CN105216739B - 汽车安全带 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车安全性检测，智能安全带制动控制系统。通过血压和心率传感器检测驾驶人的身体状况，当驾驶人的身体状况与设定的正常人身体状况有异常时，把信息通过CAN总线传给在安全带上聚成的ECU控制单元，经过ECU处理后将此信息传到汽车控制中心和无线模块，接着先通过CAN总线将此信息反馈到汽车仪表盘报警与此同时无线模块将信息发送到与此车无线网相连安装有智能安全带APP的手机上，来提醒驾驶人同时也可以让坐在车上的人来提醒驾驶人停车，如若在驾驶人身体异常情况下，根据在不同等级的紧急情况下事先设定好的反应时间，汽车没有停止行驶，可由汽车控制中心将信息反馈给控制汽车的行驶的控制单元，让其去控制和停止汽车行驶。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车安全带，尤其涉及一种在汽车安全带上集成一个小型ECU控制单元，用该ECU来控制传感器以检测驾驶员的身体状况，然后根据检测到的信息判断驾驶员的身体状况，从而来控制汽车行驶，达到安全驾驶的目的的智能安全带。
背景技术
随着科技发展和进步，从汽车的发明到现在已有一百多年的历史，汽车已成为人们生活中不可或缺的代步工具，且随着人类生活水平的提高以及经济的宽裕再加上汽车造价降低，几乎家家都有汽车。关键是人们在享受汽车给我们带来快捷和便利的同时对汽车的安全性要求越来越高。据不完全统计我国每年交通事故死亡人数已经超过了10万人，而我国汽车保有量不到全世界2％，但是交通事故死亡人数则占全球的比例达到20％。相当部分事故造成的原因是驾驶员在身体状况不好的情况下，驾驶车辆造成的，例如醉驾，疲劳驾驶等等。这些事故给无数家庭带来了巨大的灾难，甚至因此家破人亡，给社会带来了极大的不稳定和危害。
安全带在汽车发明以前就已经存在了，1885年，那时欧洲普遍使用马车，那时的安全带只是简单的为了防止乘客从马车上摔下来。到了1922年，赛车场上的跑车开始使用安全带。1955年飞机设计师尼尔斯到沃尔沃汽车公司工作以后发明了三点式安全带。1963年，沃尔沃汽车公司开始把尼尔斯的三点式汽车安全带注册，并在自产的汽车上装配。1968年，美国规定轿车面向前方的座位均要安装安全带，欧洲和日本等发达国家也相继制定了汽车乘员必须佩带安全带的规定。我国公安部于1992年11月15日颁布了通告，规定1993年7月1日起，所有小客车(包括轿车、吉普车、面包车、微型车)驾驶员和前排座乘车人必须使用安全带。《道路交通安全法》第五十一条规定：机动车行驶时，驾驶员、乘坐人员应当按规定使用安全带。目前使用最广泛的是三点式安全带。
安全带发展至今，已是非常成熟的技术，由于人们对驾驶安全性能要求的不断提高和汽车电子科技的发展，三点式安全带原本单纯的功能，也就愈发不能满足人们对驾驶安全性的要求了。再加上电子科技和物联网技术的发展，在安全带上集成ECU用来检测驾驶员的身体状况并通过无线网传输到手机APP上进行报警，完全可行。目前，世界都在研究物联网技术，而汽车行业在研究车联网技术。在国内,不论是物联网还是车联网都还处于初级阶段,并且都没有实际使用。因此，开发和研制用于在安全带上安装检测驾驶员身体状况和汽车控制相关的具有自主知识产权的智能控制系统具有明显的经济和社会效益,它可为汽车零部件企业的发展提供新的经济增长点和研发的新方向,因此研发一种普遍适用的结构相对简单、功能齐全,安全可靠、并且能够运用到实际生产中的智能安全带控制系统具有很好的实用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有汽车安全带功能单一的不足，提供一种高安全性多功能的汽车智能安全带的方案，能够实现对驾驶员身体状况进行实时检测并通过无线网传输到手机APP进行报警和控制汽车行驶的方法，提高汽车驾驶的安全性，以求达到减少和避免该类交通事故的目的的方案。
本发明的技术方案为：一种安全性的汽车智能安全带，位于驾驶员的座位的安全带上。其中：在驾驶员系上的安全带上，集成一个可移动调节的小型ECU控制节点，使其离心脏最近，这个节点包括有CPU模块，CAN控制器，CAN收发器，无线局域网模块，传感器采集模块。其工作原理是：第一步，先由传感器模块采集驾驶员的身体状况，该模块主要是由血压和心率测试传感组成。第二步，传感器将测试到的信息通过A/D转换后传输到CPU。第三步，CPU将接收到的数据与我们设定的值进行比较，得到所测到的数据所在的范围，然后采取进一步措施。第四步，将要采取措施的命令数据分别发送到无线局域网模块和第一、第二CAN通信通道。第五步，无线局域网模块将此信息发送给与它相连的安装有智能安全带APP的手机上进行报警。第一CAN控制通信模块将接收到的命令数据发送到汽车仪表盘报警模块，同时通过第二CAN通道将信息传输给汽车行驶的控制单元，汽车行驶的控制单元根据具体情况对汽车行驶进行控制。
为实现本发明之目的，本发明的优选技术方案还包括：
一种汽车安全带，包括汽车安全带本体和ECU单元，其中：
ECU单元可移动地安装在该汽车安全带本体上；
ECU单元包括CPU，CAN控制通信模块，无线局域网模块，传感器采集模块，A/D转换模块；
传感器模块用于采集驾驶员的身体状况，并将采集到的身体状况信息传输到A/D转换模块；
A/D转换模块用于将接收到的身体状况信息转换为数字信号传输到CPU；
CAN控制通信模块包括第一CAN控制通信模块和第二CAN控制通信模块；
CPU用于根据接收到的数字信号决定采取进一步的措施，并将要采取措施的不同命令数据分别发送到无线局域网模块、第一CAN控制通信模块和第二CAN控制通信模块；
无线局域网模块将接收到的命令数据发送给移动终端；
第一CAN控制通信模块将接收到的命令数据发送到汽车仪表盘报警模块；
第二CAN控制通信模块将接收到的命令数据传输给汽车行驶控制单元，汽车行驶控制单元根据该命令数据对汽车行驶进行控制。
所述的汽车安全带，优选的：
所述CAN控制通信模块包括CAN控制器和CAN收发器。
所述的汽车安全带，优选的：
传感器模块包括心率和血压测试传感器。
一种利用汽车安全带进行检测的方法，包括以下步骤：
调节ECU单元在汽车安全带本体上的位置，使之靠近驾驶员的心脏部位；
ECU单元采集驾驶员的身体状况，并将采集到的身体状况信息传输到A/D转换模块；
A/D转换模块将接收到的身体状况信息转换为数字信号传输到CPU；
CPU根据接收到的数字信号决定采取进一步的措施，并将要采取措施的不同命令数据分别发送到无线局域网模块、第一CAN控制通信模块和第二CAN控制通信模块；
无线局域网模块将接收到的命令数据发送给移动终端；
第一CAN控制通信模块将接收到的命令数据发送到汽车仪表盘报警模块；
第二CAN控制通信模块将接收到的命令数据传输给汽车行驶控制单元；
汽车行驶控制单元根据该命令数据对汽车行驶进行控制。
所述的利用汽车安全带进行检测的方法，优选的：
所述CAN控制通信模块包括CAN控制器和CAN收发器。
所述利用汽车安全带进行检测的方法，优选的：
所述传感器模块包括心率和血压测试传感器。
所述的利用汽车安全带进行检测的方法，优选的：
ECU单元包括CPU，CAN控制通信模块，无线局域网模块，传感器采集模块，A/D转换模块；
传感器模块用于采集驾驶员的身体状况，并将采集到的身体状况信息传输到A/D转换模块。
本发明的有益效果是：首先，解决了安全带以前的单一功能性，智能安全带增加了对驾驶员身体状况的监测，手机无线报警，及控制汽车行驶。其次对汽车电子技术与车联网技术的融合起到抛砖引玉的效果，为安全驾驶汽车减少此类相关交通事故的发生起到提升作用，最后对汽车电子发展起到促进的作用。
附图说明
图1为本发明汽车安全带的示意图；
图2为本发明汽车安全带检测工作的流程图。
具体实施方式
现结合具体附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明汽车安全带包括汽车安全带本体，ECU(电子控制单元)集成单元。其中ECU单元活动安装在汽车安全带本体上，能够沿汽车安全带本体自由移动。ECU单元包括CPU模块，CAN控制通信模块，无线局域网模块，传感器采集模块，A/D转换模块。该CAN控制通信模块包括CAN控制器，CAN收发器。
使用时，驾驶员坐上汽车驾驶座后根据自己的身高调节ECU集成单元在汽车安全带本体上的位置，使ECU距离自己的心脏部位最近，如图1所示。当驾驶员启动汽车时，该ECU集成单元就开始工作。本发明的工作流程图见图2，具体步骤如下：ECU开始工作后，传感器工作模块1，具体来说可以是一种心率和血压传感器，先采集驾驶员的心率和血压，采集到的信号经A/D转换模块2转换成数字信号后传输给CPU处理单元3，CPU将传来的信息与预先存储在CPU中如烧写进CPU的数值范围进行比较，然后判断传来的数据是否在预先设定的范围内，根据在每个不同的范围，CPU根据预先设定的多种情况，例如3种事件紧急情况，先后发送不同的命令给WiFi模块7,第一CAN控制通信模块4,以及第二CAN控制通信模块5。接着这三个模块各自按照自己的传输方式，将信息发送给要传输的地方。第一CAN控制通信模块4，将信息发送给汽车仪表板进行报警6；WiFi模块7将信息通过无线网传输到智能手机APP报警9；第二CAN控制通信模块将信息发送给控制汽车驾驶的ECU控制单元8，该控制单元8收到信息后对汽车采取相应的行驶控制措施。通过以上操作可以通过发送警告信号到智能手机提醒驾驶人同时也可以让坐在车上的人来提醒驾驶人停车，如若在驾驶人身体异常情况下，根据事先在CPU中内置的程序设定了多种不同等级的紧急情况：(1)若驾驶人的心率为60—100次/分钟范围下且血压在70-130mmHg左右时，CPU不做任何反应；(2)若驾驶人的心率为100-160次/分钟范围下或者血压在130-200mmHg左右时，CPU就通过第一CAN控制通信模块4发出命令对驾驶人报警及通过WiFi模块7把报警信息发送到智能手机APP上，提醒谨慎驾驶；(3)若驾驶人的心率超过160次/分钟或者低于60次/分钟时或者血压超过200mmHg左右或者血压低于70mmHg时，CPU立即通过第二CAN控制通信模块5将命令信息传输给控制汽车驾驶的ECU单元8，ECU单元8将停止汽车行驶的命令通过汽车本身自带的CAN总线通信通道传输给汽车发动机，让它去马上控制和停止汽车行驶。
驾驶员启动汽车时，ECU集成单元可通过以下方式自动启动工作：当驾驶员将安全带上的安全带插扣插入汽车上的汽车安全带插孔中时，插孔中的传感器检测到该插入操作，将检测信号传输给控制汽车驾驶的ECU控制单元，ECU控制单元通过无线通信模块向ECU单元发出启动信号，ECU单元接收到该启动指令后，启动工作。
Claims (7)
1.一种汽车安全带，包括汽车安全带本体和ECU单元，其特征在于：
ECU单元可移动地安装在该汽车安全带本体上,当驾驶员启动汽车时，该ECU单元就开始工作；
ECU单元包括CPU，CAN控制通信模块，无线局域网模块，传感器采集模块，A/D转换模块；
传感器采集模块用于采集驾驶员的身体状况，并将采集到的身体状况信息传输到A/D转换模块；
A/D转换模块用于将接收到的身体状况信息转换为数字信号传输到CPU；
CAN控制通信模块包括第一CAN控制通信模块和第二CAN控制通信模块；
CPU用于根据接收到的数字信号决定采取进一步的措施，并将要采取措施的不同命令数据分别发送到无线局域网模块、第一CAN控制通信模块和第二CAN控制通信模块；
无线局域网模块将接收到的命令数据发送给移动终端；
第一CAN控制通信模块将接收到的命令数据发送到汽车仪表盘报警模块；
第二CAN控制通信模块将接收到的命令数据传输给汽车行驶控制单元，汽车行驶控制单元根据该命令数据对汽车行驶进行如下控制：
(1)若驾驶人的心率为60—100次/分钟范围下且血压在70-130mmHg左右时，控制单元不做任何反应；(2)若驾驶人的心率为100-160次/分钟范围下或者血压在130-200mmHg左右时，控制单元就通过第一CAN控制通信模块4发出命令对驾驶人报警及通过WiFi模块把报警信息发送到智能手机APP上，提醒谨慎驾驶；(3)若驾驶人的心率超过160次/分钟或者低于60次/分钟时或者血压超过200mmHg左右或者血压低于70mmHg时，控制单元立即通过第二CAN控制通信模块5将命令信息传输给控制汽车驾驶的ECU单元，ECU单元将停止汽车行驶的命令通过汽车本身自带的CAN总线通信通道传输给汽车发动机，让它去马上控制和停止汽车行驶。
2.根据权利要求1所述的汽车安全带，其特征在于：
所述CAN控制通信模块包括CAN控制器和CAN收发器。
3.根据权利要求1所述的汽车安全带，其特征在于：
传感器采集模块包括心率测试传感器和血压测试传感器。
4.一种利用汽车安全带进行检测的方法，其特征在于包括以下步骤：
调节ECU单元在汽车安全带本体上的位置，使之靠近驾驶员的心脏部位,当驾驶员启动汽车时，该ECU单元就开始工作；
ECU单元采集驾驶员的身体状况，并将采集到的身体状况信息传输到A/D转换模块；
A/D转换模块将接收到的身体状况信息转换为数字信号传输到CPU；
CPU根据接收到的数字信号决定采取进一步的措施，并将要采取措施的不同命令数据分别发送到无线局域网模块、第一CAN控制通信模块和第二CAN控制通信模块，所述措施包括：
(1)若驾驶人的心率为60—100次/分钟范围下且血压在70-130mmHg左右时，控制单元不做任何反应；(2)若驾驶人的心率为100-160次/分钟范围下或者血压在130-200mmHg左右时，控制单元就通过第一CAN控制通信模块4发出命令对驾驶人报警及通过WiFi模块把报警信息发送到智能手机APP上，提醒谨慎驾驶；(3)若驾驶人的心率超过160次/分钟或者低于60次/分钟时或者血压超过200mmHg左右或者血压低于70mmHg时，控制单元立即通过第二CAN控制通信模块5将命令信息传输给控制汽车驾驶的ECU单元，ECU单元将停止汽车行驶的命令通过汽车本身自带的CAN总线通信通道传输给汽车发动机，让它去马上控制和停止汽车行驶；
无线局域网模块将接收到的命令数据发送给移动终端；
第一CAN控制通信模块将接收到的命令数据发送到汽车仪表盘报警模块；
第二CAN控制通信模块将接收到的命令数据传输给汽车行驶控制单元；
汽车行驶控制单元根据该命令数据对汽车行驶进行控制。
5.根据权利要求4所述的利用汽车安全带进行检测的方法，其特征在于：
所述CAN控制通信模块包括CAN控制器和CAN收发器。
6.根据权利要求4所述的利用汽车安全带进行检测的方法，其特征在于：
ECU单元包括CPU，CAN控制通信模块，无线局域网模块，传感器采集模块，A/D转换模块；
传感器采集模块用于采集驾驶员的身体状况，并将采集到的身体状况信息传输到A/D转换模块。
7.根据权利要求6所述利用汽车安全带进行检测的方法，其特征在于：
所述传感器采集模块包括心率测试传感器和血压测试传感器。
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