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1、(10)授权公告号 CN 203978121 U(45)授权公告日 2014.12.03CN203978121U(21)申请号 201420108235.8(22)申请日 2014.03.11E05F 15/00(2006.01)E05F 15/16(2006.01)(73)专利权人赵剑毅地址 537400 广西壮族自治区玉林市北流市城北路花果山0220号(72)发明人赵剑毅 梁柱 卢毅(54) 实用新型名称基于FPGA的车窗自动防夹装置(57) 摘要本实用新型公开了一种基于FPGA的车窗自动防夹装置，把体积小、低功耗、低成本、高性能、寻址方式灵活简单、执行效率高的FPGA处理器引入轿车车窗防。
2、夹系统，让FPGA处理器成为防夹系统的控制中心，控制中心通过控制光电隔离芯片、传感器、电源模块、存储器、驱动器、电机之间协调的工作，用可编程逻辑门阵列（FPGA）代替一般的嵌入式控制器，解决了车窗在出现夹住障碍物的情况下不能及时使车窗制动然后下降的问题，同时也解决了轿车车窗防夹系统在升降过程中抖动太大，噪声比较大的问题，具有结构简单、安全可靠的优点。(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)授权公告号 CN 203978121 UCN 。
3、203978121 U1/1页21.一种基于FPGA的车窗自动防夹装置，包括电源模块（1）、传感器（2）、存储器（3）、驱动器（4）、光电隔离芯片（6）和电机（7），其特征在于：采用FPGA处理器（5）作为整个系统的控制中心控制所有模块的工作，FPGA处理器（5）与存储器（3）之间数据传输的模式是全双工模式；光电隔离芯片（6）、传感器（2）、FPGA处理器（5）、存储器（3）、驱动器（4）五个模块共同使用同一个电源模块（1）；电流传感器和光电隔离芯片（6）的输出端不经过A/D转换器直接接到FPGA处理器（5）的输入端，FPGA处理器（5）的输出端连接驱动器（4），驱动器（4）与电机（7）衔接。。
4、2.根据权利要求1中所述的基于FPGA的车窗自动防夹装置，其特征在于：控制中心FPGA处理器（5）的型号是EP1C6Q240C8。3.根据权利要求1中所述的基于FPGA的车窗自动防夹装置，其特征在于：驱动器（4）使用的是L298N直流电机驱动器。权 利 要 求 书CN 203978121 U1/3页3基于 FPGA 的车窗自动防夹装置技术领域0001 本实用新型涉及车辆车窗控制系统，尤其是车窗防夹装置。背景技术0002 汽车工业快速发展的今天，电子控制系统的使用为汽车性能的提高奠定了基础，对汽车车窗玻璃的升降从过去的手摇曲柄操作发展到今天的电动控制。目前，关于防夹功能参数的匹配方式，根据原理不。
5、同，可分为两种：一种为基于霍尔传感器，主要是通过手工测量距离，另一种为基于电流检测，主要是通过手工测量采集电流或根据具体硬件采取不同程序实现对电流的采集。电动控制的实现极大的减轻了驾乘人员的劳动强度，也为行车过程的安全提供了保障，但是现有的电动控制升降车窗有时会因为在升降过程中突然出现障碍物而被夹住，特别是驾乘人员的手、头等，对驾乘人员的安全带来了隐患。为了解决上面的问题，现在也有技术人员把嵌入式系统引入车窗防夹系统中，但嵌入式系统的工作不是十分稳定，噪音也较大。0003 如下是一些关于车窗防夹系统的公开文献：0004 1、【名称】智能车窗防夹装置，【申请号】CN201020178548.2【。
6、公开号】CN201695848U的专利文献公开了一种智能车窗防夹装置，该装置车窗内装有微控制器，所述微控制器、第一继电器、第二继电器和电源通过导线连成一个电路；所述第一继电器J1的第1、3脚，第二继电器J2的第1、3脚分别和电源的正极相连；所述第一继电器J1的第4脚、第二继电器J2的第4脚分别和各车窗的电机M两脚相连；所述第一继电器J1的第5脚和微控制器的第1脚相连，第二继电器J2的第5脚和微控制器的第3脚相连；所述第一继电器J1的第2脚和第二继电器J2的第2脚交于A点，继而与微控制器的第2脚相连；所述电源的负极通过导线和A点相连。0005 2、【名称】一种电动车窗防夹传感器，【专利号】CN2。
7、01220023284.2，【公开号】CN202417144U的专利文献公开了一种电动车窗防夹传感器，其包括在车窗玻璃上沿表面设置至少两个电容和传感器检测电路，其中位于最上部的电容构成主检测电容C1，位于下部的电容构成辅助检测电容C2，所述主检测电容C1和所述辅助检测电容C2作为敏感元件以测量是否有人体的肢体接近或接触车窗玻璃的上沿，所述主检测电容C1和所述辅助检测电容C2由于人体接近产生的电容量变化信号传输到所述传感器检测电路，所述传感器检测电路依据检测到的所述主检测电容和所述辅助检测电容的变化信号产生控制电动车窗升降电机动作的控制信号。0006 3、【名称】一种电动车窗防夹传感器及方法，【。
8、申请号】CN201210015662.7，【公开号】CN103174355A的专利文献公开了一种电动车窗防夹传感器及方法，包括在车窗玻璃上沿表面设置至少两个电容和传感器检测电路，其中位于最上部的电容构成主检测电容C1，位于下部的电容构成辅助检测电容C2，所述主检测电容C1和所述辅助检测电容C2作为敏感元件以测量是否有人体的肢体接近或接触车窗玻璃的上沿，所述主检测电容C1和所述辅助检测电容C2由于人体接近产生的电容量变化信号传输到所述传感器检测电路，所述说 明 书CN 203978121 U2/3页4传感器检测电路依据检测到的所述主检测电容和所述辅助检测电容的变化信号产生控制电动车窗升降电机动作。
9、的控制信号。0007 4、【名称】一种基于LIN总线的车窗防夹系统，【专利号】CN200710195895.9，【公开号】CN101182748的专利文献公开了一种基于LIN总线的车窗防夹系统，该系统通过LIN总线把车身控制模块及防夹模块连接起来组成一个LIN网络，车身控制模块为LIN网络的主节点，防夹模块为LIN网络的从节点，当车身控制模块接收到开关输入信号后，车身控制模块通过LIN总线周期性向防夹模块发送控制命令，防夹模块接收到控制命令后控制电机进行运转，并通过LIN总线向车身控制模块周期性发送车窗运动状态、车窗位置信号。0008 以上四项专利文献都从不同的角度描述了对轿车车窗防夹系统的改。
10、进，从而实现不一样目的，达到了一定的预期效果，但这些轿车车窗防夹系统因为只使用机械原理或者是一般的嵌入式控制器对车窗进行控制，致使遇到车窗夹住障碍物的情况下不能及时使车窗制动然后下降。上面所列到的轿车车窗防夹系统也没有解决车窗在升降过程中抖动太大的问题，噪声依然比较大。发明内容0009 本实用新型提供一种基于FPGA的车窗自动防夹装置，解决车窗在升降过程中抖动噪声大、灵敏度较低的的问题。0010 本实用新型基于FPGA的车窗自动防夹装置包括电源模块、传感器、存储器、驱动器、光电隔离芯片以及电机，采用FPGA处理器作为整个系统的控制中心控制所有模块的工作，FPGA处理器与存储器之间数据传输的模式。
11、是全双工模式。光电隔离芯片、传感器、FPGA处理器、存储器、驱动器五个模块共同使用同一个电源模块；电流传感器和光电隔离芯片的输出端不经过A/D转换器直接接到FPGA处理器的输入端，FPGA处理器的输出端连接驱动器，驱动器与电机衔接。0011 所述控制中心FPGA处理器型号是EP1C6Q240C8，驱动器使用的是L298N直流电机驱动器。0012 本实用新型基于FPGA的车窗自动防夹装置把体积小、低功耗、低成本、高性能、寻址方式灵活简单、执行效率高的FPGA处理器引入轿车车窗防夹系统，让FPGA处理器成为防夹系统的控制中心，控制中心通过控制光电隔离芯片、传感器、电源模块、存储器、驱动器、电机之间。
12、协调的工作，用可编程逻辑门阵列（FPGA）代替一般的嵌入式控制器，解决了车窗在出现夹住障碍物的情况下不能及时使车窗制动然后下降的问题，同时也解决了轿车车窗防夹系统在升降过程中抖动太大，噪声比较大的问题，具有结构简单、安全可靠的优点。附图说明0013 图1为本实用新型结构示意图。0014 图中：1电源模块，2传感器，3存储器，4驱动器，5FPGA处理器，6光电隔离芯片，7电机。具体实施方式0015 如图1所示，本实用新型基于FPGA的车窗自动防夹装置采用FPGA处理器5作为说 明 书CN 203978121 U3/3页5整个系统的控制中心，控制所有模块的工作；FPGA处理器5与存储器3之间数据传。
13、输的模式是全双工模式；传感器2和光电隔离芯片6的输出端不用经过A/D转换器直接接到FPGA处理器5的输入端；光电隔离芯片6、传感器2、FPGA处理器5、存储器3、驱动器4五个模块共同使用同一个电源，即电源模块4；FPGA处理器5的输出端连接驱动器4；驱动器4与电机7衔接。其工作原理为：轿车车窗玻璃在自动上升过程中，所述的FPGA处理器控制所述的驱动模块驱动电机正传，电流传感器对所述电机的电流进行检测，并将检测到的结果传送回FPGA处理器。FPGA处理器对接收到的实时电流信号进行处理后与电机稳定时的电流值进行比较，判断差值是否大于某一定值并把判断结果存储于存储器中，与此同时对光电隔离芯片是否被阻。
14、挡进行检测，并将检测信号传送给FPGA处理器进行处理。当处理结果为光线被挡并且前面的差值大于某一定值时，说明车窗处有障碍物，此时，所述FPGA处理器将控制驱动模块驱动电机反转。电机反转，汽车车窗玻璃即刻下降。0016 驱动器4所使用的是L298N。L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是工作电压高，最高工作电压可达46V，输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A，额定功率25W，内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载。采用标准逻辑电平信号控制，具有两个使能控制端，在不受输入信。
15、号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作，可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。0017 FPGA开发平台是根据现代电子发展的方向，集EDA和SOPC系统开发为一体的综合性实验开发系统，除了满足高校专、本科生和研究生的SOPC教学实验开发之外，也是电子设计和电子项目开发的理想工具。整个开发系统由核心板EP1C6、SOPC开发平台和扩展板构成，根据用户不同的需求配置成不同的开发系统。0018 综上所述，本实用新型一种基于FPGA的车窗自动防夹装置结构简单，易于实现，功能性强，使用效果好，安全可靠、解决了轿车车窗防夹系统在升降过程中抖动太大，噪声比较大的问题。说 明 书CN 203978121 U1/1页6图1说 明 书 附 图CN 203978121 U。