[发明专利]一种基于光敏元件阵列的车载光电传感系统

说明书

本发明涉及一种基于光敏元件阵列的车载光电传感系统，包括：光敏元件阵列传感模块和与光敏元件阵列传感模块输出端连接的信号处理单元MCU。光敏元件阵列传感模块包括依次连接的光敏元件阵列、信号转换电路和差分运放电路。光敏元件阵列包括PCB板、若干对称分布于PCB板的顶部和底部的光敏电阻对P、安置于PCB板正下方的反射面和位于所述PCB板和反射面之间的竖直方向的光线隔板。PCB板的顶部的中心处还布置有光照强度测试电路。本发明能感知光照的强度、垂直入射角度和水平照射方向三种要素，在保证控制精度和灵敏度的前提下，用廉价的光学元件通过合理的阵列排布和巧妙的算法，替代昂贵的高精度光敏元件，降低传感器成本。

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种基于光敏元件阵列的车载光电传感系统。

背景技术

智慧型汽车，是汽车发展的重要方向。汽车智能化与车载传感器紧密相关，车载传感器是实现智能化的关键技术。针对空调自动调解系统，光电传感器非常重要，它能够检测车外太阳的辐照强度，这个参数是作为自动空调自动调解系统的算法逻辑的一个输入条件，当汽车面对着太阳行驶，光电传感器会检测到光照强度很高，这时候空调控制器会自动调低出风温度和鼓风机转速。针对车窗遮光度自动调解系统，光电传感器能判断光照强度和光照方向，从而自动调解车窗的遮光程度，提高乘客的舒适体验感受。但是，目前用于车载的光电传感器类型还比较稀少，且具有如下特点：1.大部分的光电传感器仅能感知光照强度变化，而光线垂直方向的入射角度、水平照射方向等参数还不能感知；2.传感器的光敏部件价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光敏元件阵列的车载光电传感系统，该系统能感知光照强度、垂直入射角度和水平照射方向三种要素，并转换成信号处理单元MCU能直接使用的数字电信号。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于光敏元件阵列的车载光电传感系统，包括：光敏元件阵列传感模块和与光敏元件阵列传感模块输出端连接的信号处理单元MCU。

所述光敏元件阵列传感模块包括依次连接的光敏元件阵列、信号转换电路和差分运放电路。

所述光敏元件阵列包括PCB板、若干对称分布于PCB板的顶部和底部的光敏电阻对P、安置于PCB板正下方的反射面和位于所述PCB板和反射面之间的竖直方向的光线隔板。所述光敏元件阵列传感模块通过光敏元件阵列中的各光敏电阻对P来感知光的垂直入射角度和水平照射方向的变化，并通过信号转换电路转换为差模电压信号，再通过差分运放电路对差模电压信号进行放大，并发送给信号处理单元MCU；

所述PCB板的顶部的中心处还布置有光照强度测试电路，通过该光照强度测试电路来感知光照强度，并发送给信号处理单元MCU；

所述信号处理单元MCU将模拟电压信号转换成数字电压信号，并对数字电压信号进行运算处理后输出。

进一步，所述光敏电阻对P中的顶部光敏电阻和底部光敏电阻各自串联分压电阻R。

进一步，所述光照强度测试电路包括：光敏电阻R_P、分压电阻R和运算放大器；所述光敏电阻R_P与分压电阻R串联；所述运算放大器的输入端与所述光敏电阻R_P连接。

进一步，所述于PCB板的顶部和底部对称布置的若干光敏电阻对整体分布呈旋转对称图形。

进一步，所述于PCB板的顶部和底部对称布置的若干光敏电阻对整体分布呈圆形。

具体的，所述光敏电阻对P中分别位于PCB板顶部和底部的光敏电阻受太阳光照射强度具有差异，使得光敏电阻的电阻值产生差异，进而导致第i个所述光敏电阻对P形成差模电压信号ΔU_i，其中i∈{0，1，2，...，n}，n为所述光敏电阻对P的总数量。