CN108216027A - 乘客开门下车防撞预警系统 - Google Patents

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胡启国
陆伟
徐向阳
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Abstract

本发明提供的一种乘客开门下车防撞预警系统，包括用于检测当前车辆是否驻车的第一检测单元、用于检测车门把手处压力状态的压力检测单元、用于检测后方是否有车辆以及后方车辆车速的第二检测单元、中央处理单元、第一供电单元、第二供电单元以及预警单元；能够根据当前车辆的驻车状态准确检测当前车辆后方是否有车辆驶来，并能够准确评估后方车辆与当前车辆的距离以及车辆的车速，从而做出相应的预警处理，能够有效防止乘客在非安全状态下打开车门，确保乘客下车安全。

Description

乘客开门下车防撞预警系统
技术领域
本发明涉及一种安全系统，尤其涉及一种乘客开门下车防撞预警系统。
背景技术
每年因乘客下车开门不当而导致的交通事故正在呈上升趋势，而现在的汽车普遍没有一种提醒司机和乘客注意后方非机动车的装置，只能靠司机和乘客在下车前自觉观察后方是否有车辆靠近来降低事故的发生率。但大部分乘客缺乏这种安全意识，往往在汽车停稳后就迫切地打开车门准备下车。特别是在大雨天和大雾天以及道路拥挤的城市和街道，即使乘客有意识地看一下车后方的情况，但由于能见度低或是车况复杂，还是无法避免此类交通事故的发生。
现有技术中还没有一种有效的手段解决上述问题，目前类似的设备或者方案就是倒车防撞系统，倒车防撞系统通常是在汽车处于倒车状态时，通过安装在车后的测距传感器来检测后方障碍物和本车之间的距离，并且当测得的距离小于所设定的安全距离时，报警器就会向车内乘客报警，防止车辆撞上后方障碍物。而乘客准备下车时，驾驶员通常不会将档位切换至倒档位置，而且倒车防撞系统所设定的报警距离较小，通常在1.5米左右，若后方机动车速度较快，即使进行了预警，还是可能会撞上打开的车门。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种乘客开门下车防撞预警系统，能够根据当前车辆的驻车状态准确检测当前车辆后方是否有车辆驶来，并能够准确评估后方车辆与当前车辆的距离以及车辆的车速，从而做出相应的预警处理，能够有效防止乘客在非安全状态下打开车门，确保乘客下车安全。
本发明提供的一种乘客开门下车防撞预警系统，包括用于检测当前车辆是否驻车的第一检测单元、用于检测车门把手处压力状态的压力检测单元、用于检测后方是否有车辆以及后方车辆车速的第二检测单元、中央处理单元、第一供电单元、第二供电单元以及预警单元；
所述第一检测单元包括设置于当前车辆变速器输出轴的霍尔传感器、与所述霍尔传感器输出端连接的放大电路、与所述放大电路输出端连接的判断控制电路，所述判断控制电路的还与中央处理单元连接，所述判断控制电路控制第二检测单元的电源通断；
所述压力检测单元和第二检测单元的输出端均与中央处理电路连接，所述中央处理电路与预警单元的输入端连接，所述中央处理电路还与整车控制器连接；
所述第一供电单元的输入端与车载电源连接，用于向放大电路提供9V工作用电VC-9，所述第二供电单元的输入端与车载电源连接，用于向判断控制电路以及中央处理单元提供5V工作用电VC-5。
进一步，所述放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、可调电阻RW1、可调电阻RW2、可调电阻RW3、三极管Q1、三极管Q2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及二极管D1；
所述电阻R2的一端作为放大电路的输入端与霍尔传感器的输出端连接，电阻R2与霍尔传感器之间的公共连接点还通过电阻R1与可调电阻RW1的一端连接，可调电阻RW1的另一端接9V电源VC-9，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极通过电阻R4接地，三极管Q1的发射极通过电容C1接地，三极管Q1的集电极通过电阻R3接9V电源VC-9，三极管Q1的集电极通过电容与可调电阻RW3的一端连接，可调电阻RW3的另一端接地，可调电阻RW3的动触点通过电容C3连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极通过电阻R7接地，三极管Q2的发射极通过电容C4接地，三极管Q2的基极通过电阻R5和可调电阻RW2串联后接9V电源VC-9，三极管Q2的集电极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极作为放大电路的输出端，其中，二极管D1为整流二极管。
进一步，所述判断控制电路包括比较器U1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、可调电阻RW4、光耦G1、电阻R11、可控硅SCR1、三极管Q3、二极管D1以及继电器J1；
所述电阻R8的一端连接于二极管D1的负极，电阻R8的另一端与比较器U1的同相端连接，比较器U1的反相端通过电阻R9和可调电阻RW4串联后接电源VC-9，比较器U1的输出端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极接电源VC-5，光耦G1的集电极与电阻R1 1的一端连接，电阻R11的另一端与中央处理电源连接，所述电阻R10与光耦G1之间的公共连接点通过电阻R15与可控硅SCR1的控制端连接，可控硅SCR1的正极与车载电源连接，可控硅SCR1的负极通过继电器J1的绕组线圈接地，继电器J1的控制开关设置于第二检测单元的电源端与电源VC-9之间；可控硅SCR1的正极还与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与中央处理单元连接。
进一步，所述压力检测单元包括电阻R13、电阻R14以及应变片RT，所述应变片RT设置于车门把手处，所述应变片RT的一端与电源VC-5连接，另一端通过电阻R13接地，应变片RT和电阻R13之间的公共连接点通过电阻R14与中央处理单元连接。
进一步，所述预警单元包括电阻R12、三极管Q4以及蜂鸣器BU，所述蜂鸣器BU的电源正极与电源VC-5连接，所述蜂鸣器BU的电源负极与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R12与中央处理单元连接。
进一步，所述中央处理单元为STC89C52单片机。
进一步，所述第一供电单元为LM7809电源芯片。
进一步，所述第二供电单元为LM7805电源芯片。
进一步，所述第二检测单元包括超声波发射模块和超声波接收模块，所述超声波接收模块的输出端与中央处理单元连接。
本发明的有益效果：通过本发明，能够根据当前车辆的驻车状态准确检测当前车辆后方是否有车辆驶来，并能够准确评估后方车辆与当前车辆的距离以及车辆的车速，从而做出相应的预警处理，能够有效防止乘客在非安全状态下打开车门，确保乘客下车安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的系统结构图。
图2为本发明的放大电路原理图。
图3为本发明的判断控制电路原理图。
图4为本发明的压力检测单元电路原理图。
图5为本发明的预警单元电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种乘客开门下车防撞预警系统，包括用于检测当前车辆是否驻车的第一检测单元、用于检测车门把手处压力状态的压力检测单元、用于检测后方是否有车辆以及后方车辆车速的第二检测单元、中央处理单元、第一供电单元、第二供电单元以及预警单元；
所述第一检测单元包括设置于当前车辆变速器输出轴的霍尔传感器、与所述霍尔传感器输出端连接的放大电路、与所述放大电路输出端连接的判断控制电路，所述判断控制电路的还与中央处理单元连接，所述判断控制电路控制第二检测单元的电源通断；
所述压力检测单元和第二检测单元的输出端均与中央处理电路连接，所述中央处理电路与预警单元的输入端连接，所述中央处理电路还与整车控制器连接；
所述第一供电单元的输入端与车载电源连接，用于向放大电路提供9V工作用电VC-9，所述第二供电单元的输入端与车载电源连接，用于向判断控制电路以及中央处理单元提供5V工作用电VC-5；其中，第一供电单元采用LM7809电源芯片，第二供电单元采用LM7805电源芯片，中央处理单元采用STC89C52单片机，当然，也可以采用其他单片机实现，所述第二检测单元包括超声波发射模块和超声波接收模块，所述超声波接收模块的输出端与中央处理单元连接；中央处理单元控制超声波发射模块工作，其中，超声波发射模块基于MAX232的超声波发射电路，超声波接收电路基于CX20106的超声波接收电路，属于现有技术，在此不加以赘述；通过上述结构，能够根据当前车辆的驻车状态准确检测当前车辆后方是否有车辆驶来，并能够准确评估后方车辆与当前车辆的距离以及车辆的车速，从而做出相应的预警处理，能够有效防止乘客在非安全状态下打开车门，确保乘客下车安全。
本实施例中，所述放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、可调电阻RW1、可调电阻RW2、可调电阻RW3、三极管Q1、三极管Q2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及二极管D1；
所述电阻R2的一端作为放大电路的输入端与霍尔传感器的输出端连接，电阻R2与霍尔传感器之间的公共连接点还通过电阻R1与可调电阻RW1的一端连接，可调电阻RW1的另一端接9V电源VC-9，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极通过电阻R4接地，三极管Q1的发射极通过电容C1接地，三极管Q1的集电极通过电阻R3接9V电源VC-9，三极管Q1的集电极通过电容与可调电阻RW3的一端连接，可调电阻RW3的另一端接地，可调电阻RW3的动触点通过电容C3连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极通过电阻R7接地，三极管Q2的发射极通过电容C4接地，三极管Q2的基极通过电阻R5和可调电阻RW2串联后接9V电源VC-9，三极管Q2的集电极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极作为放大电路的输出端，其中，二极管D1为整流二极管，由于霍尔传感器(采用现有霍尔传感器)是基于电磁感应原理的，霍尔传感器检测的变速器输出轴的转速信号为交流信号，但是较弱，通过上述结构，能够实现对转速信号进行稳定的放大，利于后续处理控制，其中，可调电阻RW1和可调电阻RW2用于设定三极管的工作区，使三极管始终处于线性放大区域，并且两个三极管之间通过电容C2和可调电阻R3进行耦合，能够有效改善信号的稳定性。
本实施例中，所述判断控制电路包括比较器U1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、可调电阻RW4、光耦G1、电阻R11、可控硅SCR1、三极管Q3、二极管D1以及继电器J1；图3中，ULT表示第二检测单元；
所述电阻R8的一端连接于二极管D1的负极，电阻R8的另一端与比较器U1的同相端连接，比较器U1的反相端通过电阻R9和可调电阻RW4串联后接电源VC-9，比较器U1的输出端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极接电源VC-5，光耦G1的集电极与电阻R1 1的一端连接，电阻R11的另一端与中央处理电源连接，所述电阻R10与光耦G1之间的公共连接点通过电阻R15与可控硅SCR1的控制端连接，可控硅SCR1的正极与车载电源连接，可控硅SCR1的负极通过继电器J1的绕组线圈接地，继电器J1的控制开关设置于第二检测单元的电源端与电源VC-9之间；可控硅SCR1的正极还与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与中央处理单元连接，霍尔传感器检测转速信号随着转速的变化而变化，当车辆驻车时，变速器的转速较低，当放大电路输出的电压信号小于设定电压，则U1输出高电平，该高电平一方面触发可控硅SCR1导通，使得继电器得电，超声波发射模块和超声波接收模块得电被唤醒，而且此时光耦G1导通，中央处理单元被输入低电平信号，此时，中央处理电路控制超声波发射模块发射超声波，探测当前车辆后方或者侧后方是否有车辆驶来，如有，中央处理电路并通过如下方式确定后方或者侧后方车辆的距离以及车速：
S1.中央处理单元控制超声波发射模块工作，并记录超声波发射模块的发射时间和超声波接收模块接收到超声信号的接收时间，其中，超声波发射模块的发射时间以中央处理单元向超声波发射器发送控制命令为准，而超声波接收模块的接收时间以超声波接收模块向中央处理电路输入接收信号为准，虽然有一点偏差，但是由于电信号比超声信号传输速度快得多，因此，该偏差并不会造成实际影响；
S2.通过距离公式得到D1：D1＝V*T1/2计算，其中，D1为第一次测得本车与后方车辆的距离，V为超声波在空气中的传播速率，T1为第一次超声波来回本车与后方车辆的时间；
重复步骤S1得到D2：D2＝V*T2/2，其中，D2为第二次测得本车与后方车辆的距离，V为超声波在空气中的传播速率，T2为第二次超声波来回本车与后方车辆的时间，然后根据如下公式计算后方车辆的速度Vc：
Vc＝(D1-D2)/(T1-T2)。
当通过上述方法获得后方或侧后方有车辆并且距离小于安全距离以及车速较大，中央处理单元向整车控制发送车门锁定命令，不允许开车们，而且，压力检测单元还检测车门把手处是否有压力输入，如果有，则向中央处理单元输入压力检测信号，中央处理单元接收后通过预警单元进行报警，如果后方处于安全状态，即后方测量距离较远(即安全距离以外)而且车速较慢(在设定下车时间内不会对本车造成危险)，中央处理电路即使接收到压力信号，同样不会报警，也不会锁定车门；当乘客安全下车后，车辆重新启动，则转速信号电压大于设定电压，此时，比较器U1输出低电平，中央处理单元的控制输入端重新恢复到高电平，此时，中央处理单元控制三极管Q3导通，使得可控硅SCR1截止，从而超声波发射模块和超声波接收模块重新失电。
本实施例中，所述压力检测单元包括电阻R13、电阻R14以及应变片RT，所述应变片RT设置于车门把手处，所述应变片RT的一端与电源VC-5连接，另一端通过电阻R13接地，应变片RT和电阻R13之间的公共连接点通过电阻R14与中央处理单元连接，通过这种结构，能够检测乘客的欲下车行为，当车辆在正常形式或者在安全条件下，压力检测单元即使有信号输出，中央处理单元不予以处理。
本实施例中，所述预警单元包括电阻R12、三极管Q4以及蜂鸣器BU，所述蜂鸣器BU的电源正极与电源VC-5连接，所述蜂鸣器BU的电源负极与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R12与中央处理单元连接，通过这种结构，能够利于进行及时报警，当然，蜂鸣器可以通过语音提示器替代。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：包括用于检测当前车辆是否驻车的第一检测单元、用于检测车门把手处压力状态的压力检测单元、用于检测后方是否有车辆以及后方车辆车速的第二检测单元、中央处理单元、第一供电单元、第二供电单元以及预警单元；
所述第一检测单元包括设置于当前车辆变速器输出轴的霍尔传感器、与所述霍尔传感器输出端连接的放大电路、与所述放大电路输出端连接的判断控制电路，所述判断控制电路的还与中央处理单元连接，所述判断控制电路控制第二检测单元的电源通断；
所述压力检测单元和第二检测单元的输出端均与中央处理电路连接，所述中央处理电路与预警单元的输入端连接，所述中央处理电路还与整车控制器连接；
所述第一供电单元的输入端与车载电源连接，用于向放大电路提供9V工作用电VC-9，所述第二供电单元的输入端与车载电源连接，用于向判断控制电路以及中央处理单元提供5V工作用电VC-5。
2.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、可调电阻RW1、可调电阻RW2、可调电阻RW3、三极管Q1、三极管Q2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及二极管D1；
所述电阻R2的一端作为放大电路的输入端与霍尔传感器的输出端连接，电阻R2与霍尔传感器之间的公共连接点还通过电阻R1与可调电阻RW1的一端连接，可调电阻RW1的另一端接9V电源VC-9，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极通过电阻R4接地，三极管Q1的发射极通过电容C1接地，三极管Q1的集电极通过电阻R3接9V电源VC-9，三极管Q1的集电极通过电容与可调电阻RW3的一端连接，可调电阻RW3的另一端接地，可调电阻RW3的动触点通过电容C3连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极通过电阻R7接地，三极管Q2的发射极通过电容C4接地，三极管Q2的基极通过电阻R5和可调电阻RW2串联后接9V电源VC-9，三极管Q2的集电极与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极作为放大电路的输出端，其中，二极管D1为整流二极管。
3.根据权利要求2所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述判断控制电路包括比较器U1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、可调电阻RW4、光耦G1、电阻R11、可控硅SCR1、三极管Q3、二极管D1以及继电器J1；
所述电阻R8的一端连接于二极管D1的负极，电阻R8的另一端与比较器U1的同相端连接，比较器U1的反相端通过电阻R9和可调电阻RW4串联后接电源VC-9，比较器U1的输出端与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与光耦G1的发光二极管的正极连接，光耦G1的发光二极管的负极接地，光耦G1的光敏三极管的集电极接电源VC-5，光耦G1的集电极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与中央处理电源连接，所述电阻R10与光耦G1之间的公共连接点通过电阻R15与可控硅SCR1的控制端连接，可控硅SCR1的正极与车载电源连接，可控硅SCR1的负极通过继电器J1的绕组线圈接地，继电器J1的控制开关设置于第二检测单元的电源端与电源VC-9之间；可控硅SCR1的正极还与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与中央处理单元连接。
4.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述压力检测单元包括电阻R13、电阻R14以及应变片RT，所述应变片RT设置于车门把手处，所述应变片RT的一端与电源VC-5连接，另一端通过电阻R13接地，应变片RT和电阻R13之间的公共连接点通过电阻R14与中央处理单元连接。
5.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述预警单元包括电阻R12、三极管Q4以及蜂鸣器BU，所述蜂鸣器BU的电源正极与电源VC-5连接，所述蜂鸣器BU的电源负极与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R12与中央处理单元连接。
6.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述中央处理单元为STC89C52单片机。
7.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述第一供电单元为LM7809电源芯片。
8.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述第二供电单元为LM7805电源芯片。
9.根据权利要求1所述乘客开门下车防撞预警系统，其特征在于：所述第二检测单元包括超声波发射模块和超声波接收模块，所述超声波接收模块的输出端与中央处理单元连接。
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