[发明专利]一种雨量传感器及雨量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种雨量传感器及雨量检测方法。

背景技术

现在，汽车中已经安装了越来越多的传感器以增加主动和被动安全性，据统计，全世界雨天行车有7％的事故是由于驾驶员手动操作雨刷引起的，采用雨水感应式自动雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷的麻烦，有效地提高雨天行车的安全性，而自动雨刷控制系统则需要以判断准确，不易受干扰的雨量传感器为基础建立。

目前，国内外的雨量传感器设计工程师或者研究者设计出许多种雨量传感器方案，其大都是依据以下三种工作原理制成：利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器。第一种和第二种要求把雨量传感器安装在汽车外部，通过雨滴直接滴在传感器上来检测雨量大小，第三种是把雨量传感器安装在挡风玻璃驾驶室一侧，利用单片机控制发射模块发出红外光，并通过雨滴滴落在玻璃上引起红外反射光强的变化感应传感器来检测雨量大小，这种光学式雨量传感器的雨量大小判断方案现在大部分是基于幅值检测的，就是挡风玻璃上的雨水越大，雨量传感器发射出去并反射回来的光越少，通过最终输入至单片机的信号幅值判断雨量大小，这种策略存在容易受干扰，判断精度低，软件编写策略复杂，生产不好控制等问题。

基于上述这种雨量检测方案设计的电路装置主要包括接收电路、放大电路、滤波电路和检波电路，在电路设计上都是在用于接收反射光的接收电路后面直接连接放大电路，但是，接收电路在接收红外反射光时，同时会接收到外界的一些光干扰信号，例如，太阳光、汽车前大灯(氙灯)、探照灯等，这些光干扰信号强度很大，直接输入至放大电路，很容易引起放大电路失真，其后信号再进入滤波电路和检波电路，这使得从信号中提取雨量信号产生较大不便，因此很容易使干扰信号最终进入单片机，如果软件策略辨别不出来，就会误判为降雨，导致雨刮误刮。

发明内容

为解决现有技术中，由于雨量传感器容易受干扰、判断精度低，而造成自动雨刷控制系统错判降雨情况以至于雨刮误刮的问题，本发明提供一种抗干扰能力强、制造成本低的雨量传感器。

为解决上述问题，本发明的一种雨量传感器包括发射模块、信号处理模块和控制单元，所述发射模块发出检测光至反射区，检测光经反射形成反射光，所述信号处理模块接收反射光并对其进行处理后输出雨量信号至控制单元，控制单元根据接收到的雨量信号进行雨量大小判定，所述信号处理模块包括，接收电路、滤波电路、检波电路和放大电路，所述接收电路与所述滤波电路连接并用于将光信号转化为脉冲电压信号，所述滤波电路的输出端连接所述检波电路并用于将接收到的信号中的光干扰滤除，所述检波电路用于将接收到的信号中的载波滤除，该雨量传感器还包括雨滴信号提取电路，所述雨滴信号提取电路连接所述检波电路的输出端和所述放大电路的输入端，所述雨滴信号提取电路用于将接收到的信号中的异物干扰滤除，所述放大电路对接收到的信号进行放大并输出雨量信号至与其连接的控制单元。

所述光干扰包括太阳光或汽车氙灯，所述异物干扰包括雨水流动或虫子爬动或灰尘沾污。

所述发射模块包括红外发射管，所述检测光为红外发射管发出的红外光脉冲信号。

所述接收电路包括接地的红外接收管和连接电源的电阻，所述电阻与所述红外接收管串接，所述红外接收管接收到的检测光越强，输出的电压越高。

所述单位雨滴设置为雨滴撞击在反射区后不会散射开的最小雨量单位，一个大雨滴由若干个单位雨滴构成。

所述滤波电路为只允许信号频率位于特定频带内的信号通过的带通滤波电路。

所述特定频带根据检测光和光干扰的频率特性设定。

所述放大电路的参考电压可调，用于调整所述放大电路的放大倍数。

所述反射区为设置于挡风玻璃外侧的玻璃结构。

所述雨滴信号提取电路为通带频率范围为特定设定区间的带通滤波电路。

所述特定设定区间根据异物干扰的频率特性设定。