CN105313822A - 一种灾害预警自动爆窗器系统装置 - Google Patents

一种灾害预警自动爆窗器系统装置 Download PDF

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王筱蓉
贲月亭
姜根柱
王继刚
章金鑫
高杰
王勋
唐文献
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/06—Safety nets, transparent sheets, curtains, or the like, e.g. between occupants and glass
    • B60R21/08—Safety nets, transparent sheets, curtains, or the like, e.g. between occupants and glass automatically movable from an inoperative to an operative position, e.g. in a collision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种灾害预警自动爆窗器系统装置，包括检测端和控制端，所述检测端包括第一单片机、第一无线模块、传感器模块和报警模块，所述传感器模块包含温度传感器和烟雾传感器，温度传感器和烟雾传感器检测到的结果传输到第一单片机内，第一单片机处理后的数据通过第一无线模块传送到控制端，第一单片机还与报警模块和稳压模块分别连接；所述控制端包含第二单片机、第二无线模块、继电器，第二无线模块接收第一无线模块传送的数据，将数据传输到第二单片机内，第二单片机与显示模块连接，第二单片机与继电器连接，继电器与爆窗器连接。当发生异常能够及时预警，并且能够自动启动爆窗器进行破窗，能够很好的帮助乘客们在危急时刻逃生。

Description

一种灾害预警自动爆窗器系统装置
技术领域
本发明涉及一种车内逃逸装置，具体涉及一种灾害预警自动爆窗器系统装置。
背景技术
近年来，公交客车火灾事件在一些城市频频发生，如2009年6月5日成都公交燃烧事件，造成27人死亡，74人受伤；2013年6·7厦门公交起火案，造成47人死亡，34人受伤；2014年7·5杭州公交车纵火案，造成32人受伤。由于车上起火时燃烧速度快，乘客们易拥挤混乱，疏散困难，不能够及时逃生，极易造成重大的人员伤亡和经济损失。
如今大部分客运车辆都配备安全锤，主要是利用救生锤圆锥形的尖端，当用锤砸玻璃时，使车玻璃在该点受到很大的外作用力而产生开裂。尽管这些普通安全锤经济好用，但是在发生火灾等危急时刻，乘客们极易慌乱，很难正确使用安全锤进行破窗逃生。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种灾害预警自动爆窗器系统装置，通过烟雾传感器和温度传感器检测车内的情况，当车内烟雾和温度超过安全阈值后，继电器控制爆窗器利用冲击力破坏车窗玻璃，达到逃生的目的。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种灾害预警自动爆窗器系统装置，包括检测端和控制端，所述检测端包括第一单片机、第一无线模块、传感器模块、报警模块和稳压模块，所述传感器模块包含分布于车内的温度传感器和烟雾传感器，温度传感器和烟雾传感器检测到的结果传输到第一单片机内，第一单片机处理后的数据通过第一无线模块传送到控制端，第一单片机还与报警模块和稳压模块分别连接；所述控制端包含第二单片机、第二无线模块、继电器，第二无线模块接收第一无线模块传送的数据，将数据传输到第二单片机内，第二单片机与显示模块连接，将数据通过显示模块显示出来，第二单片机与继电器连接，继电器与安装在车玻璃上的爆窗器连接。
作为优选，所述检测端还包括用于设定安全阈值的命令选择模块。
作为优选，所述报警模块包含蜂鸣器和警告灯。
在本发明中，各个检测端分布于汽车内部不同的监测点，实时检测着对应点的温度值和烟雾值，并与设定的温度报警值和烟雾报警值比较，若检测正常，则继续循环检测；若测得实际烟雾值或实际温度值接近设定值时，或仅一个检测端烟雾值超过预警值时，则发出一级报警，系统会发出一级报警信号；若测得实际烟雾值或温度值大于对应设定报警值，系统则发出二级报警，，并且进行延时，若规定时间内有人为中断报警系统，系统则将重新继续从头开始检测和判断，若没有人为中断报警系统，单片机将会启动爆窗器进行爆窗。
有益效果：本发明的灾害预警自动爆窗器系统装置，通过烟雾传感器和温度传感器检测车内的情况，当车内烟雾和温度超过安全阈值后，继电器控制爆窗器利用冲击力破坏车窗玻璃，达到逃生的目的，自动化程度高，避免危急时刻即使乘客慌乱，也不会无法逃生的情况；能够自动阀值设定，实时多点检测车内火灾信息，能够自身故障检测，充分保证检测端的正常工作。
附图说明
图1为本发明的模块框图。
图2为检测端、爆窗器及控制端车内安装布局示意图；
图3为检测端的电路图；
图4为控制端的电路图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明的一种灾害预警自动爆窗器系统装置，包括检测端1和控制端2，所述检测端1包括第一单片机101、第一无线模块102、传感器模块103、报警模块105和稳压模块106，所述传感器模块103包含分布于车内的温度传感器和烟雾传感器，温度传感器型号为DS18B20，烟雾传感器为MQ2烟雾传感器模块103，温度传感器和烟雾传感器将检测到车内的结果传输到第一单片机101内，第一单片机101将结果与安全阈值做比较，超过阈值，第一单片机101控制报警模块105报警，报警模块105可以为蜂鸣器或警告灯，第一单片机101处理后的数据通过第一无线模块102传送到控制端2，第一单片机101由稳压模块106提供稳定的电压；所述控制端2包含第二单片机201、第二无线模块202、继电器204，第二无线模块202接收第一无线模块102传送的数据，将数据传输到第二单片机201内，第二单片机与显示模块203连接，将数据通过显示模块203显示出来，第二单片机201与继电器连接，继电器与安装在车玻璃上的爆窗器连接。第二单片机201由稳压模块205提供电压。第一单片机101和第二单片机201型号为PIC16F877A，继电器204型号为SRD-05VDC-SL-C-5V，第一无线模块102和第二无线模块202采用NRF24L01无线模块。
在本发明中，检测端1还包括用于设定安全阈值的命令选择模块104，命令选择模块104包含按键控制和红外遥控控制，可通过按键调节烟雾传感器和温度传感器的安全阈值或者通过红外遥控调节安全阈值。按键控制包括4个按钮，为烟雾调节、温度调节、增加、减小四个功能。第一无线模块102与第一单片机101之间通过SPI通信方式传输数据，用于接收和发送第一单片机101传输过来的数据；第一单片机101用于执行命令选择电路选择的功能，且用于处理传感器模块103测得的实际值，并向控制端2发送报警信息。第二无线模块202与第二单片机201之间通过SPI串口通信方式传输数据，用于接收和发送第二单片机201传输过来的数据；第二单片机201用于处理第二无线模块202发送来报警信息。
第一无线模块102和第二无线模块202为工作于2.4GHz到2.5GHz之间ISM频段的NRF24L01，是一种新型单片射频收发器件。它内置频率合成器，自带功率放大器以及晶体振荡等模块，加上增强型ShockBurst融合进去的技术，可用程序来对输出功率和通信频道来配置。NRF24L01功耗低，﹣6dBm功率发射的工作电流仅9毫安；接收的情况下，工作电流仅12.3毫安，多种低功率工作模式使节能设计更加方便。可通过SPI方式与单片机进行数据传输。
为了方便不同气候环境以及车内不同监测点的具体情况，本发明中不仅具有按键和遥控进行安全阀值设定方式，还具有安全阀值自动设置功能，检测端1开机后，能够自动检测周围的环境从而进行安全阀值自动设定。自动设定阀值是系统开机后，检测端抓取前几分钟测得烟雾和温度的平均值，根据烟雾和温度平均值，自动设置一个合理的安全阀值。如当检测到烟雾平均值为30时，烟雾安全阀值自动设置为70；当检测到温度平均值34时，温度安全阀值被设定为74。此外，为了充分保证系统的正常工作，各个检测端1具有自动故障检测功能，若某一检测端1的传感器模块103、无线模块发送故障，控制端2能够自动发出对应检测端1故障报警，故障检测主要是通过在检测端与控制端之间的数据传输中，加入一组检测端自身各个模块工作状态字节数据，控制端通过读取此检测字节数据，可以判断具体检测端的具体模块是否工作正常。
爆窗器安装于车窗上部角落，启动后其冲击力足以击裂车窗；控制端2安装于司机旁边，便于司机控制；检测端1和爆窗器的安装主要根据汽车火灾燃烧规律及其他特殊情况进行合理布局。
控制端和检测端的电路图如图3和图4所示，检测端用于监测起火情况的烟雾模块得接入单片机的AD转换管脚，这样设计的目的是通过烟雾模块的模拟量信号变化从而测得烟雾的变化，并且通过检测模拟量信号，微小的变化也是可以检测出来的，从而提高了检测精度和灵敏度。而温度传感器则可以接入普通IO端口，因为温度传感器的温度信息是通过电平信号传送给单片机的。无线传输模块得接入单片机SPI串口通信，或者其余具有中断功能的串口，这样的目的是单片机收到无线传输过来的命令时，能够立即执行。控制端的中断爆窗器的按键得接入单片机的中断功能端口，为了便于立即能够响应中断信号。不使用的空管脚串上电阻，便于低功耗。控制端的中断爆窗器的按键得接入单片机的中断功能端口，为了便于立即能够响应中断信号。
本发明在使用时，检测端、爆窗器及控制端车内安装布局如图2所示，图中A为监测点，C为爆窗器安装点，当车内出现火灾时，温度传感器和烟雾传感器检测到的值超过安全阈值后，第一单片机101控制报警模块105报警，第一单片机101通过第一无线模块102将报警信息传送到第二单片机201中，第二单片机将报警信息通过显示模块203呈现在驾驶员的眼前，若设定时间内无人中断报警，第二单片机201将会启动爆窗器工作，若有人为中断报警，系统将解除报警。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种灾害预警自动爆窗器系统装置，其特征在于：包括检测端和控制端，所述检测端包括第一单片机、第一无线模块、传感器模块、报警模块和稳压模块，所述传感器模块包含分布于车内的温度传感器和烟雾传感器，温度传感器和烟雾传感器检测到的结果传输到第一单片机内，第一单片机处理后的数据通过第一无线模块传送到控制端，第一单片机还与报警模块和稳压模块分别连接；所述控制端包含第二单片机、第二无线模块、继电器，第二无线模块接收第一无线模块传送的数据，将数据传输到第二单片机内，第二单片机与显示模块连接，将数据通过显示模块显示出来，第二单片机与继电器连接，继电器与安装在车玻璃上的爆窗器连接。
2.根据权利要求1所述的灾害预警自动爆窗器系统装置，其特征在于：所述检测端还包括用于设定安全阈值的命令选择模块。
3.根据权利要求1所述的灾害预警自动爆窗器系统装置，其特征在于：所述报警模块包含蜂鸣器和警告灯。
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