一种车辆加速度检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆加速度检测系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的加速度检测模块、显示单元；所述加速度检测模块包含依次连接的具有多晶硅结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器；其结构简单，且能够精确测量车辆的加速度。
【专利说明】一种车辆加速度检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加速度检测系统，尤其涉及一种车辆加速度检测系统，属于车辆自动检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在汽车发生意外碰撞时最大限度地确保驾驶员和乘客的安全，是汽车工业追求的目标之一。据我国卫生部的统计数据表明，在1000例交通事故伤者中，只有14.3%的伤者能及时乘坐救护车到达医院。道路交通事故表明，如果在交通事故发生5min内采用应急救援措施，30mm内采用急诊，至少可以使18%?25%的重伤者免于死亡；另外，在我国车祸死亡中大约40%的伤者是当场死亡，其余60%是死于医院或送往医院途中，其中30%的伤者是因为抢救不及时而死亡。随着汽车安全研究的深入，采用日趋完善的汽车碰撞保护系统(如气囊等)可以有效地降低车祸死亡率，同时也有诸多弊端(如不能及时报警等待救援坐^
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[0003]目前利用加速度来测量车祸发生已存在，西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500g(g= ΙΟΝ/kg)这一数值，以醒世人。意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下紧急刹车是难以达到的，只有在发生猛烈撞击后才会达到该数值。车辆碰撞的时间非常短，大多为毫秒级，而Atmegal28单片机的处理速度是微秒级，甚至有更高级的芯片处理速度能达到纳秒级，足以计算出撞车时的加速度。例如，两辆摩托车时速20km(5.6m/s)，相向而行发生碰撞，碰撞时间为毫秒级，按0.0Ols来计算，这样短的时间内，产生的加速度为al = V/t = 5.6/0.001 = 560g，如果是紧急刹车，从刹车开始到最终停止，时间按Is来计算，产生加速度为a2 = V/t = 5.6/1 = 0.56g，可见碰撞产生的加速度非常之大，证实了用检测加速度的方法来判断是否发生车祸是可行的。
[0004]例如申请号为“201010282877.6”的一种具有加速度模拟功能的车辆制动检测台，包括四组滚筒总成及滚筒驱动装置、前后传动装置、张紧装置、可轴向伸缩的万向传动装置、机架、轨道盘、转动马达、横向驱动装置、纵向运动平台、横向运动平台、纵向驱动装置、底座、测控系统，使用本发明不仅可以模拟路面和车辆动能，测出各轮轮速和模拟车速，而且可以使车辆产生所需要的横摆角速度、纵向加速度和横向加速度，模拟车辆的横摆、减速和侧滑，为检验车辆ABS、EBD提供更加全面的模拟条件，从而使检测结果可以更好地反映车辆ABS、EBD控制性能。
[0005]又如申请号为“201110163240.X”的一种车祸自动定位求救装置，包括车祸传感器、温度传感器、位置定位器和求救信号发送器，车祸传感器用于实时监测安全气囊的状态，当安全气囊打开时生成车祸控制信号；温度传感器用于实时采集车厢温度信息，当车厢温度大于预先设置的阈值时生成火灾控制信号；位置定位器用于将车辆位置信息发送给求救信号发送器；求救信号发送器用于生成求救短信，并通过无线网络将求救短信发送给相关机构或个人。在发生车祸或火灾时，本发明可自动发出求救短信，并提供准确的车辆位置信息，使救助机构及时实施救助，受伤当事人可得到及时救护。
[0006]再如申请号为“201210145683.0”车祸自动定位报警系统，主要由中央处理器、以及分别与中央处理器连接的GPS模块、GSM模块、以及MEMS加速度传感器构成。本发明的优点在于:本自动定位报警系统设计采用Atmegal28单片机作为整个系统的中央处理器，与MEMS加速度传感器、GPS定位模块、GSM通信模块相连。可以在车祸发生后自动拨打紧急电话，告知相关部门车祸发生的精确位置、时间，使其在第一时间派出救援队，给援救伤员争取更多时间，挽救更多的生命。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种车辆加速度检测系统，其结构简单且能够精确测量车辆加速度。
[0008]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0009]一种车辆加速度检测系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的加速度检测模块、显示单元；所述加速度检测模块包含依次连接的具有多晶硅结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器；在加速度的作用下，多晶硅结构产生偏移使差动电容器的电容值发生变化，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波，微控制器模块通过检测方波周期进而计算出车辆的加速度同时通过显示单元显示，具体计算为a = (T1ZT2-U0g)Ulg,其中，a为车辆的加速度，T1为方波的波宽，T2为方波的周期，Utlg为Og对应的占空比，Ulg为Ig加速度变化引起的占空比变化值。
[0010]作为本发明一种车辆加速度检测系统的进一步优选方案，所述微控制器模块的型号为AVR系列单片机。
[0011]作为本发明一种车辆加速度检测系统的进一步优选方案，所述显示单元为LCD显示屏。
[0012]作为本发明一种车辆加速度检测系统的进一步优选方案，所述滤波器为RC滤波器。
[0013]作为本发明一种车辆加速度检测系统的进一步优选方案，所述加速度检测模块采用可充电蓄电池供电。
[0014]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0015]1、本发明结构简单且测量精度高；
[0016]2、本发明通过检测能够精确检测车辆加速度；
[0017]3、本发明在加速度的作用下，多晶硅结构产生偏移使差动电容器的电容值发生变化，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波，进而根据方波计算出车辆的加速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的结构原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
[0020]如图1所示，一种车辆加速度检测系统，包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的加速度检测模块、显示单元；所述加速度检测模块包含依次连接的具有多晶硅结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器；在加速度的作用下，多晶硅结构产生偏移使差动电容器的电容值发生变化，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波，微控制器模块通过检测方波周期进而计算出车辆的加速度同时通过显示单元显示，具体计算为a = (T1A2-U0g)Ulg,其中，a为车辆的加速度，T1为方波的波宽，T2为方波的周期，Utlg为Og对应的占空比，Ulg为Ig加速度变化弓I起的占空比变化值。
[0021]其中，所述微控制器模块的型号为AVR系列单片机，所述显示单元为IXD显示屏，所述滤波器为RC滤波器，所述加速度检测模块采用可充电蓄电池供电。
[0022]在加速度的作用下，多晶硅结构会产生偏移使电容值发生变化。在信号处理电路中，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器(由内部RFx和外部CFx，RFx构成)送到占空比调制器中，由调制器转换为占空比和加速度成正比的方波，方波的周期(T2)可以通过Rs确定。这个方波可以直接送到单片机进行处理，通过使用计数器测量方波周期T2以及脉的宽度Tl，从而得到加速度的值。具体计算为a = (IVT2-Utlg)Ulg,其中，a为车辆的加速度,T1为方波的波宽，T2为方波的周期，Utlg为Og对应的占空比，Ulg为Ig加速度变化引起的占空比变化值。
[0023]现代汽车的控制精度越来越高，特别是在电控系统中，以前所采用的一些普通的开关式的执行器件已经不能满足现代轿车的控制要求了，比如说EGR系统，怠速控制系统，燃油蒸发控制系统等等。准确地说，占空比控制应该称为电控脉宽调制技术，它是通过电子控制装置对加在工作执行元件上一定频率的电压信号进行脉冲宽度的调制，以实现对所控制的执行元件工作状态精确，连续的控制。近几年上海通用别克轿车所采用的线性EGR系统实际上就是利用了这一技术从而实现了 EGR阀的线性开关功能。那么为什么又将电控脉宽调制技术称作占空比控制技术呢，事实上，占空比是对电控脉宽调制的引申说明，占空比实质上是指受控制的电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比。
[0024]AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，TOT关闭时为ΙΟΟηΑ，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8V即可工作；AVR单片机保密性能好。
[0025]本发明结构简单且测量精度高；本发明通过检测能够精确检测车辆加速度；本发明在加速度的作用下，多晶硅结构产生偏移使差动电容器的电容值发生变化，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波，进而根据方波计算出车辆的加速度。
[0026]本【技术领域】技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0027]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.一种车辆加速度检测系统,其特征在于:包含微控制器模块以及与微控制器模块连接的加速度检测模块、显示单元；所述加速度检测模块包含依次连接的具有多晶硅结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器；在加速度的作用下，多晶硅结构产生偏移使差动电容器的电容值发生变化，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波，微控制器模块通过检测方波周期进而计算出车辆的加速度同时通过显示单元显示，具体计算为a = (T1A2-U0g)Ulg,其中，a为车辆的加速度,T1为方波的波宽，T2为方波的周期，Utlg为Og对应的占空比，Ulg为Ig加速度变化引起的占空比变化值。
2.根据权利要求1所述的一种车辆加速度检测系统，其特征在于:所述微控制器模块的型号为AVR系列单片机。
3.根据权利要求1所述的一种车辆加速度检测系统，其特征在于:所述显示单元为LCD显示屏。
4.根据权利要求1所述的一种车辆加速度检测系统，其特征在于:所述滤波器为RC滤波器。
5.根据权利要求1所述的一种车辆加速度检测系统，其特征在于:所述加速度检测模块采用可充电蓄电池供电。
【文档编号】G01P15/125GK104459202SQ201410708195
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】谢敏富, 胡清华, 高娟 申请人:苏州市欧博锐自动化科技有限公司