CN113581118A - 落水汽车应急自救系统 - Google Patents

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CN113581118A CN202110886444.XA CN202110886444A CN113581118A CN 113581118 A CN113581118 A CN 113581118A CN 202110886444 A CN202110886444 A CN 202110886444A CN 113581118 A CN113581118 A CN 113581118A
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Abstract

本发明涉及应急系统技术领域，具体涉及落水汽车应急自救系统；包括控制单元、传感器模块、逃生报警系统、定位和报警系统、汽车矫正系统、汽车浮起系统和车内供气系统；本发明，在落水时，首先通过使用传感器模块获取水压信号与液位信号，并将水压与水位信号发送至控制单元，控制单元接收到信号一定时间内，等待终端信号，当收到中断信号时，不发送控制指令，如果没有接收到中断信号则通过控制单元发送警告指令至逃生报警系统，对环境外部进行报警工作，为车内被困人员提供信息的同时，可以向外界发送求救信息，同时发送报警指令至定位和报警系统，进行向外接发送求救信号并实时发送自身定位。

Description

落水汽车应急自救系统
技术领域
本发明涉及应急系统技术领域，具体涉及落水汽车应急自救系统。
背景技术
应急系统是泛指整个系统，包括各种应急资源应急信息等，而应急预案则是组成部分之一，是为了预防假想风险发生预先编制的应对措施、紧急状态下人员分配等，应急系统具有效率高，急救系统多安装在不同的环境之中，如汽车中。
在中国专利申请号为CN201910074611.3的专利文件中公开了《一种汽车落水自救装置》，上述专利文件所提到的利用液压传感器检测到脱离水面后自动破窗的做法，水下破窗或脱落车门为乘客提供逃生通道，如果乘客不会游泳仍然会很危险，被困人员仍无法进行安全的逃生工作。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供落水汽车应急自救系统，本发明，在落水时，首先通过使用传感器模块获取水压信号与液位信号，并将水压与水位信号发送至控制单元，通过控制单元转换信号并发送警告指令至逃生报警系统，对环境外部进行报警工作，为车内被困人员提供信息的同时，可以向外界发送求救信息，同时发送报警指令至定位和报警系统，进行向外接发送求救信号并实时发送自身定位，为第三方救援提供了精准的定位信息，大大减轻了救援难度，增加了被困人员的生存概率，在发送报警指令的同时发送控制指令至汽车矫正系统，实现改变汽车在水中的受力情况，使得汽车不断自主调整姿态，最终恢复至正常姿态，在调整至正常姿态后，发送控制指令至汽车浮起系统，通过产生大量气体，实现车体落入水中时能够及时将车体浮起的工作，在车体浮起至水面外部时，发送控制信号至车内供气系统，打开车内天窗，为车内被困人员提供足以支撑的空气来等待第三方救援或让其自救的工作。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
落水汽车应急自救系统，包括：
控制单元，所述控制单元用于对自救系统下达控制指令，所述控制单元还用于控制自救系统的电力输出；
传感器模块，所述传感器模块用于对环境状态进行检测，并将检测结果发送至控制单元，所述传感器模块与控制单元电性连接；
逃生报警系统，所述逃生报警系统用于接收控制单元发送的指令，并发送警报信息，所述逃生报警系统与控制单元电性连接；
定位和报警系统，所述定位和报警系统用于接收控制单元发送的指令，并发送求救信息；
汽车矫正系统，所述汽车矫正系统用于接收控制单元发送的指令，所述汽车矫正系统还用于调整汽车落水状态，所述汽车矫正系统与控制单元电性连接；
汽车浮起系统，所述汽车浮起系统用于接收控制单元发送的指令，所述汽车浮起系统对汽车起到浮起工作，所述汽车浮起系统与控制单元电性连接；
车内供气系统，所述车内供气系统用于接收控制单元发送的指令，所述车内供气系统还用于打开车内天窗，所述车内供气系统与控制单元电性连接。
本发明进一步设置为：所述定位和报警系统还用于发送定位信息，所述定位和报警系统与控制单元电性连接。
本发明进一步设置为：所述控制单元包括单片机、系统中断开关和A/D转换器，其中：
所述单片机用于接收传感器模块的信息，所述单片机还用于发送控制指令至逃生报警系统、定位和报警系统、汽车矫正系统、汽车浮起系统和车内供气系统，所述单片机与传感器模块、逃生报警系统、定位和报警系统、汽车矫正系统、汽车浮起系统和车内供气系统均电性连接；
所述系统中断开关用于控制系统电路闭合；
所述A/D转换器用于接收单片机发送的水压电压值，所述A/D转换器还用于将水压电压值转换为数字信号，并发送至单片机，所述A/D转换器与单片机电性连接。
本发明进一步设置为：所述传感器模块包括液位传感器和水压传感器，其中：
所述液位传感器用于收集液位数据并发送至控制单元，所述液位传感器与控制单元电性连接；
所述水压传感器用于收集水压数据并发送至控制单元，所述水压传感器与控制单元电性连接。
本发明进一步设置为：所述逃生报警系统包括救护灯和蜂鸣器，其中：
所述救护灯用于发出光亮产生警报信号，所述救护灯还用于接收控制单元发送的控制指令，所述救护灯与控制单元电性连接；
所述蜂鸣器用于发出声音产生警报信号，所述蜂鸣器还用于接收控制单元发送的控制指令，所述蜂鸣器与控制单元电性连接。
本发明进一步设置为：所述定位和报警系统包括双模定位系统和GSM系统，其中：
所述双模定位系统用于发送位置信号；
所述GSM系统用于发送无线求救信号。
本发明进一步设置为：所述汽车矫正系统包括球形气囊和气体生成装置，其中：
所述球形气囊用于产生浮力，并对汽车进行矫正工作；
所述气体生成装置用于产生气体，并传输至球形气囊内部，所述气体生成装置与球形气囊连通，所述气体生成装置还用于接收控制单元发送的控制指令，所述气体生成装置与控制单元电性连接。
本发明进一步设置为：所述汽车浮起系统包括气体补充系统和气袋系统，其中：
所述气体补充系统用于产生大量气体，所述气体补充系统还用于接收控制单元发送的控制指令，所述气体补充系统与控制单元电性连接；
所述气袋系统用于接收气体补充系统产生的气体，所述气袋系统还用于带动汽车浮起。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明，在落水时，首先通过使用传感器模块获取水压信号与液位信号，并将水压与水位信号发送至控制单元，控制单元接收到信号一定时间内，等待终端信号，当收到中断信号时，不发送控制指令，如果没有接收到中断信号则通过控制单元发送警告指令至逃生报警系统，对环境外部进行报警工作，为车内被困人员提供信息的同时，可以向外界发送求救信息，同时发送报警指令至定位和报警系统，进行向外接发送求救信号并实时发送自身定位，为第三方救援提供了精准的定位信息，大大减轻了救援难度，增加了被困人员的生存概率，在发送报警指令的同时发送控制指令至汽车矫正系统，实现改变汽车在水中的受力情况，使得汽车不断自主调整姿态，最终恢复至正常姿态，在调整至正常姿态后，发送控制指令至汽车浮起系统，通过产生大量气体，实现车体落入水中时能够及时将车体浮起的工作，在车体浮起至水面外部时，汽车顶部设置的水压传感器和液位传感器发送几乎为零的电信号至控制单元时，控制单元发送控制信号至车内供气系统，打开车内天窗，为车内被困人员提供足以支撑的空气来等待第三方救援或让其自救的工作。
附图说明
图1为落水汽车应急自救系统的系统图；
图2为落水汽车应急自救系统中控制单元内部的系统图；
图3为落水汽车应急自救系统中传感器模块内部的系统图；
图4为落水汽车应急自救系统中逃生报警系统内部的系统图；
图5为落水汽车应急自救系统中定位和报警系统内部的系统图；
图6为落水汽车应急自救系统中汽车矫正系统内部的系统图；
图7为落水汽车应急自救系统中汽车浮起系统内部的系统图。
图中：1、控制单元；101、单片机；102、系统中断开关；103、A/D转换器；2、传感器模块；201、液位传感器；202、水压传感器；3、逃生报警系统；301、救护灯；302、蜂鸣器；4、定位和报警系统；401、双模定位系统；402、GSM系统；5、汽车矫正系统；501、球形气囊；502、气体生成装置；6、汽车浮起系统；601、气体补充系统；602、气袋系统；7、车内供气系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
请参照图1-7所示，落水汽车应急自救系统，包括：
控制单元1，控制单元1用于对自救系统下达控制指令，控制单元1还用于控制自救系统的电力输出；
传感器模块2，传感器模块2用于对环境状态进行检测，并将检测结果发送至控制单元1，传感器模块2与控制单元1电性连接；
逃生报警系统3，逃生报警系统3用于接收控制单元1发送的指令，并发送警报信息，逃生报警系统3与控制单元1电性连接；
定位和报警系统4，定位和报警系统4用于接收控制单元1发送的指令，并发送求救信息，定位和报警系统4还用于发送定位信息，定位和报警系统4与控制单元1电性连接；
汽车矫正系统5，汽车矫正系统5用于接收控制单元1发送的指令，汽车矫正系统5还用于调整汽车落水状态，汽车矫正系统5与控制单元1电性连接；
汽车浮起系统6，汽车浮起系统6用于接收控制单元1发送的指令，汽车浮起系统6对汽车起到浮起工作，汽车浮起系统6与控制单元1电性连接；
车内供气系统7，车内供气系统7用于接收控制单元1发送的指令，车内供气系统7还用于打开车内天窗，车内供气系统7与控制单元1电性连接。
本发明在落水时，首先通过使用传感器模块2获取水压信号与液位信号，并将水压与水位信号发送至控制单元1，通过控制单元1转换信号并发送警告指令至逃生报警系统3，对环境外部进行报警工作，为车内被困人员提供信息的同时，可以向外界发送求救信息，在一定时间内为系统电力未终端的情况下，发送报警指令至定位和报警系统4，进行向外接发送求救信号并实时发送自身定位，为第三方救援提供了精准的定位信息，大大减轻了救援难度，增加了被困人员的生存概率，在发送报警指令的同时发送控制指令至汽车矫正系统5，实现改变汽车在水中的受力情况，使得汽车不断自主调整姿态，最终恢复至正常姿态，在调整至正常姿态后，发送控制指令至汽车浮起系统6，通过产生大量浮力，实现车体落入水中时能够及时将车体浮起的工作，在车体浮起至水面外部时，发送控制信号至车内供气系统7，打开车内天窗，为车内被困人员提供足以支撑的空气来等待第三方救援或让其进行自救的工作。
控制单元1包括单片机101、系统中断开关102和A/D转换器103，其中：
单片机101用于接收传感器模块2的信息，单片机101还用于发送控制指令至逃生报警系统3、定位和报警系统4、汽车矫正系统5、汽车浮起系统6和车内供气系统7，单片机101与传感器模块2、逃生报警系统3、定位和报警系统4、汽车矫正系统5、汽车浮起系统6和车内供气系统7均电性连接；
系统中断开关102用于控制系统电路闭合；
A/D转换器103用于接收单片机101发送的水压电压值，A/D转换器103还用于将水压电压值转换为数字信号，并发送至单片机101，A/D转换器103与单片机101电性连接。
本发明通过使用单片机101接收传感器模块2发送的电信号发送至A/D转换器103将电信号转换为数字信号，并将数字信号发送至单片机101，通过对数字信号进行识别处理，发送相应的警告指令至逃生报警系统3，发送报警指令至定位和报警系统4，发送控制指令至汽车矫正系统5和汽车浮起系统6，同时在受到部分传感器发送的水压水位信号为近乎为零的改变时，发送控制指令至车内供气系统7，通过使用系统中断开关102，在单片机101发送控制指令之前，通过使用系统中断开关102，发送中断指令，可以中断系统电路，使得系统无法启动，避免系统误判进行工作。
传感器模块2包括液位传感器201和水压传感器202，其中：
液位传感器201用于收集液位数据并发送至控制单元1，液位传感器201与控制单元1电性连接；
水压传感器202用于收集水压数据并发送至控制单元1，水压传感器202与控制单元1电性连接。
本发明中，传感器模块2由多个液位传感器201和多个水压传感器202构成，在车辆顶部和底部的前后左右以及中心位置分别安装五个水压传感器202，在这些传感器中有超过四个传感器感知到水压信号，控制单元1才会启动系统，避免传感器故障而引起系统失灵所造成的落水汽车的被困人员的伤亡，进而提高传感器的精准度。
逃生报警系统3包括救护灯301和蜂鸣器302，其中：
救护灯301用于发出光亮产生警报信号，救护灯301还用于接收控制单元1发送的控制指令，救护灯301与控制单元1电性连接；
蜂鸣器302用于发出声音产生警报信号，蜂鸣器302还用于接收控制单元1发送的控制指令，蜂鸣器302与控制单元1电性连接。
本发明在使用时，当接收到警告指令时，点亮救护灯301、开启蜂鸣器302向外界发出求救信号，该系统不仅可以为车内被困人员提供信息，也可以向外界求救，从而提高了被困人员的生还概率。
定位和报警系统4包括双模定位系统401和GSM系统402，其中：
双模定位系统401用于发送位置信号；
GSM系统402用于发送无线求救信号。
本发明在使用时，在接收到报警指令时，定位和报警系统4先通过GPS+北斗双模定位系统401进行精准定位，再通过GSM系统402将求救信息发送至外界，为第三方救援提供了精准的定位信息，大大减轻了救援难度，增加了被困人员的生存概率。
汽车矫正系统5包括球形气囊501和气体生成装置502，其中：
球形气囊501用于产生浮力，并对汽车进行矫正工作；
气体生成装置502用于产生气体，并传输至球形气囊501内部，气体生成装置502与球形气囊501连通，气体生成装置502还用于接收控制单元1发送的控制指令，气体生成装置502与控制单元1电性连接。
本发明在使用时，当接收到控制指令时，启动气体生成装置502，点火激发装置中的叠氮化袭钠型发生剂，产生大量的气体并传输至汽车顶部固定安装的球形气囊501中，使汽车处于下轻上重的状态，再经过气囊的浮力，改变汽车在水中的受力情况，使得汽车不断自主调整姿态，最终恢复至正常姿态。
汽车浮起系统6包括气体补充系统601和气袋系统602，其中：
气体补充系统601用于产生大量气体，气体补充系统601还用于接收控制单元1发送的控制指令，气体补充系统601与控制单元1电性连接；
气袋系统602用于接收气体补充系统601产生的气体，气袋系统602还用于带动汽车浮起。
本发明在使用时，当受到控制指令时，启动气体补充系统601，点火激发系统中的叠氮化袭钠型发生剂，叠氮化袭钠型发生剂由叠氮化钠、高氯酸钾、三氧化铁二铁和二氧化硅通过75:20:5:5比例混合制成，在激发后产生大量无毒无害的气体，并传输至气袋系统602内部，来充满漂浮气袋，以达到打开气囊、实现车体落入水中能够及时将车体浮起的目的。
本发明落水时，分别安装在落水汽车底部和顶部的水压传感器202和液位传感器201在感受到相应信号后将电信号传给控制单元1，控制单元1接收并处理传感器模块2发送的电信号，当控制单元1判断有危险时，会向逃生报警系统3发送警报信号启动逃生报警系统3，点亮救护灯301、开启蜂鸣器302，大大增加了处于周围环境人员发现险情的概率，在逃生报警系统3开启后，车内成员根据系统是否误判来自行决定是否按下系统中断开关102，若在一段时间内未按下，则发送控制指令启动汽车矫正系统5，位于车辆顶部的球形气囊501迅速被反应气体充满成圆球状，在较短时间内实现车体矫正工作，同时，控制单元1发送控制指令启动定位和报警系统4，向车主发出紧急落水警告并向外界救援机构发出带有实时定位的落水定位信号，以获得高效迅速的第三方救援，提高车内被困人员的存活概率，在汽车矫正完成后，控制单元1发送控制指令启动汽车浮起系统6，气体补充系统601迅速发生剧烈化学反应，产生大量气体来充满气袋系统602，以达到打开气囊、实现车体落入水中能够及时将车体浮起的目的，当漂浮气袋被完全充满时，汽车逐渐开始上浮，最终部分车体会浮出水面，随着汽车浮起系统6的启动，汽车逐渐上浮，汽车顶部的液位传感器201和水压传感器202不断感受到水压信号并将信号传给控制单元1，控制单元1接收并处理传感器的信号，当控制单元1接收到汽车顶部传感器的液位信号和水压信号几近为零时，会向车内供气系统7发送控制指令启动车内供气系统7，最终将车内顶部天窗打开，为车内被困人员提供足以支撑的空气来等待第三方救援，为被困人员提供自救帮助，在天窗足够大，且被困人员可以爬至顶部并会游泳，被困人员可以选择从窗口爬出自救。
本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现，在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现，例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.落水汽车应急自救系统，其特征在于，包括：
控制单元(1)，所述控制单元(1)用于对自救系统下达控制指令，所述控制单元(1)还用于控制自救系统的电力输出；
传感器模块(2)，所述传感器模块(2)用于对环境状态进行检测，并将检测结果发送至控制单元(1)，所述传感器模块(2)与控制单元(1)电性连接；
逃生报警系统(3)，所述逃生报警系统(3)用于接收控制单元(1)发送的指令，并发送警报信息，所述逃生报警系统(3)与控制单元(1)电性连接；
定位和报警系统(4)，所述定位和报警系统(4)用于接收控制单元(1)发送的指令，并发送求救信息；
汽车矫正系统(5)，所述汽车矫正系统(5)用于接收控制单元(1)发送的指令，所述汽车矫正系统(5)还用于调整汽车落水状态，所述汽车矫正系统(5)与控制单元(1)电性连接；
汽车浮起系统(6)，所述汽车浮起系统(6)用于接收控制单元(1)发送的指令，所述汽车浮起系统(6)对汽车起到浮起工作，所述汽车浮起系统(6)与控制单元(1)电性连接；
车内供气系统(7)，所述车内供气系统(7)用于接收控制单元(1)发送的指令，所述车内供气系统(7)还用于打开车内天窗，所述车内供气系统(7)与控制单元(1)电性连接。
2.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述定位和报警系统(4)还用于发送定位信息，所述定位和报警系统(4)与控制单元(1)电性连接。
3.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述控制单元(1)包括单片机(101)、系统中断开关(102)和A/D转换器(103)，其中：
所述单片机(101)用于接收传感器模块(2)的信息，所述单片机(101)还用于发送控制指令至逃生报警系统(3)、定位和报警系统(4)、汽车矫正系统(5)、汽车浮起系统(6)和车内供气系统(7)，所述单片机(101)与传感器模块(2)、逃生报警系统(3)、定位和报警系统(4)、汽车矫正系统(5)、汽车浮起系统(6)和车内供气系统(7)均电性连接；
所述系统中断开关(102)用于控制系统电路闭合；
所述A/D转换器(103)用于接收单片机(101)发送的水压电压值，所述A/D转换器(103)还用于将水压电压值转换为数字信号，并发送至单片机(101)，所述A/D转换器(103)与单片机(101)电性连接。
4.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述传感器模块(2)包括液位传感器(201)和水压传感器(202)，其中：
所述液位传感器(201)用于收集液位数据并发送至控制单元(1)，所述液位传感器(201)与控制单元(1)电性连接；
所述水压传感器(202)用于收集水压数据并发送至控制单元(1)，所述水压传感器(202)与控制单元(1)电性连接。
5.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述逃生报警系统(3)包括救护灯(301)和蜂鸣器(302)，其中：
所述救护灯(301)用于发出光亮产生警报信号，所述救护灯(301)还用于接收控制单元(1)发送的控制指令，所述救护灯(301)与控制单元(1)电性连接；
所述蜂鸣器(302)用于发出声音产生警报信号，所述蜂鸣器(302)还用于接收控制单元(1)发送的控制指令，所述蜂鸣器(302)与控制单元(1)电性连接。
6.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述定位和报警系统(4)包括双模定位系统(401)和GSM系统(402)，其中：
所述双模定位系统(401)用于发送位置信号；
所述GSM系统(402)用于发送无线求救信号。
7.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述汽车矫正系统(5)包括球形气囊(501)和气体生成装置(502)，其中：
所述球形气囊(501)用于产生浮力，并对汽车进行矫正工作；
所述气体生成装置(502)用于产生气体，并传输至球形气囊(501)内部，所述气体生成装置(502)与球形气囊(501)连通，所述气体生成装置(502)还用于接收控制单元(1)发送的控制指令，所述气体生成装置(502)与控制单元(1)电性连接。
8.根据权利要求1所述的落水汽车应急自救系统，其特征在于，所述汽车浮起系统(6)包括气体补充系统(601)和气袋系统(602)，其中：
所述气体补充系统(601)用于产生大量气体，所述气体补充系统(601)还用于接收控制单元(1)发送的控制指令，所述气体补充系统(601)与控制单元(1)电性连接；
所述气袋系统(602)用于接收气体补充系统(601)产生的气体，所述气袋系统(602)还用于带动汽车浮起。
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