专利名称：车载智能消防系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆的消防系统，尤其涉及一种控制发动机舱、乘员舱、箱体等火灾高发区的车载智能消防系统。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，运输工具数量不断增多，运输网络越来越复杂，同时汽车火灾现象也频繁出现，且呈上升趋势，每年各中等以上城市发生的汽车火灾都在几十起以上，在高速公路等火灾消防困难地段发生火灾次数更多，并且汽车火灾80%以上都造成车辆报废，甚至是车毁人亡，给人民群众生命财产和国民经济造成了严重损失。车辆起火的原因主要有三个方面，一是人为因素造成的车厢内部着火，例如客车乘员携带可燃性物质(汽油、香蕉水、火药类爆炸物等)；二是由于道路交通事故而导致的起火事故(二次事故形态)，例如车辆碰撞、侧翻等事故均可能引起着火事故；三是由于燃料泄漏而引起的自燃着火事故。现有车辆灭火技术中，只有在发现起火时，才进行灭火，而不能提前主动预防火灾的发生，也有一些灭火技术是在判断车辆加速度达到一定门槛值时自动启动灭火，但此时事故已经发生，很可能立即引发起火二次事故形态。如何在车辆一次起火事故、二次着火事故之前进行主动预防尚未见深入研究。
发明内容因此，为解决车辆在一次起火事故、二次着火事故之前就能够主动预警、实时控制的问题，本实用新型目的是针对火灾高发区的车辆部位，提供一种车载智能消防系统。该系统可及时向驾驶员发出警报，避免火灾事故的发生。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种车载智能消防系统，安装于整车控制系统之中，其特征在于它包括一基于单片机的嵌入式处理器，以及由处理器连接的报警指示灯、蜂鸣器、应急按钮、显示器、继电器、陀螺仪、温度传感器、CAN接口 ；所述继电器至少为两个，分别连接一灭火器；所述CAN接口连接显示模块和环境监测模块，CAN接口同时与整车系统相连；所述处理器中包含有温度信号处理单元，倾角信号处理单元，加速度信号处理单元，起火监测单元、侧翻监测单元，CAN通讯单元，碰撞危险监测单元，碰撞程度监测单元，决策控制单元；温度信号处理单元将信号发送给起火监测单元，同时发给CAN 通讯单元，起火监测单元将温度信号处理后发送给决策控制单元；倾角信号处理单元将信号发送给侧翻监测单元，同时发给CAN通讯单元，侧翻监测单元对倾角信号处理后发送给决策控制单元；加速度信号处理单元将信号发送给CAN通讯单元，CAN通讯单元将信号依次发送给碰撞危险监测单元及碰撞程度监测单元进行判断，然后发送给决策控制单元；决策控制单元负责总控，并向外发出指令。各灭火器由处理器通过继电器独立控制，当有危险出现时，处理器按顺序接通继电器，相应灭火器被顺序弓I爆，每次危险只弓I爆一个灭火器。[0008]所述陀螺仪采集三轴向加速度信号以及倾角信号，三轴向角速度量程为士 300° /S，三轴加速度计量程为士 12g，横滚角量程为士 180° ；所述温度传感器量程为-40°C 300°C，精度为0. 3%，输出电压为0 5V。本实用新型采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型基于单片机的嵌入式处理器，连接温度传感器、环境监测模块、显示模块、陀螺仪、继电器(继电器控制灭火器)，对车辆行驶过程中监测点的温度、加速度、侧倾角、车距及相对车速进行监控，建立异常状态识别，当有危险发生时，通过各个继电器顺序引爆灭火器，实现车辆一次起火事故、 二次着火事故的主动预防和智能灭火，保障人员和车辆安全。是一种事前预防措施，较以前的事后弥补更具有实用性，能提高早期灭火的及时性和可靠性。2、系统可根据是否已经有事故发生，改变温度报警阈值，如出现异常，立即引爆灭火器；如无异常，进一步对车辆侧翻进行判断、对车辆碰撞危险进行判断、对碰撞程度进行判断，在各判断时期发现危险都可引爆灭火器。3、在没有达到灭火阈值时，也可由驾驶员根据具体情况通过应急按钮手动触发灭火器。4、当有一种危险发生时，系统通过一个继电器引爆一个灭火器进行灭火，多种危险发生时，系统可通过多个继电器顺序引爆灭火器，实现车辆一次起火事故、二次着火事故的主动预防和智能灭火。由于灭火器被独立控制，只需对引爆的灭火器进行更换，从而节省了成本。
图1是本实用新型的系统总体框图；图2是本实用新型的处理器各模块关系图；图3是CAN网络连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型进行详细的描述。如图1所示，本实用新型提供的车载消防系统包括一基于单片机的嵌入式处理器 1、报警指示灯2、蜂鸣器3、应急按钮4、至少两个继电器5、6，陀螺仪7、温度传感器8、CAN接口 9、显示模块10、环境监测模块11。处理器1与陀螺仪7、温度传感器8，以及通过CAN接口 9与显示模块10、环境监测模块11进行信息交互，并将采集到的各种信号处理后，向报警指示灯2、蜂鸣器3、应急按钮4和各继电器发送控制信号，完成对车载消防系统的控制。 因此，如图2所示，处理器1对系统整体资源进行计算、控制和管理，其中包含有温度信号处理单元12，倾角信号处理单元13，加速度信号处理单元14，起火监测单元15、侧翻监测单元 16，CAN通讯单元17，碰撞危险监测单元18，碰撞程度监测单元19，决策控制单元20。温度信号处理单元12将信号发送给起火监测单元15，起火监测单元15将温度信号处理后发送给决策控制单元20 ；倾角信号处理单元13将信号发送给侧翻监测单元16，侧翻监测单元16对倾角信号处理后发送给决策控制单元20 ；加速度信号处理单元14将信号发送给CAN通讯单元17，CAN通讯单元17将信号依次发送给碰撞危险监测单元18及碰撞程度监测单元19进行判断，然后发送给决策控制单元20 ；决策控制单元20负责总控，并向外发出指令。本实用新型中处理器1只要具备上述接口资源和相应的处理能力，均可以等同采用。比如某一实施例中处理器1可采用LM3S2948微控制器。报警指示灯2和蜂鸣器3用于对驾驶员进行警示，应急按钮4用于危险时驾驶员应急启动灭火器，它们都通过I/O端口与处理器1相连。两个继电器5、6分别连接一灭火器，发生危险时由处理器1顺序触发，从而顺序引爆相应的灭火器。本实用新型中至少设置两个继电器(即两个灭火器)，实际中可扩展为多个，4个最佳，只是要考虑经济以及车载空间等因素，发生火灾时，率先引爆其中一个灭火器，其它备用，当有二次、三次着火时顺序引爆其它灭火器。陀螺仪7用于采集车辆侧倾角信号以监测车辆的侧翻状态，采集X、Y、Z三个方向的加速度信号以监测碰撞程度。陀螺仪7三轴向角速度量程为士300° /S，三轴加速度计量程士 12g，横滚角量程士 180°。温度传感器8用于测量监测点的温度，由于发生燃烧时发动机舱内温度较高，采用量程范围_40°C 300°C，精度0. 3%，输出电压0 5V耐高温的温度传感器。预警显示模块10、环境监测模块11通过CAN接口 9与处理器1相连，并通过CAN 接口 9挂接到整车网络，如图3所示。预警显示模块10具有实时显示功能；环境监测模块 11具有通过图像处理和雷达技术实现车距及相对车速检测的功能，环境监测模块将车距及相对车速通过CAN接口 9传给处理器1，处理器1将温度、倾角、加速度、车距、相对车速以及各种危险状态等信息通过CAN接口 9传给预警显示模块，预警显示模块接收后实时显示温度、倾角、加速度、车距、相对车速等值，当危险出现时以文字显示对应的危险状态。系统通过CAN接口 9作为一个节点挂接到整车网络，实现信息交互与数据共享。在各处理单元中都写有相应功能的程序，处理器1通过温度、倾角、加速度信号采集程序、CAN通讯程序实现了发动机舱内温度、车辆倾角、加速度、车距、相对车速等采集功能。侧翻监测程序根据车辆倾角实现了侧翻危险的监测；碰撞危险监测程序根据车距、相对车速实现了碰撞危险的监测；碰撞程度监测程序根据车辆加速度实现了碰撞程度的监测； 决策控制程序实现了对数据的综合处理，完成碰撞预警和灭火器的引爆。本实用新型基于以上控制系统，实现了车辆智能防火的预警，其具体控制流程如下1、首先是系统初始化。2、采样温度、倾角、三轴加速度信号，通过CAN总线接收环境监测节点发送的车距和相对车速，同时向显示模块发送信息，显示模块接收后显示当前时刻温度、倾角、加速度、 车距、相对速度以及各种危险状态。3、检测是否已经有事故发生。4、根据事故是否发生，调整温度报警阈值。对车辆监测点温度进行判断，如果发现超过监测点预设的温度阈值，则启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，引爆灭火器，系统同时重新开始采样。5、如果温度正常，则通过倾角信号对车辆侧翻状态进行判断，如发现异常，则启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，并引爆灭火器，同时重新开始采样。6、如果车辆未发生侧翻危险，检测是否接收到车距和相对车速信息，如果接收到信息，则根据车距及相对车速判断是否有碰撞危险，如果未接收到车距和相对车速信息，则跳过这一步，不进行碰撞危险判断，直接根据加速度值判断碰撞是否发生及发生的程度，达到危险阈值时立即引爆灭火器。7、如果未发生碰撞危险，则重新开始采样。如果发生了碰撞危险，则启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，此时，驾驶员可根据具体情况按下应急按钮引爆灭火器，实现在碰撞事故发生之前进行防火；同时，系统采样Χ、γ、ζ三轴加速度信号，经过三轴向合成加速度算法，计算碰撞发生的程度，与预设值进行比较，如果大于预设值引爆灭火器；如果小于预设值，则显示当前时刻的车距、相对车速、温度、倾角、加速度值，系统重新开始采样。此外，当系统完成初始化后，在上述任意阶段，驾驶员可根据具体情况随时触发应急按钮，进行引爆灭火器，同时启动预警指示灯和蜂鸣器，进行报警。处理器顺序接通各继电器，相应灭火器被顺序弓I爆，每次操作只弓I爆一个灭火器。以上所述，仅为本实用新型的具体说明，但本实用新型的保护范围并不局限于此， 其中各部件的结构、位置、连接都是可以有所变化的。任何熟悉本技术领域的技术人员凡是在本实用新型技术方案的范围内，进行的个别改进和变换，都应受到保护。
权利要求1.一种车载智能消防系统，安装于整车控制系统之中，其特征在于它包括一基于单片机的嵌入式处理器，以及由处理器连接的报警指示灯、蜂鸣器、应急按钮、显示器、继电器、陀螺仪、温度传感器、CAN接口 ；所述继电器至少为两个，分别连接一灭火器；所述CAN接口连接显示模块和环境监测模块，同时与整车系统相连；所述处理器中包含有温度信号处理单元，倾角信号处理单元，加速度信号处理单元，起火监测单元、侧翻监测单元，CAN通讯单元，碰撞危险监测单元，碰撞程度监测单元，决策控制单元；温度信号处理单元将信号发送给起火监测单元，同时发给CAN通讯单元，起火监测单元将温度信号处理后发送给决策控制单元；倾角信号处理单元将信号发送给侧翻监测单元，同时发给CAN通讯单元，侧翻监测单元对倾角信号处理后发送给决策控制单元；加速度信号处理单元将信号发送给CAN通讯单元，CAN通讯单元将信号依次发送给碰撞危险监测单元及碰撞程度监测单元进行判断，然后发送给决策控制单元；决策控制单元负责总控，向外发出指令。
2.如权利要求1所述的车载智能消防系统，其特征在于各所述继电器与灭火器组合由处理器独立控制，按顺序引爆。
3.如权利要求1或2所述的车载智能消防系统，其特征在于所述陀螺仪采集三轴向加速度信号以及倾角信号，三轴向角速度量程为士300° /S，三轴加速度计量程为士 12g， 横滚角量程为士 180° ；所述温度传感器量程为-40°C 300°C，精度为0.3%，输出电压为 0 5V。
专利摘要一种车载智能消防系统，安装于整车控制系统之中，其特征在于它包括一基于单片机的嵌入式处理器，以及由处理器连接的报警指示灯、蜂鸣器、应急按钮、显示器、继电器、陀螺仪、温度传感器、CAN接口；所述继电器至少为两个，分别连接一灭火器；所述CAN接口连接显示模块和环境监测模块，同时与整车系统相连；所述处理器中包含有温度信号处理单元，倾角信号处理单元，加速度信号处理单元，起火监测单元、侧翻监测单元，CAN通讯单元，碰撞危险监测单元，碰撞程度监测单元，决策控制单元；温度信号处理单元将信号发送给起火监测单元，同时发给CAN通讯单元，起火监测单元将温度信号处理后发送给决策控制单元；倾角信号处理单元将信号发送给侧翻监测单元，同时发给CAN通讯单元，侧翻监测单元对倾角信号处理后发送给决策控制单元；加速度信号处理单元将信号发送给CAN通讯单元，CAN通讯单元将信号依次发送给碰撞危险监测单元及碰撞程度监测单元进行判断，然后发送给决策控制单元；决策控制单元负责总控，向外发出指令。
文档编号A62C37/00GK202136714SQ20112023699
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者刘占查, 周小钧, 周炜, 尤宁, 李文亮 申请人:周小钧