防撞防盗汽车安全自动保护器 【技术领域】
本发明涉及一种汽车安全自动保护器，尤其是一种防撞防盗汽车安全自动保护器。
技术背景
汽车是当代最普遍的一种交通运输工具，它正在迅速向家庭和个人普及，公路上行驶的车辆越来越多。随之而发生的各种交通事故也越来越多，其中最多的要算是车辆碰撞事故，因而造成的车毁人亡数量相当惊人。现在的汽车，特别是货运汽车，车头前面尽管都有一个保险杠，但它与汽车车身整体为刚性连接，在发生碰撞事故时，没有真正起到缓冲消能的保护作用，其碰撞力直接硬性作用到车上，从而造成车破人伤甚至车毁人亡。另外，汽车将要发生碰撞时，司机本人处于极度紧张状态，有可能油门板当刹车板用，导致事故可能避免的而未能避免，或者事故发生时引擎未熄火而加重其破坏性。更重要的是现有汽车防盗装置性能单一，远远不能达到人们的要求。因此在原有专利名为汽车安全自动保护器97208274、3和“智能汽车安全保护器”(中国专利号为ZL200710034498.3)基础上改进，提出一种集成防撞、防盗功能的汽车安全自动保护器。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种防撞防盗汽车安全自动保护器，该防撞防盗汽车安全自动保护器集成了防盗、主动防撞和多级被动碰撞消能功能，能有效提高汽车安全性能。
本发明的技术解决方案如下：
一种防撞防盗汽车安全自动保护器，其特征在于，包括被动消能机构、主控制器、主动防撞模块、防盗模块、碰撞感应开关和发动机熄火控制电路；所述的主动防撞模块、防盗模块、碰撞感应开关和发动机熄火控制电路均与主控制器连接；
被动消能机构包括安装于汽车前端的弹簧减震装置和用于分级减震的多级挤断消能装置；
所述的主动防撞模块包括红外发生器、红外接收器、电机驱动电路、电机、变速器和刹车踏板；红外发生器和红外接收器与主控制器连接，主控制器通过电机驱动电路与电机相连，电机的输出轴接变速器，变速器通过拉线与刹车踏板相连；
所述的防盗模块包括钥匙感应开关、指纹传感器、点火控制电路和用于存储指纹数据的存储器，所述的钥匙感应开关、指纹传感器、点火控制电路和用于存储指纹数据的存储器均与主控制器连接；
所述的指纹传感器采用MBF310，所述的主控制器采用MSP430F12X处理器，指纹传感器与MSP430F12X处理器的SPI总线相连，指纹传感器的中断信号端接主控制器的一个输入端，所述的存储器采用高速铁电存储器FM24C64；
所述的主控制器中包括用于将当前获取的指纹数据与存储在存储器中的指纹验证数据进行比对的比对单元和用于根据比对结果启动报警器的报警启动单元。
进程参数设置时，将车主手机号码一同输入，扫描指纹时，可一次扫一至五人的指纹，如果需要更换驾驶员，必须要原主人重新设置，一旦指纹识别成功，任何人驾驶都不再报警，不影响正常操作。
所述的多级挤断消能柱装置包括前连接滑板、后连接滑板、消能柱和螺栓；后连接滑板上设有2条平行的通槽，在前连接滑板上设有4个与2个通槽对应的螺栓孔，前连接滑板与后连接滑板通过插装在螺栓孔与通槽中的4个螺栓连接，在前连接滑板和后连接滑板上都设有多个交错布置的消能柱插孔，每一个消能柱插孔中插装有一根消能柱。
主控制器上还设有一个或多个用于检测断线的IO端口。采用的具体的一种方式为：从主控制器上的多个IO口引出多根线分别接低电平，如果某一根线被剪断，则该IO口的电平由低电平变为高阻状态(即引脚悬空)，能被主控制器检测到，从而启动断线报警。
所述的消能柱和效能柱插孔均为3-9个。
有益效果：
本发明综合集成了主动防撞模块、被动消能模块和基于指纹识别的防盗模块，使得汽车同时具有卓越的防碰撞功能以及防盗功能。
首先，主动防撞模块实现了使行驶中的汽车在相碰撞前进行报警和自动减速的功能，必要时实现汽车的自动刹车和自动熄火。
本发明采用被动消能装置，使得在汽车发生碰撞时，通过弹簧减震装置和多级挤断消能装置，缓冲或者消除其碰撞时产生的巨大冲击，有效保障司乘人员的安全。
本发明采用基于指纹识别的防盗模块，由于指纹识别与点火开关相关联，极大地增强了汽车的防盗性能。
因此，本发明将主动防撞模块、被动消能机构与防盗模块有机的综合在一起，实现了汽车的全面保护，不但具有重大的经济效益，而且，由于采用本发明能有效保障司乘人员的生命安全，因此，更具有极大的社会效益。
【附图说明】
图1为本发明的总体结构原理示意图；
图2为实施例1的防盗模块的电原理图；
图3为前连接滑板结构示意图；
图4为后连接滑板的结构示意图；
图5为前连接滑板与后连接滑板使用状态的结构示意图。
标号说明：25-第一通槽，26-第二通槽，27-第一消能柱插孔，27a-第二消能柱插孔。
【具体实施方式】
以下将结合图和具体实施过程对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
如图1和图2所示，一种防撞防盗汽车安全自动保护器，其特征在于，包括被动消能机构、主控制器、主动防撞模块、防盗模块、碰撞感应开关和发动机熄火控制电路；所述的主动防撞模块、防盗模块、碰撞感应开关和发动机熄火控制电路均与主控制器连接；
被动消能机构包括安装于汽车前端的弹簧减震装置和用于分级减震的多级挤断消能装置；
所述的主动防撞模块包括红外发生器、红外接收器、电机驱动电路、电机、变速器和刹车踏板；红外发生器和红外接收器与主控制器连接，主控制器通过电机驱动电路与电机相连，电机的输出轴接变速器，变速器通过拉线与刹车踏板相连；
所述的防盗模块包括钥匙感应开关、指纹传感器、点火控制电路和用于存储指纹数据的存储器，所述的钥匙感应开关、指纹传感器、点火控制电路和用于存储指纹数据的存储器均与主控制器连接；
所述的指纹传感器采用MBF310，所述的主控制器采用MSP430F12X处理器，指纹传感器与MSP430F12X处理器的SPI总线相连，指纹传感器的中断信号端接主控制器的一个输入端，所述的存储器采用高速铁电存储器FM24C64；
所述的主控制器中包括用于将当前获取的指纹数据与存储在存储器中的指纹验证数据进行比对的比对单元和用于根据比对结果启动报警器的报警启动单元。
所述的电机驱动电路、红外发送器、红外接收器、发动机熄火控制电路、点火控制电路、弹簧减震装置、锁车机构和报警器均为现有技术。
如图3-5，所述的多级挤断消能柱装置包括前连接滑板、后连接滑板、消能柱和螺栓；后连接滑板上设有2条平行的通槽，在前连接滑板上设有4个与2个通槽对应的螺栓孔，前连接滑板与后连接滑板通过插装在螺栓孔与通槽中的4个螺栓连接，在前连接滑板和后连接滑板上都设有多个交错布置的消能柱插孔，每一个消能柱插孔中插装有一根消能柱。所述的消能柱和效能柱插孔均为6个。
实施例1的工作过程如下：
主动防撞的实现：
主控制器获取车速信号和从红外线接收器收到的障碍信号，红外发生器发出的红外线的宽度与车宽相同，至多大于车宽10-20公分，在此宽度以外的均属无效信号，红外线的有效探测距离定为50公尺，一旦检测到有障碍，即发出的红外线返回并被红外接收器接收到，主控制器启动报警器报警，并带动刹车踏板控制油门，自动减速，提醒司机注意安全。万一司机还没引起注意，主控制器就可以根据不同速度在不同的距离发出刹车熄火指令，即车速在30-100公里/小时，距障碍物1-30公尺就刹车与熄火，这就能保证汽车的安全。
撞击熄火功能的实现：
汽车前端装有多个碰撞感应开关，碰撞感应开关采用微动接触式开关，一旦微动接触式开关动作，表明碰撞发生，由控制器通过发动机熄火控制电路实现发动机熄火，撤除汽车的牵引力，以减轻碰撞的危害。
被动消能的实现：
首先，在汽车的前端装有弹簧减震装置，弹簧减震装置见专利ZL200710034498.3的图1，即减轻部分撞击带来的冲击。
更进一步，为了应付巨大的撞击力，再设置有12级挤断消能装置，实行多级减震，以全面缓和或消除其撞击力。挤断消能柱装置是由前连接滑板和后连接滑板的组合构成，左、右各安装一套。
前连接滑板牢牢地固定于汽车的前槽钢上，后连接滑板固定于后槽钢上，其前后连接滑板既是前后槽钢的连接件，又由其构成多级挤断消能柱装置。在前连接滑板的下一半均布4个螺栓孔28，如图3所示，以便穿过螺栓与后连接滑板连接。在后连接滑板的上部竖直布有2条通槽，第一通槽25和第二通槽26，螺栓孔28的水平中心距离与后连接滑板两条通槽(第一通槽25和第二通槽26)的中心距离完全相等。该通槽的两端均为半圆弧形，两条通槽上下部平齐。如图9所示。在第一通槽25和第二通槽26下方，按三竖列布置6个第一消能柱插孔27，在四个螺栓孔28的上方，按三竖列布置6个第二消能柱插孔27a，孔中装有消能柱。其孔的布置按三竖列交替布置，当装入孔的第一个消能柱被挤断4/5时，开始第二个消能柱的挤断，当第二个消能柱被挤断4/5时，就开始对第三个消能柱的挤切，依此类推，直到最后。
前后连接滑板构成多级挤断消能柱装置如图5所示。图5清楚地描述了多级挤断消能柱的原理和过程，即在后连接滑板的第一消能柱插孔27中各装有消能柱，前连接滑板的下端紧靠其第一个消能柱，将4个螺栓孔28分别两边对准通槽，再在4个螺栓孔28中，装上4个螺栓，这样就由4个螺栓将前后连接滑板连接起来，在撞击力的冲击下，二者相对可以滑动，故称滑板，前连接滑板为主动，后连接滑板为被动。只要当滑动开始，就开始剪切，首先剪切第一消能柱插孔27中的消能柱，当该消能柱被挤断4/5时，开始对第二个消能柱27a中紧靠后连接滑板的一个进行挤断，当其被挤断4/5时，再进行第三个挤切，类推。这样就分多级(本实施例为12级)缓冲和消失其碰撞力。消能柱的大小和布置数量取决于车辆的吨位。加上弹簧系统和液压系统减震，能使其行驶车辆碰撞后的撞击力得到彻底的缓和或消失。
具体说，每挤断一个消能柱，就实现一次减震消能，12个消能柱，紧接着分12次挤断而减震，并廷长了时间，因时间的廷长，冲击力大大的减少，这就大大地缓和甚至消失了撞击力，使行车安全得到了全面可靠的保护。
基于指纹防盗功能的实现：
当车钥匙或有物体插入钥匙点火开关，内置与点火开关的钥匙感应开关(采用接触式或光电式开关检测钥匙是否插入)动作，则主控制器激活液晶显示屏，提示指纹识别；指纹验证成功，则可以启动点火开关，点火发动汽车，否则，启动报警器。
报警器能实现五种报警功能，在控制器判断为车辆被盗时，同时启动这五种报警：
短信报警用短信形式向车主设定手机发送报警短信息；
声音报警用警铃形式报警；
移动电话报警通过移动网用语音形式拨打车主设定手机报警；
110报警：通过电信网用语音形式拨打110报警；
固定电话报警通过电信网用语音形式拨打车主设置的固定电话报警。
主控制器采用16为MSP430F12X处理器，指纹传感器采用刮擦式活体指纹传感器MBF310，MBF310配置为使能FIFO终端的SPI模式，与MSP430F12X的SPI总线相连。在显示屏提示输入指纹后，当手指在MBF310表面滑过时，MBF310采集指纹数据，并存入MBF310的FIFO缓冲区内，扫描完成一个指纹数据，则由MBF310产生中断信号给MSP430F12X。MSP430F12X通过中断方式读取MBF310采集的指纹数据，若为合法指纹存储扫描，则MSP430F12X将读入的指纹数据存入8kB的高速铁电存储器FM24C64中作为指纹验证数据，若为驾驶人身份识别扫描，则MSP430F12X将读入的指纹数据与FM24C64中存储的指纹验证数据比对，验证驾驶人的合法身份。