液压千斤顶多处使用的是联动装置，所以该装置的高度伸缩性是非常完善的，在开关没有触发之前，高度近似于油缸座的高度；而当开关触发后，在活塞杆的推动力作用之下，联动支撑杆将由水平位置逐渐升至垂直位置，到达高度极限。因此，本系统选择液压千斤顶来作为其一部分是非常合适的，由此而可以使汽车尽可能的摆脱被水淹没的局面。

3 结语

综述所示，本文所设计的汽车浸水自动提升装置的系统相对于别的装置有了更多的优势，因为系统在对各配件的选用上，都是相对来说是最好的，而在同种配件中，它们都有着许多突出的优势，所以在将它们共同运用到本系统上后，本系统也就要比别的系统拥有了更多突出的优势，而该汽车浸水自动提升装置在整体上具有以下这些特点：（1）在汽车发生事故后，车辆能够在第一时间内自主的向交警部门和车主发出求助的信息；（2）能够发出语音警示；（3）在汽车被水淹没后，装置将会自动的将受困车辆提升到足够的安全高度。而对于该汽车浸水自动提升装置来说，其最大特点是智能性高、误报率低、灵敏、安全，加之操作简单，使用方便，对于许多普遍的车辆都可以进行使用。

参考文献

[1] 袁佑新，吴妍，刘苏敏，等.可视汽车倒车雷达预警系统设计[J].微计算机信息，2007（5）.

[2] 朱利娜.基于单片机的超声测距倒车雷达的研究[J].微计算机信息，2007（23）.

[3] 吴妍，刘苏莉，卢日万.超声波倒车雷达系统设计[J].可编程控制器与工厂自动化，2006（6）.

[4] 吴勉.超声波驻车暨倒车雷达系统研制[J].现代电子技术，2007（17）.

[5] 刘海峰.汽车倒车雷达系统全接触[J].汽车电器，2007（12）.

[6] 刘洪恩.汽车倒车防撞超声波雷达的设计[J].仪表技术，2008（4）.

[7] 庾晋，周洁.透视汽车倒车雷达[J].汽车运用，2004（1）.

[8] 周伟，曾利华，陆坤.超声波电子倒车雷达的研制[J].计算机测量与控制，2004（4）.

[9] 杨明发.高性价比汽车倒车雷达的研制[J].机电技术，2004（1）.

[11] 伦冠德.机动车传统液压千斤顶系统的改进[J].拖拉机与农用运输车，2006（1）.

[12] 邱中梁，王璇.液压油泵送水银式纵倾调节系统设计研究[J].液压气动与密封，2007（5）.

[13] 盖晓明.压机液压系统设计[J].液压气动与密封，2007（5）.