CN108482296A - 一种汽车安全气囊故障分级预警系统及预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车安全气囊故障分级预警系统及预警方法，所述系统由传感器阵列、微控制器、GPS定位模块、GSM无线通信模块、语音提示模块和电源模块组成。微控制器作为处理核心单元，采集传感器阵列和安全气囊自带传感器信号，并采用模糊神经网络算法进行碰撞速度、碰撞加速度、安全气囊自带传感器的数值、温度、湿度等数据分析处理，能够准确地对安全气囊状况进行监测并能对故障进行判断并分级，将汽车安全气囊故障状况预警分为L1~L4四个不同等级，系统根据不同故障等级采取不同预警方式，在L4等级时将碰撞信息及时地反馈给车主关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、交通部门和救援部门等，从而降低交通事故发生率，提高汽车行驶安全。

Description

一种汽车安全气囊故障分级预警系统及预警方法
技术领域
本发明涉及汽车及通信技术领域，更具体的说是涉及一种汽车安全气囊故障分级预警系统和方法。
背景技术
随着我国社会阶级以及交通运输业的迅速发展，越来越多的家庭拥有自己了私家车。与此同时，交通事故的数量也在逐年攀升。由此可见，行车安全的重要性。
目前，我们最重要的安全设施是安全带与安全气囊。但是，频频有安全气囊出现故障而没有起到真正保护作用的事件发生。2017年1月18日，英国媒体Autocar报道，许多著名汽车厂商因为某公司生产的全气囊存隐患而进行全球性紧急召回车辆达到接近1亿辆。安全气囊自带传感器或者部件出现故障失效；汽车碰撞发生达到安全气囊响应阈值，而安全气囊并没有响应；安全气囊在高温高湿度环境下时间过长很可能失效甚至爆炸。存在这样安全隐患的安全气囊在全球汽车市场上数量很大。为了降低因为安全气囊故障而导致的交通事故，安全气囊故障分级预警系统能够增强汽车行驶安全保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车安全气囊故障分级预警系统及预警方法，以实现对汽车安全气囊故障程度进行判断和评估，并进行分级预警，语音提示驾驶员并建议采取措施，从而降低因为安全气囊故障而引发的交通事故的发生率。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种汽车安全气囊故障分级预警系统，其特征在于包括:传感器阵列、微控制器、GPS定位模块、GSM无线通信模块、语音提示模块和电源模块；所述微控制器作为处理核心单元，采集传感器阵列和安全气囊自带传感器输出信号，并进行分析处理；所述传感器阵列、触摸屏、电源模块、GPS定位模块、GSM无线通信模块的输出端与微处理器的输入端连接；所述触摸屏、GSM无线通信模块、语音提示模块输入端与微处理器的输出端连接；所述GSM无线通信模块在汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出时，向用户关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门发送碰撞信息；所述触摸屏用于人机交互，包括安全气囊故障状况、汽车碰撞强度、用户自定义信息输入和显示；所述语音提示模块为驾驶员现场语音提示安全气囊故障分级状况及其解决措施；所述电源模块为汽车安全气囊故障分级预警系统提供动力来源。
所述传感器阵列采用16个传感器，1个温度传感器和1个湿度传感器安装在安全气囊与汽车部件连接处；14个振动传感器，分别安装在汽车的四周车身上，具体为车顶安装2个、车底部安装4个、两侧4个车门各安装1个、车头部安装2个、车尾部安装2个。
所述的触摸屏，用于人机交互，包括汽车安全气囊故障信息、传感器信息、碰撞信息、用户自定义车辆信息和车主信息，以及相关部门联系方式等信息的输入和显示。
所述的电源模块采用便携式锂电池，电池容量：≥3000mAh，内阻≤30mΩ，1000次循环后放电容量≥85％容量，电压标准3.7V，充满4.20V±0.05V，放电终止电压2.75V。
一种汽车安全气囊故障分级预警方法，其特征在于具体包括以下过程：所述的微控制器采集所述的传感器阵列和安全气囊自带传感器输出信号，并采用模糊神经网络算法进行振动频率、振动位移、振动速度、振动加速度、温度、湿度等数据分析处理，将安全气囊故障分级预警程度分为L1～L4四个不同等级：L1等级为低，安全气囊自带传感器数值不显示或者安全气囊线路断路，系统语音提示驾驶员减速行驶，去汽车维修店维修安全气囊；L2等级为中，此时安全气囊处于高温高湿度环境下时间过长影响安全气囊气体发生剂化学性质，系统语音提示驾驶员减速行驶，去汽车维修店维修或更换安全气囊；L3等级为高，汽车无碰撞时安全气囊自带传感器数值不稳定，异常高或者异常低，系统自动切断安全气囊与电源的电路和执行机构连接，并且语音提示驾驶员立即减速行驶并停车，让汽车维修人员到停车地点维修或更换安全气囊；L4等级为很高，汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出，系统立即开启汽车蜂鸣器和汽车紧急制动大灯，同时GSM无线通信模块将碰撞强度、发生地点、时间、车型、车牌号码、车主姓名、性别、年龄、联系电话等信息发送给车主关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门。
本发明具有有益效果。
(1)本发明采用模糊神经网络算法对布置在汽车车身的传感器阵列和安全气囊自带传感器信号进行分析处理，当安全气囊出现故障存在安全隐患时语音提示驾驶员注意采取措施。该算法处理速度快，效率高，精度高。尤其在汽车无碰撞而安全气囊由于故障随时可能响应时，能够让驾驶员及乘客及时知晓安全气囊状况并采取措施。当已经发生比较严重碰撞而安全气囊并不响应的紧急情况时，GSM无线通信模块在汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出时，向用户关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门发送碰撞信息。这些信息对于安全气囊生产厂家、汽车生产厂家尤为重要，便于他们分析导致故障的根本原因并采取措施，优化安全气囊设计，提高安全气囊可靠性，更好地增强汽车行驶安全保障。
(2)本发明通过对安全气囊的不同故障情况进行分级预警，根据故障的不同等级采取相应措施，可以较好地降低因为安全气囊故障而导致交通事故，提高汽车行驶安全。
附图说明
图1是汽车安全气囊故障分级预警系统结构示意框图。
图2是传感器阵列安装示意图。
图3是微控制器程序流程图。
图中：1.传感器阵列、2.电源模块、3.触摸屏、4.语音提示模块、5.GPS定位模块、6.GSM无线通信模块、7.微控制器、8.车主关联手机、9.安全气囊生产厂家、10.汽车生产厂家、11.指定的汽车维修店、12.交通部门、13.汽车保险公司、14.救援部门、15.传感器阵列、16.安全气囊。
具体实施方式
本发明所述的一种汽车安全气囊故障分级预警系统和方法，特征在于：
如图1所示，一种汽车安全气囊故障分级预警系统，包括传感器阵列、微控制器、GPS定位模块、GSM无线通信模块、语音提示模块和电源模块。所述微控制器作为处理核心单元，采集传感器阵列传感器阵列和安全气囊自带传感器输出信号，并进行分析处理。所述微控制器作为处理核心单元，采集传感器输出信号，并进行分析处理。所述的GSM无线通信模块在汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出时，向用户关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门发送碰撞信息。所述触摸屏用于人机交互，包括安全气囊故障状况、汽车碰撞强度、用户自定义信息输入和显示；所述语音提示模块为驾驶员现场语音提示安全气囊故障分级状况及其解决措施；所述电源模块为汽车安全气囊故障分级预警系统提供动力来源。
所述的触摸屏，用于人机交互，包括汽车安全气囊故障信息、传感器信息、碰撞信息、用户自定义车辆信息和车主信息，以及相关部门联系方式等信息的输入和显示。
所述的电源模块采用LG 18650锂电池，电池容量为3000mAh，内阻为30mΩ，1000次循环后放电容量为85％容量，电压标准3.7V，充满4.20V，放电终止电压2.75V。
如图2所示，所述的传感器阵列采用16个传感器。1个温度传感器和1个湿度传感器安装在安全气囊与汽车部件连接处；14个振动传感器，分别安装在汽车的四周车身上，其中车顶安装2个，车底部安装4个，两侧4个车门各安装1个，车头部安装2个，车尾部安装2个。
如图3所示，所述的安全气囊故障分级预警方法为，所述的微控制器MCUSTC12C2052AD采集所述的传感器阵列和安全气囊自带传感器输出信号，并采用模糊神经网络算法进行振动频率、振动位移、振动速度、振动加速度、温度、湿度等数据分析处理，将安全气囊故障分级预警程度分为L1～L4四个不同等级：L1等级为低，安全气囊自带传感器数值不显示或者安全气囊线路断路，系统语音提示驾驶员减速行驶，去汽车维修店维修安全气囊；L2等级为中，此时安全气囊处于高温高湿度环境下时间过长影响安全气囊气体发生剂化学性质，系统语音提示驾驶员减速行驶，去汽车维修店维修或更换安全气囊；L3等级为高，汽车无碰撞时安全气囊自带传感器数值不稳定，异常高或者异常低，系统自动切断安全气囊与电源的电路和执行机构连接，并且语音提示驾驶员立即减速行驶并停车，让汽车维修人员到停车地点维修或更换安全气囊；L4等级为很高，汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出，系统立即开启汽车蜂鸣器和汽车紧急制动大灯，同时GSM无线通信模块将碰撞强度、发生地点、时间、车型、车牌号码、车主姓名、性别、年龄、联系电话等信息发送给车主关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门。

Claims (5)

1.一种汽车安全气囊故障分级预警系统，其特征在于包括:传感器阵列、微控制器、GPS定位模块、GSM无线通信模块、语音提示模块和电源模块；所述微控制器作为处理核心单元，采集传感器阵列和安全气囊自带传感器输出信号，并进行分析处理；所述传感器阵列、触摸屏、电源模块、GPS定位模块、GSM无线通信模块的输出端与微处理器的输入端连接；所述触摸屏、GSM无线通信模块、语音提示模块输入端与微处理器的输出端连接；所述GSM无线通信模块在汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出时，向用户关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门发送碰撞信息；所述触摸屏用于人机交互，包括安全气囊故障状况、汽车碰撞强度、用户自定义信息输入和显示；所述语音提示模块为驾驶员现场语音提示安全气囊故障分级状况及其解决措施；所述电源模块为汽车安全气囊故障分级预警系统提供动力来源。
2.根据权利要求1中所述的一种汽车安全气囊故障分级预警系统，其特征在于：所述传感器阵列采用16个传感器，1个温度传感器和1个湿度传感器安装在安全气囊与汽车部件连接处；14个振动传感器，分别安装在汽车的四周车身上，具体为车顶安装2个、车底部安装4个、两侧4个车门各安装1个、车头部安装2个、车尾部安装2个。
3.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊故障分级预警系统，其特征在于：所述的触摸屏，用于人机交互，包括汽车安全气囊故障信息、传感器信息、碰撞信息、用户自定义车辆信息和车主信息，以及相关部门联系方式等信息的输入和显示。
4.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊预警系统，其特征在于：所述的电源模块采用便携式锂电池，电池容量：≥3000mAh，内阻≤30mΩ，1000次循环后放电容量≥85％容量，电压标准3.7V，充满4.20V±0.05V，放电终止电压2.75V。
5.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊故障分级预警系统的预警方法，其特征在于具体包括以下过程：所述的微控制器采集所述的传感器阵列和安全气囊自带传感器输出信号，并采用模糊神经网络算法进行振动频率、振动位移、振动速度、振动加速度、温度、湿度等数据分析处理，将安全气囊故障分级预警程度分为L1～L4四个不同等级：L1等级为低，安全气囊自带传感器数值不显示或者安全气囊线路断路，系统语音提示驾驶员减速行驶，去汽车维修店维修安全气囊；L2等级为中，此时安全气囊处于高温高湿度环境下时间过长影响安全气囊气体发生剂化学性质，系统语音提示驾驶员减速行驶，去汽车维修店维修或更换安全气囊；L3等级为高，汽车无碰撞时安全气囊自带传感器数值不稳定，异常高或者异常低，系统自动切断安全气囊与电源的电路和执行机构连接，并且语音提示驾驶员立即减速行驶并停车，让汽车维修人员到停车地点维修或更换安全气囊；L4等级为很高，汽车发生碰撞超过安全气囊启动阈值而安全气囊并未启动弹出，系统立即开启汽车蜂鸣器和汽车紧急制动大灯，同时GSM无线通信模块将碰撞强度、发生地点、时间、车型、车牌号码、车主姓名、性别、年龄、联系电话等信息发送给车主关联手机、安全气囊生产厂家、汽车生产厂家、指定的汽车维修店、交通部门、汽车保险公司和救援部门。
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