一种基于物联网的安全带控制方法及装置与流程

本发明属于车辆工程领域，具体是一种基于物联网的安全带控制方法及装置。

背景技术：

传统汽车安全带控制装置采用在汽车座椅的坐垫上放置不同点位和数量的压力传感器(sbr)，通过感知座椅上是否承受重力而传递信号给报警装置，提示驾驶员以及副驾乘客系好安全带。

然而，很多司乘人员对这种反复的提醒和警报感到厌烦，会采取偷懒的做法，将一些假的锁扣插到安全带锁扣内以防止安全带报警装置持续报警。但这种做法肯定是有安全隐患的，如此一来安全带报警装置的设置初衷就达不到了。

为此，现有技术也提出了一些改进，如cn109278702a提出一种基于安全带传感器的车速控制系统及其控制方法，除在卡扣上设置卡扣传感器用于感应卡扣是否确实已经插到卡槽内之外，还在安全带的带体上设有带体传感器，带体传感器检测所述带体是否贴近人身体。

但是带体传感器的设置并不能避免司乘人员一边将安全带锁扣插到锁扣内一边将安全带带体放在后背的情况。另一现有技术cn106427883b，可检测安全带长度防作弊，该方案可在安全带拉伸长度超过阈值时，认为安全带已被拉出正确的长度以检测安全带是否被正确佩戴。然而，该现有技术虽然能够测安全带长度，但是安全带正常佩戴时被拉出的长度与各种因素有关，包括：乘坐者的体型、座位在滑轨上的前后位置、靠背角度等有关，而现有技术均未考虑上述实际因素，往往会得到不正确的判断和发出错误报警。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种对安全带系紧精确监测的控制装置和方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于物联网的安全带控制装置，包括安全带本体、安全带锁扣和座椅，所述安全带锁扣内置有锁紧装置、解锁装置和监测装置；

所述监测装置包括横轴、第一扭簧、翘板、触碰感应器和连锁卡，所述横轴穿过翘板的横向中轴线处，且横轴与翘板之间缠绕第一扭簧，在第一扭簧缠绕状态下翘板的后端下压，所述触碰感应器位于翘板的前端，触碰感应器与连锁卡之间串联；

所述任意座椅内带有控制节点和重力感应器，控制节点内置有感应器，任意控制节点之间并联，且控制节点采用物联网模块。

一种基于物联网的安全带控制方法包括以下步骤：

s1，打开点火开关，座椅内部的控制节点和重力感应器进入工作状态；

s2,当重力感应器感受的重力等于0时控制节点不工作，当重力感应器感受的重力大于0后，控制节点进入预工作状态，此时预工作状态的时间为50s-90s；

s3,达到预工作状态时间后，控制节点进入工作状态，当检测到安全带尚未与安全带锁扣连接时，控制节点将信号分别传输至显示单元和云端，此时蜂鸣器接收到信号开始报警，并且显示单元显示输出数据的控制节点位置；

s4，当安全带与安全带锁扣连接后，控制节点分别将锁紧信号传输至显示单元和云端，从而解除蜂鸣器警报。

采用上述方案后实现了以下有益效果：1、相对于现有技术中带有感应器检测安全带是否锁紧的技术方案，本技术方案中利用物联网技术，将安全带使用信息通过云端备份和反馈，便于控制台进行安全指挥和布局。

2、相对于现有技术中采用物联网的现有技术，本技术方案在信号传输过程中还设置监测装置，避免乘客将卡片塞入安全带锁扣或乘客将安全带绕后插入从而规避监测的情况，由于安全带与人体紧贴时产生外凸的弧形，这种弧形与乘客绕过安全带产生的弧形(内凹)不同，通过外凸的弧形将翘板拨动从而实现正确使用安全带的监测模式，提升了报警的准确性。

3、相对于其他监测模式，本技术方案中预留50s-90s的反应时间，避免蜂鸣器频繁报警，提升了使用的人性化。

进一步，所述物联网模块采用esp8266模块，物联网模块的输入端接触重力感应器，物联网模块的输出端通过wifi连接云服务器。

有益效果：esp8266物联网模块，作为基本的控制单元和网络节点。它兼具了单片机控制功能和wifi联网功能，非常适于物联网创意的实现。支持arduino开源开发环境，方面使用各种第三方开发库进行开发，大大提高了效率和成功率。

进一步，还包括显示单元和报警单元，所述显示单元位于驾驶室仪表盘径向一侧，且显示单元的接收端连接物联网模块的输出端。

有益效果：便于驾驶员进行观察与监测，同时快速确定尚未系紧安全带的乘客位置。

进一步，所述报警单元包括信号接收器、led灯和蜂鸣器，蜂鸣器紧贴显示单元，且蜂鸣器与信号接收器串联，信号接收器的输入端无线连接云服务器，所述led灯位于座椅旁且led灯的控制端连接控制节点。

有益效果：便于控制台对安全隐患车辆进行实时监控和提醒，增强了安全性。

进一步，所述连锁卡电连接于蜂鸣器和显示单元。

有益效果：通过连锁卡确认报警情况和监测。

进一步，所述锁紧装置包括位于安全带的锁舌和位于安全带锁扣内部的滑轨，滑轨径向穿过有缠绕第二扭簧的销轴，第二扭簧的一端固定于销轴内部，第二扭簧的一端接触有限位块。

有益效果：1、限位块被安装在所述销轴上并被设置为可相对于所述销轴产生轴向旋转，并且其上表面在所述第二扭簧的端头的下压作用下紧贴在所述底座的内表面上，用于所述锁片的插入锁定和解锁。

2、通过预扭转对所述限位块产生持续稳定的下压力，提高锁定效果。

进一步，所述解锁装置包括接触第二扭簧的下压块，所述下压块与安全带锁扣间隙配合。

有益效果：便于下压块进行按压后解锁。

进一步，所述s3中还包括检测阶段，检测阶段步骤如下：

a)当安全带与人体之间呈弧形时，翘板下压与触碰感应器接触，此时连锁卡将触碰信号传递给控制节点；

b)当安全带并未绕过人体表面插入安全带锁扣时，翘板受竖直力不产生下压形变，此时连锁卡将报警信号传递给控制节点，控制节点将信号分别传输至显示单元和云端，此时蜂鸣器接收到信号开始报警，并且显示单元显示输出数据的控制节点位置。

总体技术原理：该装置采用基于物联网的分布式控制系统的设计方法。基于esp8266控制器作为控制节点，各控制单元既相互独立，又相互联系，互相协同，独立工作。采用这种设计思想，是比较复杂的控制、显示、通讯任务，通过相互联系的多个控制模块，分层次、分任务完成，简化了系统的软件和硬件的复杂程度，从而进一步简化了硬件的安装布线难度。

采用上述方案后的总体效果：1、基于blynk云物联网技术，使得硬件联网更方便，更灵活。

2、控制系统采用分布式结构设计，模块相互独立，互相联系，协同工作，可靠性好，方便集成。

3、该系统由于采用了物联网技术，硬件安装灵活，可以方便快速的对现有公交车进行改装，无需对原汽车电子线路进行大规模重新走线。

4、总控制台安装不受地域限制，只需连接网络即可，可以安装到静止或移动的平台。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图；

图2为本发明实施例的安全带锁扣结构图；

图3为图1物联网信息传输路径图；

图4为图1中控制节点的连接结构图；

图5为图1中控制单元与显示单元的连接结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：横轴1、第一扭簧2、翘板3、第二扭簧4、限位块5。

实施例基本如附图1所示：一种基于物联网的安全带控制方法及装置包括安全带本体、安全带锁扣和座椅，安全带锁扣内置有锁紧装置、解锁装置和监测装置；

请参考图2，监测装置包括横轴1、第一扭簧2、翘板3、触碰感应器和连锁卡，所述横轴1穿过翘板3的横向中轴线处，且横轴1与翘板3之间缠绕第一扭簧2，在第一扭簧2缠绕状态下翘板3的后端下压，所述触碰感应器位于翘板3的前端，触碰感应器与连锁卡之间串联。

锁紧装置包括位于安全带的锁舌和位于安全带锁扣内部的滑轨，滑轨径向穿过有缠绕第二扭簧4的销轴，第二扭簧4的一端固定于销轴内部，第二扭簧4的一端接触有限位块5，解锁装置包括接触第二扭簧4的下压块，所述下压块与安全带锁扣间隙配合。

请参考图3和图4，任意座椅内带有控制节点和重力感应器，控制节点内置有感应器，任意控制节点之间并联，且控制节点采用物联网模块。物联网模块采用esp8266模块，物联网模块的输入端接触重力感应器，物联网模块的输出端通过wifi连接云服务器，还包括显示单元和报警单元，所述显示单元位于驾驶室仪表盘径向一侧，且显示单元的接收端连接物联网模块的输出端

请参考图5，报警单元包括信号接收器和蜂鸣器，蜂鸣器紧贴显示单元，且蜂鸣器与信号接收器串联，信号接收器的输入端无线连接云服务器，连锁卡电连接于蜂鸣器和显示单元。

具体实施过程如下：驾驶员启动点火开关后，座椅内部的控制节点和重力感应器进入工作状态，当乘客入座后，乘客落座的座椅感受到重力，此时座椅内部的重力感应器感受到重力源，重力感应器带动控制节点进入预工作状态。

此时乘客分为三种情况，第一种为主动系好安全带，当乘客将安全带绕过自身把安全带本体和安全带锁扣进行扣合时，由于限位块5被安装在所述销轴上并被设置为可相对于所述销轴产生轴向旋转，且限位块5上表面在所述第二扭簧4的端头的下压作用下紧贴在所述底座的内表面上，所以锁片的插入锁定时限位块5受扭簧的影响直接将安全带系紧。第一种情况下物联网模块不控制蜂鸣器进行报警操作。

第二种情况，乘客未系紧安全带，超过90秒后控制节点进入工作状态，当检测到安全带尚未与安全带锁扣连接时，控制节点将信号分别传输至显示单元和云端，此时蜂鸣器接收到信号开始报警，并且显示单元显示输出数据的控制节点位置，当安全带与安全带锁扣连接后，控制节点分别将锁紧信号传输至显示单元和云端，从而解除蜂鸣器警报。

第三种情况，乘客没有将安全带系在自己身上，而是通过座靠在安全带表面，当安全带并未绕过人体表面插入安全带锁扣时，翘板3受竖直力不产生下压形变，此时连锁卡将报警信号传递给控制节点，控制节点将信号分别传输至显示单元和云端，此时蜂鸣器接收到信号开始报警，并且显示单元显示输出数据的控制节点位置。

由于存在空座的情况，当重力感应器感受的重力等于0时控制节点不工作。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。