专利名称：汽车安全驾驶监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于交通安全技术领域，涉及一种汽车用监控报警装置，具体涉及一种汽车安全驾驶监控仪。
背景技术：
改革开放以来，随着国民经济和汽车工业的快速发展，人民生活水平的不断提高， 汽车产品已经越来越成为经济发展和人民生活必不可少的生产、生活工具和消费品，但高 速发展的汽车产品给人们带来方便的同时，也给我国带来了大量的生命财产损失以及严重 的社会后遗症等负面影响，尤其是长途客运、货运车辆的重、特大道路交通事故频发，给国 家和人民生命财产带来了巨大损失。不断发生的交通事故已成为威胁人民群众生命财产安 全的一大公害。同发达国家相比，我国交通事故率和交通事故死亡率偏高，交通事故死亡率 更是全世界排名第一。根据调查，“疲劳驾驶”和“酒后驾车”是造成重、特大交通事故的主要原因，特别是 客运车辆、特种车辆和大型货车的驾驶员，如果不能有效地杜绝驾驶员“疲劳驾驶”和“酒后 驾车”，那是危害无比，如果这种情况发生在高速公路上，其危害程度会更大。以往的汽车安全驾驶监测产品功能较单一，对影响行车安全的因素考虑不全，使 产品的应用受到限制，其中，防止酒后驾驶仅用于交警强迫检查驾车司机饮酒是否超标，使 用范围小，对驾驶员约束有限；防疲劳驾驶在生物技术检测方面研究较多，检测不方便，成 本高，推广应用受到限制；防撞系统目前只用于高级轿车上，独立使用，而且没有和前面两 项技术结合起来。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种汽车安全驾驶监控 仪，其体积小，重量轻；多参数测量；非接触式测量，判断准确，报警及时有效；参数可自由 设定调节；生产成本低、便于推广使用。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种汽车安全驾驶监控仪，包括 信号采集单元、信号处理单元和车辆报警及控制单元，其特征在于所述信号采集单元对驾 驶员呼出气体中所含酒精的浓度信息、驾驶员的疲劳程度信息以及车辆与前后方向上其他 车辆或障碍物之间的距离信息进行采集，输出采集信息到信号处理单元；所述信号处理单 元与所述信号采集单元相连接，接收并处理所述采集信息，根据处理信息输出报警及控制 指令到车辆报警及控制单元；所述车辆报警及控制单元与所述信号处理单元相连接，接收 所述信号处理单元发出的报警及控制指令，根据报警及控制指令控制车辆进行报警及控制 操作。本实用新型与现有技术相比具有以下优点(1)体积小，重量轻；该汽车安全驾驶监控仪体积小、重量轻，非常便于运输；(2)多参数测量；该汽车安全驾驶监控仪不仅使用车辆上已具有的传感器信号，比如速度信号、发动机转速信号、加速踏板位置信号和方向盘转角信号等，还增加驾驶员呼 出气体中所含酒精的浓度信息、离合器踏板测量、制动踏板测量和档位选择器测量传感器 以及车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的距离信息等，将疲劳驾驶、酒后驾驶、前后 车距等影响行车安全的三个主要因素同时考虑综合处理，因此测量结果更能反应车辆的行 驶安全情况。(3)非接触式测量，判断准确，报警及时有效；该汽车安全驾驶监控仪测量所需各种信号时，不需要直接接触人体，因此不会影响驾驶员的驾驶。(4)参数可自由设定调节；该汽车安全驾驶监控仪的报警参数可根据不同的车 型、不同的地域和不同的驾驶环境通过键盘和数据接口自由设定其报警及控制参数。(5)生产成本低、便于推广使用。该汽车安全驾驶监控仪较多的使用车辆上已具有 的传感器信号，比如速度信号、发动机转速信号、加速踏板位置信号和方向盘转角信号，因 而其生产成本很低，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型信号采集单元的结构框图。图3为本实用新型疲劳监测的结构框图。图4为本实用新型信号处理单元的结构框图。图5为本实用新型车辆报警及控制单元的结构框图。附图标记说明1-信号采集单元；1-1-酒精监测模块；1-2-疲劳监测模块；1-3-车距监测模1-21-车速传感器；1-22-发动机转速传感器；块；1-23-油门传感器；1-24-刹车位置传感1_25_离合位置传感器；器；1-26-方向盘转角1-27-档位变换传感2-信号处理单元；传感器；器；2-1-A/D采样模 2-2-CPU控制模块；2_3_1/0通信模块；块；3-车辆报警及控制3-1-IXD显示模块；3_2_声音报警模块；单元； 3-3-发动机控制模3-4-制动器控制模4-通讯模块；块；块；5-键盘；6-R0M ；7-RAM。
具体实施方式
如图1所示的一种汽车安全驾驶监控仪，包括信号采集单元1、信号处理单元2和 车辆报警及控制单元3，所述信号采集单元1对驾驶员呼出气体中所含酒精的浓度信息、驾驶员的疲劳程度信息以及车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的距离信息进行采集， 输出采集信息到信号处理单元2 ；所述信号处理单元2与所述信号采集单元1相连接，接收 并处理所述采集信息，根据处理信息输出报警及控制指令到车辆报警及控制单元3 ；所述 车辆报警及控制单元3与所述信号处理单元2相连接，接收所述信号处理单元2发出的报 警及控制指令，根据报警及控制指令控制车辆进行报警及控制操作。如图2所示，所述信号采集单元1包括酒精监测模块1-1、疲劳监测模块1-2和车 距监测模块1-3 ；所述酒精监测模块1-1与信号处理单元2相连接，检测驾驶员呼出气体中 所含酒精的浓度信息，所述驾驶员呼出气体中所含酒精的浓度信息输出至信号处理单元2 ； 所述疲劳监测模块1-2与信号处理单元2相连接，检测驾驶员的疲劳程度信息，所述驾驶员 的疲劳程度信息输出至信号处理单元2 ；所述车距监测模块1-3与信号处理单元2相连接， 检测驾驶车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的距离信息，所述距离信息输出至信号 处理单元2 ；如图2所示，所述酒精监测模块1-1为酒精浓度传感器。酒精浓度传感器安装在 车辆方向盘中部来测量驾驶员呼出气体中酒精浓度，输出是否可以点火启动车辆的信号， 如果酒精浓度超标，则点火电路被切断，反之，则可以点火启动车辆。如图3所示，所述疲劳监测模块1-2包括车速传感器1-21、发动机转速传感器 1-22、油门传感器1-23、刹车位置传感器1-24、离合位置传感器1_25、方向盘转角传感器 1-26和档位变换传感器1-27 ；所述车速传感器1-21与信号处理单元2相连接，检测车速信 息，所述车速信息输出至信号处理单元2 ；所述发动机转速传感器1-22与信号处理单元2 相连接，检测车辆发动机的转速信息，所述车辆发动机的转速信息输出至信号处理单元2 ； 所述油门传感器1-23与信号处理单元2相连接，检测车辆油门的工作信息，所述车辆油门 的工作信息输出至信号处理单元2 ；所述刹车踏板位置传感器1-24与信号处理单元2相连 接，检测车辆刹车踏板的位置信息，所述车辆刹车踏板的位置信息输出至信号处理单元2 ； 所述离合踏板位置传感器1-25与信号处理单元2相连接，检测车辆离合踏板的位置信息， 所述车辆离合踏板的位置信息输出至信号处理单元2 ；所述方向盘转角传感器1-26与信号 处理单元2相连接，检测车辆方向盘的工作信息，所述车辆方向盘的转角信息输出至信号 处理单元2 ；所述档位变换传感器1-27与信号处理单元2相连接，检测车辆档位的变换信 息，所述车辆档位的变换信息输出至信号处理单元2。如图2所示，所述车距监测模块1-3为超声波测距传感器。超声波测距传感器可 方便地对在行驶途中前后方向上与其他车辆及障碍物之间的距离进行测量和计算，当这个 距离小于安全距离，则发出警告信号，或控制制动踏板和加速踏板，发出强制减速或者停车 的指令，以保持与其它车辆或障碍物的安全距离防止碰撞事故发生。如图4所示，所述信号处理单元2包括A/D采样模块2_1、CPU控制模块2_2和I/ 0通信模块2-3 ；所述A/D采样模块2-1与信号采集单元1相连接，对信号采集单元1采集 的信息进行采样处理；所述CPU控制模块2-2分别与A/D采样模块2-1和I/O通信模块2_3 相连接，接收经A/D采样模块2-1采样处理的采集信息，根据信息判断驾驶员是否处于酒后 驾驶或者疲劳驾驶状态，如果驾驶员呼出气体中含有酒精，则判定驾驶员处于酒后驾驶状 态，如果车辆的行驶速度、方向或两者同时出现非正常状态，并且各个操作踏板或手柄没有 及时做出正确的反应，则判定驾驶员处于疲劳驾驶状态，将根据采集信息产生的报警及控制指令通过I/O通信模块2-3输出到所述车辆报警及控制单元3。对于酒后驾驶，控制器使汽车发动机不能正常启动；对于疲劳驾驶报警器将根据车辆行驶状况的不正常程度进行相 应的报警，以提醒驾驶员提高注意力，要求驾驶员进行休息或更换驾驶员等。如果车辆行驶 状况得不到及时改善，中央处理单元将通过控制制动踏板和加速踏板，发出强制减速或者 停车的指令；利用车距监测模块实时地进行车辆前后距离的测量和计算，给出防止车辆碰 撞的安全车距信号，从而防止酒后驾驶和疲劳驾驶造成交通事故发生，提高行车安全。如图5所示，所述车辆报警及控制单元3包括IXD显示模块3-1、声音报警模块 3-2、发动机控制模块3-3和制动器控制模块3-4 ；所述LCD显示模块3_1接收信号处理单 元2发出的控制指令和键盘5的输入指令，将驾驶员呼出气体中所含酒精的浓度、油门供油 量、固定时间内刹车的次数、固定时间内离合的变换次数、固定时间内方向盘的转角位置及 其扭矩变化率的信息以及档位变换信息以及车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的 距离显示出来；所述声音报警模块3-2接收信号处理单元2发出的报警指令并发出报警声 音，为驾驶员提供预警；所述发动机控制模块3-3接收信号处理单元2发出的控制指令，通 过控制车辆发动机的供油量来控制车速；所述制动器控制模块3-4接收信号处理单元2发 出的控制指令，控制车辆制动器制动或强制停车。如图4所示，所述信号处理单元2的I/O通信模块2-3还与通讯模块4、键盘5、 R0M6和 RAM7相连接。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求一种汽车安全驾驶监控仪，包括信号采集单元(1)、信号处理单元(2)和车辆报警及控制单元(3)，其特征在于所述信号采集单元(1)对驾驶员呼出气体中所含酒精的浓度信息、驾驶员的疲劳程度信息以及车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的距离信息进行采集，输出采集信息到信号处理单元(2)；所述信号处理单元(2)与所述信号采集单元(1)相连接，接收并处理所述采集信息，根据处理信息输出报警及控制指令到车辆报警及控制单元(3)；所述车辆报警及控制单元(3)与所述信号处理单元(2)相连接，接收所述信号处理单元(2)发出的报警及控制指令，根据报警及控制指令对车辆进行报警及控制操作。
2.按照权利要求1所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于，所述信号采集单元(1) 包括酒精监测模块(1-1)、疲劳监测模块(1-2)和车距监测模块(1-3)；所述酒精监测模 块(1-1)与信号处理单元(2)相连接，检测驾驶员呼出气体中所含酒精的浓度信息，所述驾 驶员呼出气体中所含酒精的浓度信息输出至信号处理单元(2)；所述疲劳监测模块(1-2) 与信号处理单元(2)相连接，检测驾驶员的疲劳程度信息，所述驾驶员的疲劳程度信息输 出至信号处理单元(2)；所述车距监测模块(1-3)与信号处理单元(2)相连接，检测驾驶 车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的距离信息，所述距离信息输出至信号处理单元 (2)；
3.按照权利要求2所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于所述酒精监测模块(1-1) 为酒精浓度传感器。
4.按照权利要求2所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于，所述疲劳监测模块(1-2) 包括车速传感器(1-21)、发动机转速传感器(1-22)、油门传感器(1-23)、刹车位置传感 器(1-24)、离合位置传感器(1-25)、方向盘转角传感器(1-26)和档位变换传感器(1_27)； 所述车速传感器(1-21)与信号处理单元(2)相连接，检测车速信息，所述车速信息输出至 信号处理单元(2)；所述发动机转速传感器(1-22)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆 发动机的转速信息，所述车辆发动机的转速信息输出至信号处理单元(2)；所述油门传感 器(1-23)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆油门的工作信息，所述车辆油门的工作 信息输出至信号处理单元(2)；所述刹车踏板位置传感器(1-24)与信号处理单元(2)相 连接，检测车辆刹车踏板的位置信息，所述车辆刹车踏板的位置信息输出至信号处理单元 (2)；所述离合踏板位置传感器(1-25)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆离合踏板的位 置信息，所述车辆离合踏板的位置信息输出至信号处理单元(2)；所述方向盘转角传感器 (1-26)与信号处理单元(2)相连接，检测车辆方向盘的工作信息，所述车辆方向盘的转角 信息输出至信号处理单元(2)；所述档位变换传感器(1-27)与信号处理单元(2)相连接， 检测车辆档位的变换信息，所述车辆档位的变换信息输出至信号处理单元(2)。
5.按照权利要求2所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于所述车距监测模块(1-3) 为超声波测距传感器。
6.按照权利要求1所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于，所述信号处理单元(2) 包括:A/D采样模块(2-l)、CPU控制模块(2-2)和I/O通信模块(2_3)；所述A/D采样模块 (2-1)与信号采集单元(1)相连接，对信号采集单元(1)采集的信息进行采样处理；所述 CPU控制模块(2-2)分别与A/D采样模块(2-1)和I/O通信模块(2_3)相连接，接收经A/D 采样模块(2-1)采样处理的采集信息，将根据处理信息产生的报警及控制指令通过I/O通 信模块(2-3)输出到所述车辆报警及控制单元(3)。
7.按照权利要求1或6所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于，所述车辆报警及控 制单元(3)包括LCD显示模块(3-1)、声音报警模块(3-2)、发动机控制模块(3_3)和制动 器控制模块(3-4)；所述LCD显示模块(3-1)接收信号处理单元(2)发出的控制指令和键 盘(5)的输入指令，将驾驶员呼出气体中所含酒精的浓度、油门供油量、固定时间内刹车的 次数、固定时间内离合的变换次数、固定时间内方向盘的转角位置及其扭矩变化率的信息 以及档位变换信息以及车辆与前后方向上其他车辆或障碍物之间的距离显示出来；所述声 音报警模块(3-2)接收信号处理单元(2)发出的报警指令并发出报警声音，为驾驶员提供 预警；所述发动机控制模块(3-3)接收信号处理单元(2)发出的控制指令，通过控制车辆发 动机的供油量来控制车速；所述制动器控制模块(3-4)接收信号处理单元(2)发出的控制 指令，控制车辆制动器制动或强制停车。
8.按照权利要求1或3所述的汽车安全驾驶监控仪，其特征在于，所述信号处理单元 (2)的I/O通信模块(2-3)还与通讯模块(4)、键盘(5)、ROM(6)和RAM(7)相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车安全驾驶监控仪，包括信号采集单元、信号处理单元和车辆报警及控制单元，信号采集单元对驾驶员呼出气体的酒精浓度信息、驾驶员的疲劳程度信息以及车辆与障碍物之间的距离信息进行采集，输出采集信息到信号处理单元；信号处理单元与信号采集单元相连接，接收并处理所述采集信息，根据处理信息输出报警及控制指令到车辆报警及控制单元；车辆报警及控制单元与所述信号处理单元相连接，接收所述信号处理单元发出的报警及控制指令，根据报警及控制指令控制车辆进行报警及控制操作。本实用新型的特点体积小，重量轻；多参数测量；非接触式测量，判断准确，报警及时有效；参数可自由设定调节；生产成本低、便于推广使用。
文档编号B60K28/02GK201559535SQ20092024594
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者常红梅, 康芹, 淡涛, 王旭飞 申请人:陕西理工学院