《一种安全防护检测与预警电路.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种安全防护检测与预警电路.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104057907A43申请公布日20140924CN104057907A21申请号201410181548022申请日20140504B60R21/0134200601B60R21/015200601B60R21/01200601B60Q9/0020060171申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号72发明人左进鹏朱九燃陈昳临康瑞董学华陈蜀乔李耀平杨修建高晋张昆54发明名称一种安全防护检测与预警电路57摘要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。包括MCU微控制器、液晶显示屏、拨码开关、蓝牙、陀螺仪加速度计，5V稳压电源模块，。
2、酒精传感器，72V供电电池，温度传感器，电机转速检测模块，电机驱动模块、语音模块及电磁铁组成；5V稳压电源模块提供稳定的直流5V电源；72V供电电池为5V稳压电源模块和电机驱动模块供电；液晶显示屏、拨码开关、蓝牙以及温度传感器与MCU的I/O口相连；陀螺仪加速度计、酒精传感器、温度传感器、电机转速检测模块将所采集的信号输入MCU微控制器进行处理。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。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图5页10申请公布号CN104057907ACN104057907A1/1页。
3、21一种安全防护检测与预警电路，其特征在于包括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），72V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（6）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；72V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。
4、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。2根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于所述MCU微控制器（1）是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。
5、制直流电机（12）。3根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于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ENC03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。4根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于所述的酒精传感器（7）采用MQ3检测酒精含量，通过液晶显示屏（2）和语音模块（13）提醒。5根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于所述电机转速检测模块（10）采用光电编码器E6A2CW3C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（。
6、12）当前的转速。6根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于所述电机驱动模块（11）用来驱动直流电机（12），通过两个半桥芯片组成全桥驱动电路，通过输入PWM脉冲控制直流电机（12）的转速。7根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于所述语音模块（13）包含话筒、喇叭和ISD1760语音芯片，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。8根据权利要求1所述的安全防护检测与预警电路，其特征在于所述电磁铁（14）通电时铁芯弹出实现安全带锁死。权利要求书CN104057907A1/5页3一种安全防护检测与预警电路技术领域0001本发明涉及一种安。
7、全防护检测与预警电路,属于交通安全设施领域。背景技术0002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。0003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。
8、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0004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。0005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7，72V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。
9、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；72V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。0006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。
10、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。0007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。0008所述蓝牙4由一个主机和一个从机配对使用，采用HCO6，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。0009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ENC03采集头部角说明书CN104057907A2/5页4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。
11、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）。0010所述的酒精传感器7采用MQ3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。0011所述72V供电电池8采用可充电式电池。0012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。0013所述电机转速检测模块10采用光电编码器E6A2CW3C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，。
12、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。0014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。0015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。0016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。0017本发明的有益效果是本发明的电路与电磁感应式防撞安全帽带电路相比，其检测头部运动状态的。
13、原理和传感器不同，用陀螺仪和加速度计检测出来的更加准确和可靠。而且更具体的阐述了系统各模块的工作原理和电路，与相应程序相配合，整个系统便可以实现其功能。附图说明0018图1是本发明的电路结构框图；图2是本发明5V稳压电源电路原理图；图3是本发明电机驱动电路原理图；图4是本发明电机转速检测原理图；图5是本发明酒精检测电路原理图；图6是本发明头部温度检测原理图；图7是本发明头部位置及加速度检测原理图；图8是本发明语音模块原理图。0019图中1MCU微控制器，2液晶显示屏，3拨码开关，4蓝牙，5陀螺仪加速度计，65V稳压电源模块，7酒精传感器，872V供电电池，9温度传感器，10电机转速检测模块，1。
14、1电机驱动模块，12直流电机，13语音模块，14电磁铁。具体实施方式0020下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。说明书CN104057907A3/5页50021实施方式一如图1至8所示，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7，72V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。
15、；72V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。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。液晶显示屏2为L。
16、CD1602，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。蓝牙4由一个主机和一个从机配对使用，采用HCO6，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。陀螺仪加速度计5安装在驾驶员安全帽上，陀螺仪采用ENC03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）。酒精传感器7采用MQ3检测酒精含量，通过液晶显示屏2和语音模块13提醒。安装。
17、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。72V供电电池8采用可充电式电池。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。电机转速检测模块10采用光电编码器E6A2CW3C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。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。语音模块13包。
18、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。电磁铁14当通电时铁芯弹出实现锁死使安全带卷轴停止转动，头部不再向前倾，避免碰到安全气囊再反弹回来。0022实施方式二如图1至8所示，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7，72V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。
19、、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；72V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。MCU微控制器1是16位微控芯片MC9S12XS128MAL，MCU微控制器1通过A/D口采集陀螺仪加说明书CN104057907A4/5页6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。
20、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。陀螺仪加速度计5安装在驾驶员安全帽上，陀螺仪采用ENC03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）。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。电机转速检测模块10采用光电编码器E6A2CW3。
21、C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。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。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。电磁铁14当通电时铁芯弹出实现锁死。0023实施方式三如图1至8所示，本发明的安全防护检测与预警电路包括MC。
22、U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7，72V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；72V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。
23、处理。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。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。蓝牙4由一个主机和一个从机配对使用，采用HCO6，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。陀螺仪加速度计5安装在。
24、驾驶员安全帽上，陀螺仪采用ENC03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）。酒精传感器7采用MQ3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。72V供电电池8采用可充电式电池。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。电磁铁14当通电时铁芯弹出实现锁死。0024以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述说明书CN104057907A5/5页7实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。说明书CN104057907A1/5页8图1图2说明书附图CN104057907A2/5页9图3图4说明书附图CN104057907A3/5页10图5图6说明书附图CN104057907A104/5页11图7说明书附图CN104057907A115/5页12图8说明书附图CN104057907A12。