[发明专利]一种安全防护检测与预警电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全防护检测与预警电路,属于交通安全设施领域。

背景技术

行车安全是汽车驾驶首先考虑的因素。虽然现在汽车上都装有安全带和安全气囊，但都是被动安全装置，但是当发生车祸时，头部受惯性力作用仍然会受伤，高速撞车时，安全气囊即使打开，驾驶员的头部仍然会重重的撞击到安全气囊上，然后弹回，在这一过程会造成颈椎受损，医学上称为颈椎挥鞭性损伤，严重的造成高位截瘫。因此在交通事故中影响驾乘人员日后康复最大的因素是颈椎挥鞭性损伤。

如何解决汽车安全气囊存在的缺陷，在车祸发生时，能够更有效的保护驾驶员；同时，能够主动实时监测驾驶员的驾驶行为，并提示驾驶员有哪些危险行为，预防和减少事故的发生的装置是一个很重要的课题。该安全装置的电路应具有以下特点：1.能够及时主动发现驾驶员行为异常，并及时进行提示；2.能够保护驾驶员和其他乘车人员头部安全，防止车祸时驾乘人员颈椎发生挥鞭性损伤；3.成本低，可靠性好。

发明内容

本发明提供一种安全防护检测与预警电路，能够在预防车祸的发生，并且在车祸发生时对驾驶员施以保护。

本发明的安全防护检测与预警电路包括MCU微控制器1、液晶显示屏2、拨码开关3、蓝牙4、陀螺仪&加速度计5，5V稳压电源模块6，酒精传感器7，7.2V供电电池8，温度传感器9，电机转速检测模块10，电机驱动模块11、语音模块13及电磁铁14组成；5V稳压电源模块分别给MCU微控制器1、液晶显示屏2、拨码开关3、蓝牙4、陀螺仪与加速度计5、酒精传感器7、温度传感器9和电机驱动模块11提供稳定的直流5V电源；7.2V供电电池8为5V稳压电源模块6和电机驱动模块11供电；液晶显示屏2、拨码开关3、蓝牙4以及温度传感器9与MCU的I/O口相连；陀螺仪&加速度计5、酒精传感器7、温度传感器9、电机转速检测模块10将所采集的信号输入MCU微控制器1进行处理。

所述MCU微控制器1是飞思卡尔公司的16位微控芯片MC9S12XS128MAL，MCU微控制器1通过A/D口采集陀螺仪&加速度计5、酒精传感器7所得到的信号，通过I/O口采集温度传感器9和拨码开关3得到的信号，通过电机转速检测模块10采集光电编码器所得到的信号，并通过I/O口控制液晶显示屏2，用PWM模块通过电机驱动模块11来控制直流电机12。

所述液晶显示屏2为LCD1602，MCU微控制器1通过编译字符使要显示的字符显示在液晶屏上，提示驾驶员注意安全。

所述蓝牙4由一个主机和一个从机配对使用，采用HC-O6，通过MCU的串口模块发送调试所需要的数据通过蓝牙传输到电脑里进行数据分析。

所述陀螺仪&加速度计5安装在驾驶员安全帽上，陀螺仪采用ENC-03采集头部角度信号，加速度计采用MMA7361采集到头部运动的加速度。另一个加速度计安装在驾驶员的座椅后部，当急刹车过撞车时会产生一个较大的加速度。MCU通过分析这些信号的规律，就可以判别出驾驶员是处于什么状态（行车时低头捡东西、瞌睡、急刹车和撞车）。

所述的酒精传感器7采用MQ-3检测酒精含量，通过液晶显示屏2和语音模块13提醒。安装在驾驶室内，驾驶员对着酒精传感器呼气，酒精传感器会检测驾驶员是否属于酒驾。

所述7.2V供电电池8采用可充电式电池。

所述温度传感器9采用DS1820，安装在安全帽帽檐上，当驾驶员带上安全帽，温度传感器贴到头部额头上，温度升高则驾驶员以带上安全帽。

所述电机转速检测模块10采用光电编码器E6A2-CW3C检测,直流电机12通过和光电编码器上的齿轮啮合带动光电编码器转动产生脉冲，MCU微控制器1记录该脉冲便可以计算出直流电机12当前的转速。

所述电机驱动模块11用来驱动直流电机12，通过两个半桥芯片组成的全桥驱动电路，通过输入PWM脉冲控制直流电机12的转速。可以让电机带动安全带卷轴转动，实现收线、锁死状态。

所述语音模块13包含话筒、喇叭和ISD1760语音芯片，通过录入特定语句，当驾驶员不按规定操作和遇到紧急情况，通过MCU微控制器1控制 ISD1760语音芯片播放之前录入芯片的语句，提示驾驶员。

所述电磁铁14通电时铁芯弹出实现锁死，使安全带卷轴停止转动。