1引言

安全帶和安全氣囊是汽車碰撞事故中最有效的乘員保護設施。據有關數據表明，佩帶座椅安全帶可以使碰撞事故中乘員傷亡率減少15-30。安全氣囊對駕駛員和乘員的頭部、頸部安全再發生正面碰撞時有著十分明顯的保護作用。

但是由于實際碰撞事故的復雜多樣性，無論是安全帶還是安全氣囊，其保護作用都有其局限性，而且如使用或設計不當還會帶來較大的負面影響。具體表現在：

當小規模事故發生時，氣囊對乘員的傷害很有可能超過事故本身。當駕駛員乘坐位置過于靠近方向盤時（outofposition，即OOP），安全氣囊系統來內部氣體發生器約在30ms內將氣袋充滿，巨大的沖擊力將對離氣囊組件很近并處于膨脹方向的乘員的頭部和頸部造成嚴重傷害；按標準位置乘員設計的氣囊系統，極有可能對離位乘員和小身材婦女甚至兒童造成傷害；對于大尺寸乘員來說，碰撞中常常會將氣囊壓扁后與轉向盤碰撞，也就是說普通氣囊難以對大尺寸乘員起到應有的防護作用。

就此擺在車在安全系統設計人員面前的問題就是：怎樣開發出一套針對個人而非針對標準的安全系統，這種系統要能夠對乘員情況進行實時監控，并通過監控得到的參數在碰撞過程中控制安全系統。開發新型智能安全系統的重要性毋庸置疑。據有關數據統計，到2005年，35的新型車將裝備智能人員識別系統。按照美國的標準，到了2006年，所有的都必須裝備此類系統。可以毫不猶豫地說，開發汽車智能安全系統在今后將具有廣闊的市場前景。

MOTOROLA公司所開發的傳感器和微處理器在汽車控制方面具有很高的性能價格比。而本次參賽所采用的傳感器是該公司最新開發的電場成像器件MC33794，該芯片非常適合用于測量和人有關的物理參數（因為人體本身主要由水組成，而水里的金屬元素是人體成為具有常電解特性的良導體。）所以我們以該傳感器為核心，優化了傳感器安排，重新設計了該智能安全系統。此系統使用傳感器和高性能MCU來探測駕駛員的體型、位置和重量并決定安全帶和安全氣囊的工作狀態。

2設計概述

2.1為什么開發智能安全系統？

首先，據NationalHighwayTrafficSafetyadministration(NHTSA)的調查，大多數應安全氣囊受傷的乘員（aggressiveairbag）都是由于不恰當的乘坐位置。新的智能安全系統通過MC33794電場成像芯片，實時監控駕駛員的乘坐位置，在碰撞發生時，自動調節安全帶矯正乘員乘坐位置。若乘員是乘坐位置不當的兒童，為了避免安全氣囊傷害乘員，氣囊將不展開。

其次，傳統的安全帶氣囊系統是建立在三種用于汽車碰撞的人模(Hydrid3)之上的：

（1）50人模:代表平均身高1.77米和體重86公斤
（2）95人模:包括95的人的身高1.88米和體重108公斤.
（3）5人模:代表5的矮小身材1.48米和體重56公斤.

該統計未考慮體重小于5人模的兒童。傳統的安全氣囊時在打開時會對大多數的兒童頸部造成巨大壓強，根據NHTSA2003.1.1的測試報告，在242起由安全氣囊引起的受致命傷害的模型中，119起是兒童模型。同時大多數的在交通事故中死亡的兒童頸部都因使用安全氣囊而對頸部造成致命損傷。與之相對的是，大體型的乘員（提醒超過95人模）在事故中又常常壓扁安全氣囊而撞到方向盤。

針對以上考慮，新開發的智能的安全系統能自動識別成員的體型，并將體型作為影響氣囊控制參數的一個因子，實現個人化的安全氣囊控制。

2.2系統的功能及原理

本次設計的目標是開發一種通用的不限車型的智能安全系統。該系統能既能用作駕駛位安全汽囊控制系統，也能安裝在乘客位控制乘客位安全汽囊系統。利用單片機精確地控制安全氣囊的開放和安全帶的收緊程度，以此來避免因為安全氣囊的非必要或不充分打開而引起的人員傷亡。

本系統并不直接控制安全氣囊與安全帶，而是作為CAN總線內的一個節點，向實際控制安全氣囊和安全帶的微控制器發出部分控制參數。借以實