【新能源汽车涉水报警与主动防护系统设计11000字（论文）】

第第页新能源汽车涉水报警与主动防护系统设计摘要近年来，汽车在停车时因大雨浸透水，盲目涉水而停滞不前的事件时有发生。停车时，车辆长时间浸在水中，会造成车辆的高压配电系统在水中受潮，短路，损坏车内的电气元件，严重影响车辆的电气性能。当司机和乘客通过一条充满水的道路时，他们错误地判断水的深度，盲目地涉水而行。在轻测试中，排气管会进入水中而不能排出，导致失速。进水会导致严重的发动机汽缸应变或活塞环损坏。这些问题将给车主带来巨大的经济损失。基于此背景，为了解决停车场内因暴雨洪水造成的涉水停车和交通拥堵问题，设计了一种智能涉水车报警系统。论文首先介绍了系统的软硬件总体设计方案、设备选型和单元电路设计。通过采用低功耗单片机A89C52作为处理器，通过判断运行和停止状态实现智能涉水报警功能。设计系统实现的功能是当汽车涉水时，根据水的深度在不同的危险阶段进行相应的多级报警提醒；当汽车停好后，可以远程向车主发送报警信息。以期对于解决相关主题的问题能够带来一定的思考和借鉴。关键词：新能源汽车；涉水，单片机目录TOC\o"1-2"\h\u26648摘要 I11707第一章绪论 1264191.1研究背景与意义 1188861.2国内外研究现状 16475第二章新能源汽车涉水情况概述 262582.1汽车涉水分类 260272.2新能源汽车涉水规范及工况特点解读 349962.3新能源汽车涉水危险 49982第三章新能源汽车涉水防护装置结构设计 10155633.1设计要求 1059863.2设计思路 10198613.3设计内容 1119272第四章基于单片机的新能源汽车涉水报警系统 12232294.1系统组成结构及测量原理 1257334.2硬件电路设计 13231084.3软件系统设计 1719283第五章结语 197825参考文献 19第一章绪论1.1研究背景与意义汽车涉水是个老话题了，在人们的潜意识里，电动汽车和手机、ipad等电子产品是一样的。与水保持一定的距离更安全。然而，作为一种交通工具，汽车的使用环境是非常复杂的，在驾驶过程中是不可避免的。随着电动汽车的快速发展，涉水对车辆性能和安全性的影响已成为人们关注的焦点之一。很多人认为电动汽车实际上是一个高功率电池，电池短路甚至漏电都可能更危险。它的涉水能力比内燃机汽车强。对于内燃机汽车和油电混合动力汽车，水在涉水过程中很容易进入汽缸。由于水是不可压缩的，进入运转汽缸后，连杆会弯曲断裂，对缸体造成严重损坏。机械事故。此外，排气系统的三元催化转换器和消声器也会被水损坏。电动汽车使用的是恒速策略，与内燃机和油电混合动力汽车在涉水行驶时通常使用的“慢进慢出”策略略有不同。主要原因是内燃机的动力。如果汽车和油电混合动力车过快冲进水里，水很容易进入进气道，对发动机造成机械损坏。但是电动汽车的动力装置是封闭的，所以不存在这样的问题。至于纯电动汽车，由于没有内燃机，不用担心水进入气缸，所以它的涉水能力比燃油汽车要高很多，在水深40厘米的情况下正常行驶。对于纯电动和混合动力汽车来说，车主们最大的担忧其实是进水进入一些高压电气化设备。作为一个普遍的推论，由于电动汽车依靠大电流产生更高的电压来驱动汽车前进，水是导电的，尤其是雨，它含有更多的杂质和其他成分，意味着它更导电。一旦电动汽车泄漏，后果将是灾难性的。因此，设计一种高效可靠的新能源汽车涉水报警及主动保护系统具有重要的理论和现实意义。1.2国内外研究现状为了解决城市道路积水严重影响正常交通，甚至造成财产损失或人员伤亡的问题。近年来，许多学者对滞水监测预警系统的建立和发展做了大量的研究。建立了一种基于GPS无线通信技术和CAN总线有线通信技术的水位实时监测系统。实时、可靠地监测不同地区的水位。王国伟等以AT89C51单片机为核心，通过SDI-12总线连接多个传感器，实现水质监测系统的数据采集、存储和监测。基于ARM嵌入式系统平台，采用GSM/GPRS通信技术，建立了城市道路内涝自动监测预警系统。预警功能。徐敏等利用超声波传感器测量路面水位，利用倾斜桶雨量传感器监测降雨数据，具有精度高、运行稳定可靠的特点。陈春梅等采用超声波水位信息检测技术，基于嵌入式小型系统控制数据采集和现场报警，通过GSM模块的无线传输实现了非接触式水位测量和远程水位监测报警，实时性和可靠性强。上述研究工作为解决城市道路积水监测预警问题提供了良好的基础，但如何使用什么系统或方法避免涉水造成停车问题和电气设备损坏的报道很少。路虎运动配备了涉水传感器系统。汽车外的后视镜下有一个超声波传感器，当汽车涉水行驶时，它还能监测后视镜与水面之间的距离。路虎自主研发的WadeSensing传感器单元开始计算涉水深度，并将相关信息显示在中控台触摸屏上，当车辆接近最大涉水深度时，向驾驶员发出警告信号。2014年3月，李先生和其他人想出了涉水开发汽车远程报警装置的主意，但他们还没有开发出实体设备。2016年12月，肖瑞等人开发了汽车涉水智能报警系统。通过手刹位置传感器判断车辆是处于行驶状态还是停车状态，再通过光电液位传感器监测不同危险阶段的涉水深度。当汽车在水中行驶时，可以发出相应的多级报警提醒，有效避免了盲目涉水造成的车停在路中间的问题。当停车涉水时远程报警，车主可以收到电话和短信后及时改道。此外，系统还可以使用雨滴传感器，根据室外天气情况自动开启整个系统。周赞等以AT89C52单片机为控制中心，连接光电液位传感器模块。通过对车辆不同高度、角度、位置的监测，实现不同涉水程度的车辆报警服务。但也有一些缺点：一是没有集成电路板，无法形成最终的商用产品；二、所选液位传感器采用开关输出形式，仅当液位达到预装设定时；第三，虽然使用了SIM900A通信模块，但是系统只使用了调用和发送消息的功能，没有使用GPRS功能。没有服务器，系统无法与服务器建立联系，因此无法进行网络计时，发送短信和打电话也会令人困惑。目前，基于STM32数据处理单元的单片机系统已经得到了广泛的应用。因此，本课题将设计一种基于STM32单片机的汽车涉水报警系统。系统可自动识别雨水，根据雨水自动开启电源，并实时显示当前车辆涉水高度。第二章新能源汽车涉水情况概述2.1汽车涉水分类一般来讲汽车涉水分类三个类别，分别是轻度涉水、中度涉水和严重涉水。（1）轻度涉水轻度涉水一般指，水位不到轮胎位置一半，浸水水位刚浸到汽车底盘，这样情况对汽车性能影响不大，基本上不需要特别的维修，仅需要勤检查常关注涉水部分的状态即可。如果轻度涉水车辆的底盘，在水中长期浸泡，发动机保护板及其连接螺母、螺帽就会容易腐蚀生锈。（2）中度涉水中度涉水通常是指发动机、变速箱、转向系统、传动系统等均已没入水中；驾驶室内座椅、音响系统、中控门锁等也已浸入水中；车身上的前、后灯光系统、雷达倒车系统等没入水中。尤其是发动机部分，多数情况下达到中度涉水情况，发动机已经进水，水是从排气管、进气歧管、曲轴箱强制通风口，机油尺口、机油加注口等地方渗入发动机内部的。（3）严重涉水严重涉水车是指汽车整车及其主要零部件全部被水浸泡，各种控制汽车运作的ECU都被浸泡水中，如果汽车上各种控制汽车运作的ECU在泡水前都是带电工作的状态，泡水之后极易发生短路现象，烧坏内部电脑板。汽车ECU如果损坏，基本无法维修，只能更换新件。2.2新能源汽车涉水规范及工况特点解读（1）国家标准在国家质检总局发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》中，就明确指出了考核电动汽车用动力电池单体和模组的安全指标及试验方法。本标准提出动力电池组件海水浸泡检验要求：单体浸泡在海水中，一次充满电，3.5%NaCl溶液浸泡2小时，整体溶液浸泡在电池中，观察时间1小时，模块浸泡在海水中，给模块充电，3.5%NaCl溶液浸泡2小时，整体溶液浸泡在模块中，观察时间为1小时。在“电动汽车锂离子动力电池组及系统”中：《安全要求及试验方法》中更详细地指出了电动汽车锂离子动力电池组及系统要达到的安全水平，电池组或电池系统在车辆状态下浸泡等危险情况下的海水浸泡工程试验，试验条件也为在3.5%NaCl中浸泡2小时，不着火、不爆炸。Gb18384-2020《电动汽车安全要求》(5.1：人身触电保护要求）指出，如果汽车没有绝缘电阻监测系统，浸泡试验后的绝缘电阻要求满足一定要求。在10厘米深的水池中，以20公里/小时的速度游500米，约1.5分钟。如池长小于500米，需重复，总时间（包括池外时间）应小于10分钟，如图4所示。如果车辆配备了绝缘电阻监测系统，则不需要涉水试验。图2.1国际涉水工况示意图（2）地方标准以上海市为例，上海市新能源汽车产品的电气安全要求和测试方法为DB31/T643-2012《电动乘用车运行安全和维护技术规范》。车辆涉水的要求和检查方法如下：车辆以每小时5公里的速度，在水深300米的水中行驶10分钟，前后方向150mm，水为每小时30km。10分钟后开车车辆电源系统的绝缘电阻应测量，和电阻应该大于或等于5002/v.核心组件（如电气控制系统、电动机等）。在“电动汽车前客舱布局规则”被认为是不合格的。有足够的保护措施。电机是全封闭的，不需要与外界连接。为保证安全，电动汽车动力总成和电缆的输入连接器一般应符合IPX4或IPX5。保护水平。上海电动汽车准入政策有强制性标准——《电动乘用车运行安全维护技术规范》(DB31T634-2012)。模拟涉水测试的标准要求如下：当模拟电动汽车通过淹没街道或水坑，车辆首先运行30km/h的速度+3km/h在15厘米深池10分钟，然后运行≥5公里/小时的速度在30厘米深的池。总涉水时间为10分钟。IPX7防水性能几乎是电动汽车满足涉水测试的要求。事实上，许多电动汽车的设计已经达到了IP67防护等级。2.3新能源汽车涉水危险（1）新能源车身密封系统概述车身密封系统（图1）主要是对车身钣金接缝、孔洞、空腔等特征进行密封或结构加强处理，使子系统满足整车密封性能目标。车身密封系统由车身胶、油漆胶、PLUG、BAFFLE等元素构成，如图2.2、图2.3所示。图2.2车身密封系统范围密封胶有两种：车身密封胶（应用于车身车间金属板重叠接缝之间）和油漆密封胶（应用于涂装车间金属板重叠接缝之间）。可在油漆车间或装配车间安装堵头，以密封工艺孔。车身车间安装隔音块挡板，经过烘烤扩孔后，100%切断车身主切腔。燃料车电厂工作时，并不是在完全封闭的环境中。如果雨水进入发动机，会导致汽油稀释、火花塞、电气故障和其他系统，导致汽车熄火。图2.3车身密封系统构成图2.4车身密封系统元素市场上绝大多数新能源汽车基本采用全封闭设计，甚至部分车型对充电、电控、电机、DCDC等模块采用集中轻型内部水冷却设计，使外部液体根本无法渗透到内部部件中。另外，电动汽车没有汽油车一样的进排气系统，所以不用担心发动机进水。虽然雨水是“通用的”，但相比于汽油驱动的汽车，雨水更难进入电动汽车。最后，《中国电动汽车动力电池安全要求和试验方法》明确规定了电动汽车电池的安全指标和试验方法。在电动汽车行业，有一种测量电池防尘和防水性能的方法，称为“入侵保护”，简称IPXX。图2.5我国电动汽车电池侵入保护衡量指标10位数字x表示防尘等级，范围0~6；单元号表示防水等级，取值范围为0~9。市面上大多数电动汽车电池出厂前都已达到IP67防护等级，所以在一定程度上无需担心电池漏液等故障。国家严格管理，企业严格执行生产程序，有效保证了新能源汽车的“防水业务”。一般来说，涉水深度小于30厘米，即小于车轮高度的一半，涉水安全就可以得到保证。一般来说，新能源汽车涉水密封性能强于燃油汽车。在雨天开车理论上比普通燃油车更安全。然而，长时间的行驶磨损也会导致一些密封条的磨损，IP67的防水性能可能会降低。因此，车辆不能在水中长时间涉水。除了雨水会进入电池和电路，雨水的腐蚀性也会损坏汽车内部。（2）新能源汽车涉水典型危险1）某新能源汽车涉水工况（150mm/30km/h）前座舱防火墙区域发生泄漏。分析表明，在外部水压的作用下，前轨导轨的定位孔和焊接孔发生高速喘振，泄漏通道被堵塞。进入，从防火墙和前门铰链柱进入舱室，布置表面通道r角穿过舱室密封胶的最高点，如图2.6所示。图2.6车身密封典型案例1涂层胶粘剂的实际切向密封能力有限。很难填补板和R角之间的空隙。在胶水的切线方向会有一个入口。水上驾驶注意事项：发动机和变速器不喜欢水和燃料。涉水时最令人担忧的问题往往是进水时发动机熄火，而最容易被忽视的问题是进水后变速箱磨损缓慢。齿轮箱配备燃料汽车也怕水，但它不会停止后直接水像引擎，因为没有“活塞和工作”的概念，其内部核心结构是变速箱、自动变速器将有更多的特殊部分，如电子阀、制动器、变矩器、离合器等。变速箱油是支撑这些部件正常运行的核心。变速箱有排气孔，作用是“减压”；变速箱在运行时的温度也可达到≥80℃，高温会增加压力；如果压力没有通过通风口释放出来，变速箱就会被破坏，所以通风口会更重，但可能会有水从通风口进来。因为通风口外面只有一个防水罩，涉水时可能会进入。水进入后，是一个缓慢的油乳化过程。齿轮磨损和电磁阀异常会慢慢出现，故障后经常会发现变速箱出现严重故障。造成这种情况的原因是油漆胶和体胶之间缺乏有效地配合，如图2.7所示，这在密封设计和过程控制中需要注意。图2.7油漆密封胶典型截面2）某新能源汽车涉水工况（150mm/30km/h）下前舱防火墙转角处发生泄漏。经过分析，被锁的路径是要涉水穿过前挡风玻璃下的防火墙与水箱之间的缝隙，冲破油漆胶水与车身产生的积水。密封膜进入密封腔，如图2.8所示。图2.8水流通过防火墙与前风挡下流水槽缝隙示意图驾驶舱内外的油漆密封剂用车身密封剂或橡胶条密封，重叠区域需要形成足够的重叠。在这种情况下，柴油机因为油漆胶水和密封条重叠不够，不能进水。这是一种活塞在气缸内外来回运动以压缩空气和膨胀做功的发动机。活塞需要从汽缸底部运行到接近顶部才能完成压缩动作，而从顶部（TDC）到汽缸顶部的空间非常小。一旦进水大于剩余空间，活塞就会因水的阻碍而达不到上止点。活塞通过连杆与曲轴连接，运行中的曲轴通过连杆对活塞施加相反的力。所以当活塞因水而达不到上止点时，必须由活塞与曲轴之间的连杆来承受。在水中行驶时，直接窒息火焰问题不大，低速时曲轴扭矩大。较低的瞬时风力并不一定导致连杆变形或断裂。新能源汽车电池组、电机等核心部件的防尘等级达到IP67，对应的防尘等级为防尘封闭。灰尘根本不能进入外壳。新能源汽车的电池组可以处理一米深的水，但汽车的气密性不可避免地会看到水进入车厢。室内地板含有大量的线束、控制器和电子器件，水阻水平相当低。是的，水会使这些部件工作不稳定，甚至失效。目前，国产车型设计涉水深度为450mm，而启辰D60EV的试验深度达到700mm，远远超出国产标准。因此，新能源汽车涉水深度必须在汽车厂商规定的深度内，以保证安全。新能源汽车没有汽油动力汽车那么神经质，可以让你在极端的水下环境中脱离危险区，但这并不可取。涉水深度应在制造商推荐的范围内，以确保驾驶安全。当大雨不可避免地将新能源汽车浸入水中，前方道路不明时，车辆应停止行驶并关闭电源。（3）典型问题处理策略结合试验条件分析和典型案例经验总结，总结新能源车身密封件的设计策略。与传统燃料汽车相比，新能源汽车对车身密封有更高的要求。其中，DB31/T643-2012《电动客车运行安全维护技术规范》为具体的试验性能指标。1)DB31/T643-2012《电动乘用车运行安全和维护技术规范》对前舱、前后地板、车体下方前后轮盖区域的密封要求很高。考虑到腐蚀性，原则上采用双密封设计策略。具体建议为外涂胶+车身胶〉内涂胶+车身胶〉双涂胶。2）由于产品结构约束，将双通道密封的需求确定为关键控制点，协调工艺、制造和质量团队识别风险并加强控制。3）涂层黏合剂没有沿路径的切向密封能力。有不同类型的胶水可用于密封。为了保证设计的可靠性，当设计大于20mm时，应保留两种胶粘剂之间的重叠部分，在制造过程中需要控制实际的协调。4）避免在阀体下方潮湿区域开启过程和安装孔。如果由于结构约束不能避免这种情况，则需要设计一个安全的部件密封方案。第三章新能源汽车涉水防护装置结构设计3.1设计要求通过研究和资料查阅，发现大部分消防涉水事故是可以避免的。因此，车辆涉水智能预警系统的设计应具备涉水深度监测、分级报警、远程通信、防二次启动等功能。1）实时监控车辆行驶深度，帮助驾驶员对环境做出正确判断。2）根据不同涉水深度，采用不同的灯光和声音实现分级报警，方便驾驶员进行相应操作。3）车辆在水中熄火后，系统将禁止发动机启动，以防止对发动机造成更大的损害。4）可实现远程停机报警。当车辆停放在户外或地下车库，天气潮湿时，您可以发送警报或拨打车主的手机。3.2设计思路驾驶车辆涉水熄火的主要原因是驾驶员没有及时、准确地判断水深和车辆涉水能力，盲目涉水，造成操作失误。停放的车辆浸在水里，主要是因为车主离开了自己的车辆，没有及时发现。另外，车辆一旦停车或浸入水中，不能立即启动发动机，否则会造成曲轴、连杆断裂、汽缸断裂等严重损坏。造成巨大的财产损失。为防止雨天车辆着火或浸水，减少人员和车辆的损失，设计了一种智能车辆涉水报警装置。该系统能实时监测车辆涉水深度，根据水位值及时向驾驶员发送不同级别的报警信号，并能实现远程报警，向车主手机发送报警和操作提示。该系统还可以防止车辆在水中意外熄火时司机重新启动发动机，以防止发动机进一步损坏。其总体布局如下图所示。图3-1驾驶车辆涉水报警系统实践思路3.3设计内容单片机可根据汽车点火钥匙的信号，判断汽车的行驶状态是行驶还是停车。车辆运行时，当水深达到安装在车辆底部的1级液位传感器探头时，传感器向单片机控制系统输出低压信号，单片机向蜂鸣器发出报警命令。图3-2驾驶车辆涉水报警系统布局内容蜂鸣器收到指令后，报警声音响起，黄色LED亮起，提醒驾驶员小心驾驶；如果水深超过2级传感器探头的位置，蜂鸣器继续响，红色LED灯亮，警告司机。司机有危险，应该立即停车。当车辆处于停车状态时，单片机发出信号的通信模块，通信模块的问题一个拨号命令，拨打预先存储的电话号码的主人，主人发出预警信息告知危险航道驾驶情况和处理技巧。车主在接到电话和短信后，可以及时赶到现场采取措施转移车辆。当车辆在水中熄火时，系统断开启动电路，不能重新启动发动机，以防止发动机进一步损坏。第四章基于单片机的新能源汽车涉水报警系统4.1系统组成结构及测量原理汽车涉水智能报警系统总体结构如图1所示，主要由光电液位传感器模块、雨滴传感器模块、单片机控制系统、指示灯模块、蜂鸣器模块和SM900A模块组成。光电式液位传感器用于检测水中浸入传感器探头时汽车的涉水信号，通过驱动放大模块对涉水信号进行放大。单片机控制系统的输入端连接光电液位传感器的输出端，输出端连接报警指示灯、蜂鸣器和电话拨号电路。涉水报警的测量原理是雨滴传感器自动感知降雨量，当降雨量达到设定值时，系统自动开始工作。采用超声波水位传感器实时测量水面高度并显示在显示屏上。当到达涉水报警高度值时，系统的GPRS模块将水面高度、GPS位置和时间发送给设置用户，提醒用户。汽车涉水。当有涉水信号但没有手刹信号时，单片机控制系统向指示灯和蜂鸣器发出指令，然后报警指示灯亮起，蜂鸣器发出声音；当有涉水信号但没有手刹信号时，向电话拨号电路发出指令；拨号指令是拨打预约电话号码，发送预约短信通知车主，从而达到远程报警的目的。当车主未手动开启系统开关时，雨滴传感器可根据车外天气情况帮助开启车载涉水智能报警系统。该系统有三个光电液位传感器来检测汽车下不同位置的水深。传感器位于进风口的位置，可以实现不同涉水深度的分级报警，提醒车主所处的水位。图4.1系统结构框架图4.2硬件电路设计（1）单片机控制系统作为电子控制系统的核心部件，单片机的选择非常重要。本系统采用AT89C52单片机，是51系列单片机型号，是一种低电压、高性能CMOS8位单片机。单片机系统结构设计如图2所示。由于降雨传感器的电气接口是低速LN总线，速度只能达到20KBps，因此需要设计单片机的LN总线通信电路来实时读取降雨传感器的尺寸。如图3所示，Mc33661芯片实现了单片机LN总线电平和CMOS电平的转换。T3是一个浪涌保护电路，可以减少外部浪涌对单片机的损坏。单片机的一个端口通过NPN晶体管Q12控制LN总线的唤醒，另一个端口是LN总线的使能端，高电平使能。核心采用行业标准C51，内部功能和引脚布局与普通8XC52相同。主要用于收敛调节过程中的功能控制。这些功能包括内部寄存器、数据RAM、聚合主电路外部接口等功能的初始化、与主板CPU的通信等。At89c52的系统功能如下：一是通过对车辆行驶信号和雨滴感应信号的处理，向指示灯模块、蜂鸣器模块和SIM900A模块发送相应的指令；三是对雨滴传感器的雨滴信号进行接收和处理，控制整个系统的自动启动。图4.2AT89C52单片机系统结构设计图（2）光电式液位传感器模块设计的汽车涉水智能报警系统选用的是光电式液位传感器TR-IR32A，它采用光电感应原理，以输出电压信号作为液位高度控制信号接入单片机A/D（模数转换）端口10-1，其设计的工作参数如表1所示。光电式液位传感器的感应积水响应速度迅速、灵敏，利于实时控制，可满足不同的车型的布置需要2-13。光电式液位传感器的接线原理图如图3所示。其主要功能是当液位超过临界液位而淹没传感器本身时，并根据点火钥匙信号判断车辆是处于行驶状态或是驻车状态。行驶状态时，系统根据水位信号，向安装在车内的蜂鸣器和报警灯发出报警信号，蜂鸣器接收到信号后发出报警声。水位低时，一级黄灯亮，提醒驾驶人员谨慎驾驶；水位高时，二级红灯亮，警告驾驶人员停止前进。驻车状态时单片机将信号发送给S00A通讯模块，则其发出拨号指令后拨打预先存储的车主电话号码，同时向车主发送预警短信。此时信号输出为低电压；当液位低于临界液位而显露传感器本体时，此时信号输出为高电压，将车辆的涉水信号通过AD转换模块以数字信号实时传送给单片机控制系统。表4.1光电式液位传感器设计工作参数液位状态信号端输出电压/V真值总电流/mA功率消耗/mW超过临界液位<0.10<12<60低于临界液位4.61<12<60图4.3光电式液位传感器接线图（3）雨滴传感器模块系统的自启动模块采用压电式雨滴传感器，它是由振动板、压电元件、放大电路、壳体及阻尼橡胶构成。雨滴传感器的接线图如图4.4所示。图4.4雨滴传感器接线图压电雨滴传感器的工作电压为5V，驱动电容为100mA，输出信号为LED指示灯，直到电平输出，有源TIL输出为低电平。用于雨滴探测的传感器中的压电元件在经受机械变形时，在两侧电极之间产生电压。因此，当雨滴落在振动板上时，压电元件就会产生电压，电压与雨滴加到振动板上的能量大小成正比。压电雨滴传感器直接连接AT89c52单片机。当振动盘上没有雨滴时，DO输出高，开关指示灯灭。有雨点时，DO输出低，开关指示灯亮。放大电路将压电元件上产生的电压信号放大，并将其输入微控制器。雨滴传感器的主要功能是在用户没有手动打开整个系统开关的情况下，根据室外降雨自动启动系统。（4）SIM900A模块SIM900A模块是一款通过串口操作的SIM卡通信接口模块，其支持标准的AT命令，可以提供GSM语音、短消息等业务。SIM900A模块的功能如图5所示。图4.5SIM900A功能框架图单片机使用串口（对应P3.0RXD、P3.1TXD管脚）和该模块进行交叉连接。基于自行开发的SIM900A模块电话拨号电路，实现了汽车涉水智能报警系统的远程报警功能。SIM900A模块采用工业标准接口，工作在GSM/GPRS850/900/1800/1900mhz。它用于语音、短信、数据和传真信息的低功耗传输。SIM900A采用节电技术设计，休眠模式电流仅为1.0mA。它的嵌入式TCP/IP协议在数据传输中非常有用。此外，SIM900A的尺寸为24mm×24mm×3mm，适用于M2M应用中的各种设计要求，特别是紧凑的产品。nSIM900A模块集成了SIM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放等。在一个董事会。单片机控制系统控制超声波产生模块产生超声波，然后通过驱动放大模块将超声波发送到超声波发射模块。放大模块将放大后的超声波信号放大后发送给超声波分析测距模块。超声波分析测距模块分析超声波信号在移动终端与目标之间的往返时间，并根据往返时间计算移动终端与目标之间的距离。距离信息。单片机控制系统将测距仪测得的水位高度与设定的安全高度进行比较。当水位低于设定的安全高度时，将拨号指令发送到电话拨号电路，电话拨号电路接收拨号指令。然后拨打预留的电话号码，通知业主的通信终端（如手机等）。接到信息或电话后，可以移动车辆或采取其他措施。SIM900A的工作原理。SIM900A模块通过插入SIM卡实现远程通信，并与单片机控制系统相连。当单片机控制系统检测到水位可能威胁到汽车安全时，就会向手机发送信息，拨号电路发出拨号命令。电话拨号电路接到拨号命令后，拨打预留电话号码，然后发送短信。图4.6SIM模块工作原理图4.3软件系统设计此系统的软件流程设计如图4.7所示。系统上电后，单片机首先接收手刹信号，判断车辆是否处于停车状态，然后确认系统开关是否开启。系统主程序流程图如图8所示。系统启动后，由单片机初始化系统，初始化单片机的定时器、PM、ADC、CAN、LN总线，初始化GPS、GSM、GPRS。初始化完成后，系统启动LN总线读取降雨传感器，然后由单片机确定并设置降雨值。如果降雨量大于设定的降雨量，则系统认为正在下雨，微控制器唤醒水位检测系统开始工作。单片机读取水位传感器的值后，判断水位是否达到报警值。如果当前水位没有达到告警值，则继续循环读取当前水位，并遵循新的水位值。当水位达到告警值时，读取GPS数据，蜂鸣器发出告警。此外，单片机调用CAN通信程序将报警信息发送到CAN网络中，供局域网内的其他控制器读取。然后，微控制器继续监测水和降雨。如果降雨量小于设定值，则认为没有降雨，系统进入休眠状态，进入读取降雨传感器并作出判断的循环。报警程序。当水洪水光电液位传感器探针位于底盘，信号输出电压很低，信号放大，然后输出信号通过数模转换电路转换成数字信号，传输到单片机，将信号转换成一个信号。如果向SIM900A发送该消息，则拨打预留号码，并发送预先设定的短消息，通知话机主拨号命令。如果主机不手动打开整个系统，雨滴传感器也可以感应雨滴，输出DO输出