CN201941725U

CN201941725U - 一种行车安全自动监测及防盗报警系统

Info

Publication number: CN201941725U
Application number: CN2011200040528U
Authority: CN
Inventors: 刘战
Original assignee: Wuyi University
Current assignee: Wuyi University
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-01-07

Abstract

本实用新型公开了一种行车安全自动监测及防盗报警系统，包括用于实时监测前车距离的超声波行车距离监测模块，具有远距离防盗报警监控功能的防盗报警模块以及设置在监控中心的接收报警监控信息的中心计算机，本实用新型不仅可以监测行车距离，在其值小于安全默认值时发出警告以提醒驾驶员，避免因驾驶人疲劳打瞌睡发生车辆追撞等事故，本实用新型还拥有紧急状况通报、肇事逃逸追踪等防盗安全功能。

Description

一种行车安全自动监测及防盗报警系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车防盗安全系统，尤其是一种行车安全自动监测及防盗报警系统。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，汽车逐渐由奢侈品变成生活的必需品而得以普及。但道路上的交通事故也随着汽车数量的增加而急剧增加，对社会财产造成了极大的损失并危及人们生命安全。这些交通事故很多是因为驾驶员疏忽或疲劳驾驶而造成，比如因驾驶员打瞌睡或者分神所造成的追尾事故，此类事故在一定程度上是可以避免的。

另外，汽车的大量出现必然导致针对汽车的盗窃案件以及针对汽车驾驶员的犯罪活动也急剧增加，对社会照成了极大的危害。针对这种情况，车主们纷纷加装具有报警功能的汽车防盗系统，然而市面上出现的此类系统只能用于防盗，功能比较单一，未能很好地满足人们的需求。

实用新型内容

针对以上情况，本实用新型提出一种行车安全自动监测及防盗报警系统，不但可以防盗，在紧急状况时报警并进行失窃车辆追踪，而且此系统还可以监测行车距离，在其值小于安全默认值时，系统会发出警告的声音来提醒驾驶员注意，避免因驾驶人疲劳打瞌睡等原因发生车辆追撞等事故。

本实用新型采用的技术方案可以描述为：

一种行车安全自动监测及防盗报警系统，包括用于实时监测前车距离的行车距离监测模块，具有远距离防盗报警监控功能的防盗报警模块以及设置在监控中心接收报警监控信息的中心计算机，其中行车距离监测模块包括车距微电脑控制器，与所述车距微电脑控制器输入端相连接的超声波接收放大电路、石英晶体振荡器和重置电路，以及与所述车距微电脑控制器的输出端相连接的超声波发射电路、警报器驱动电路以及距离显示电路；防盗报警模块包括防盗微电脑控制器，与所述防盗片微电脑控制器输入端相连接的紧急求救信号按钮、撞击力监测电路、防盗监控电路和GPS卫星定位模块，以及和所述防盗微电脑控制器的输出端相连接的译码电路、数据闩锁电路和无线通信模块，所述防盗报警模块通过所述无线通信模块使用现有的无线通信网络与中心计算机通信，和/或发送短信给预设手机号码。

作为以上技术方案的一种改进，所述行车距离监测模块测距所用的超声波频率为40KHz。

作为以上技术方案的一种改进，所述无线通信模块使用的无线通信网络为GSM、CDMA、W-CDMA、CDMA2000或者TD-SCDMA网络。

作为以上技术方案的一种改进，所述距离显示电路17包括不同颜色的指示灯对应不同车距范围。

本实用新型的有益效果是：

驾驶人长时间或者疲劳驾车时，容易出现意识不清、注意力无法集中等状况，造成前车与行车距离小于安全距离，又或是在前车刹车时未能及时反应，这是追尾车祸事故发生的一个主要原因。本实用新型所提出的行车安全自动监测及防盗报警系统利用超声波测距传感器来监测前方汽车的安全距离，当传感器监测到行车距离小于所预设的安全距离时，系统便会触发语音警报器动作，警告驾驶者其驾驶行为可能会导致车辆事故，确保驾驶人及乘客生命的安全。

本实用新型还能应用于防盗报警，车辆处于防盗警戒状态时，当车门被外力强行打开时，本系统可以将车辆位置、车牌号码、时间等信息实时传至车主手机及控制中心，控制中心人员会主动与用户联络或通报110处理或主动为用户动态追踪失窃车辆。在遭遇歹徒侵犯（如抢劫、攻击、勒索、绑架、强暴等）的紧急状况下，用户按下紧急求救信号按钮，控制中心收到讯号后，根据所收到车辆信息并可配合其它设备进行单向监听，了解车内状况，并通报警方或相关单位派员至现场处理，同时并通知客户所指定的紧急联络人，并配合其它装置控制断油断电，确保车辆无法非法行驶。

综上所述，本实用新型所提出的行车安全自动监测及防盗报警系统不仅可以监测行车距离，在其值小于安全默认值时发出警告以提醒驾驶员，避免因驾驶人疲劳打瞌睡发生车辆追撞等事故，本实用新型还拥有紧急状况通报、肇事逃逸追踪等功能。

附图说明

图1为本实用新型所提出的行车安全自动监测及防盗报警系统的功能示意图；

图2为本实用新型所提出的行车距离监测模块的原理图；

图3为本实用新型所提出的行车距离监测模块的电路图；

图4为本实用新型所提出的行车距离监测模块的电路动作时序图；

图5为本实用新型所提出的防盗报警模块的原理图；

图6为本实用新型所提出的防盗报警模块的电路图；

图7为本实用新型所提出的防盗报警模块的电路动作时序图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所提出的行车安全自动监测及防盗报警系统包括两个主要的功能模块：行车距离监测模块1和防盗报警模块2。

其中行车距离监测模块1使用超声波传感器，超声波距离监测利用波的反射原理来监测两车间距离。超声波是一种人类听不到的声波，一般人耳可以听见的声音范围是从20Hz-20KHz左右，而超声波大部份的频率在40KHz左右，这随着用途和组件的差异而有所不同。超声波一般被应用来监测物体的运动速度，尤其是短距离的测量，属于一种非接触型的感测方法。

如图2所示，超声波距离监测模块1电路的核心为车距微电脑控制器11，以及其输入单元和输出单元，其中输入单元包括有超声波接收放大电路12、石英晶体振荡器13以及重置电路14；其输出单元包括有超声波发射电路15、警报器驱动电路16以及距离显示电路17。

为了监测物体是否存在，超声波传感器利用波的反射原理，由发射声波至接收由目标物体所反射回的声波所需要的时间即为回音时间，而在不同材质上会得到不同的反射强度。在金属，木材，混泥土，玻璃，橡胶及纸张等，几乎都能将超声波百分的百的反射回来，所以超声波能够很容易的监测以上物体。超声波传感器通常分成发射器和接收器，发射器通过“电压效应”将电气信号转换成压力信号压缩周围空气传递超声波，而这些受压缩的空气将会压缩接收器上的压电材料，通过“压电效应”转换成电气信号。

图3所示为行车安全距离监测模块原理图，其中超声波发射电路15为40KHz震荡电路，以将电能转变成音波。超声波传感器是由晶体管构成，超声波传感器可为谐振电路，只要将超声波发射器放到振荡电路中，因此振荡电路所产生的频率正好是超声波发射器的串联谐振频率。在此实施例中，采用石英晶体振荡器13作为时钟源，再结合使用NE555（U2）定时器，设计成无稳态多谐振荡电路（即超声波发射电路15），如图4所示，其所产生的振荡频率f_o须与超声波发射器的串联谐振频率f_s=40KHz完全相同。因此利用公式(1)可求得振荡频率：

(1) 。

如图4所示，本电路设计中的车距微电脑控制器11使用单芯片微电脑AT89C51（U1），将其P00脚接至U2的第4脚，此接脚为Reset控制，组成重置电路14。令U1的P00脚产生5mS信号控制U2第4脚为Hi，因此U2产生40KHz振荡频率并由超声波发射电路15传送，同时启动单芯片微电脑U1的T0脚的计数器开始计数，在超声波接收放大电路12接收到回波信号后时停止计数器，此T0计数值即为声波传送时间，再将传送时间转换成距离即可得到本车与前车的间隔距离。超声波信号传送遇到障碍物所产生的回波信号，超声波接收器接收此回波信号并将音波振动转换成电压输出。一般所接收到的信号电压很小，需经过信号放大才能使用，在本实施例中，超声波接收放大电路12含有LM324运算放大器(U3)将回波信号放大。将超声波接收器接到U3端并与3.9kΩ电阻并联，以提高最大输出功率及阻抗匹配，运算放大电路采用非反向放大。超声波信号经由交连电容器接至U2非反向放大输入端(+)，回授电阻500kΩ与10kΩ串联后，由输出端回授至反向输入端(-)，调整500kΩ可变电阻即可改变运算放大器放大倍数由+2倍至+52倍。据此调整可变电阻至0Ω时电压放大增益如公式(2)所示；调整可变电阻至500kΩ时电压放大增益如公式(3)所示：

(2)

(3)

超声波信号由运算放大后，输出经由二极管半波整流输出正半周信号，将此触发信号接至单芯片微电脑U1的P20脚，当此脚接收到正缘触发信号后，停止T0计数器计数，因此所得到计数值为超声波发射器发射声波后，经由障碍物反射回到超声波接收端所需时间。

超声波传感器由发射端发射超声波到接收端接收反射的超声波所需时间，经由单芯片微电脑U1处理转换成距离后，由其P11-P12脚输出并分别接至距离显示电路17，当距离大于20m时距离显示电路17的绿色LED点亮，距离介于5m-10m时显示电路的黄色LED点亮，距离小于5m时显示电路的红色LED点亮，并由P10脚控制警报器驱动电路16中的2SC1384晶体管B脚，当P10脚输出Hi时，晶体管顺向偏压导通，控制蜂鸣器发出警报器声，告知驾驶人注意行车。行车安全距离监测电路单芯片微电脑控制程序如下表所示：

_。

图4为汽车安全距离监测电路动作时序图。U1的P00脚控制U2产生5mS振荡频率，经由超音波发射器发射信号，并启动单芯片微电脑计数器T0开始计数，因此超音波接收器接收回波信号经放大后接至P20脚，当P20脚接收到回波信号时，此时令计数器T0停止计数，经由单经片微电脑U1计算并确定距离，将控制信号由P10-P13脚输出至距离显示电路17，当距离大于10m绿色LED亮起，表示行车距离安全，当距离5m-10m黄色LED亮起，表示行车距离注意，当距离小于5m红色LED亮起，表示行车距离危险，并触发警报器驱动电路16告知驾驶人小心行车。

此外，本实用新型还包含有汽车卫星安全防护的功能，用于远距离防盗报警。在车子已设定防盗警戒状态时，当车门被外力打开时，实时将车子位置、车牌号码、时间传至车主手机及控制中心，控制中心人员会主动与用户联络或主动为用户动态追踪被盗车辆并通报110处理。当遭遇歹徒侵犯（如抢劫、攻击、勒索、绑架、强暴）的紧急状况时，按下紧急按钮，控制中心收到讯号后，可通过额外的设备立即进行单向监听，了解车内状况，并通报警方或相关单位派员至现场处理，同时并通知用户所指定的紧急联络人，并结合其它的防盗装置控制断油断电，确保车辆无法非法行驶。

图5为汽车安全防护电路构造图，其包括防盗微电脑控制器21及其输入输出单元，输入单元包括有紧急求救信号按钮22、撞击力监测电路23、防盗监控电路24和GPS卫星定位模块25，输出单元包括译码电路26、数据闩锁电路27和无线通信模块28，其中防盗微电脑控制器21负责电路控制与数据处理，数据闩锁电路27设计容量为100bits。GPS卫星定位模块25将GPS卫星定位的经度、纬度数据送至闩锁电路，等待防盗微电脑控制器21送出闩锁（Latch）信号，将GPS卫星定位的经度、纬度资料闩锁在正反器中。经由防盗微电脑控制器21控制透过译码电路26，将闩锁电路27上的数据以8bits方式读入微电脑控制器21的内存中，再将GPS卫星定位的经度、纬度数据由无线通信模块28传送至监控中心的中心计算机3或车主手机上。在此实施例中，无线通信模块28选用GSM网络。

图6为汽车安全防护电路原理图，电路设计为在监测到车辆发生交通事故或人员遭受恐吓威胁、汽车受破坏时，汽车安全防护控制系统马上启动，读取卫星定位数据，透过GSM手机系统传送卫星定位数据至监控中心的中心计算机或车主。此汽车安全防护电路的防盗微电脑控制器21也选用单片机AT89C51（U14），其P10-P12为输入脚， P10接至撞击力监测电路23，P11接至紧急求救按钮22，P12接至防盗监控电路24。D型正反器74LS374（U1-13，15）中的U1-U13组成数据闩锁电路26，其将系统总线上的卫星定位数据闩锁于正反器中，将U1-U13的数据输入脚D0-D7分别接至系统总线D0-D99数据位置，U1-U13的数据输出脚Q0-Q7以并接方式连接在一起，在将此信号连接至U14的P00-P07脚位置。由U14的P24脚产生CLK触发信号，此信号主要是产生数据栓锁触发信号，在将信号分别接至U1-U13的CLK接脚上。再由U14的P20-P23脚产生译码控制信号，在分别接至U15(74LS154)的A、B、C、D数据线选择脚，译码器输出信号由Y0-Y12输出，再将Y0-Y12分别接至U1-U13的(Output Enable)脚。U14的P30(TXD)数据接收脚及P31(RXD)数据传输脚与无线通信模块28完成串行通讯。无线通信模块28通过GSM网络将相关信息发送给监控中心的中心主机3，并通过短信通知车主或相关人员。

图7为汽车安全防护电路动作时序图。汽车安全防护系统主要是保护驾驶人行车安全，当行车发生危险或紧急情况，安全防护系统会马上发出求救信号及追踪行车路径，系统电路由微电脑控制及监测。如图所示，汽车安全防护电路动作时序说明如下：U14的P10-P12脚接收到撞击力、紧急求救或防盗监控任何一个触发信号时，由U14的P24脚产生一个CLK脉波信号，此时D型正反器74LS374中U1-U13所组成的闩锁电路接收到CLK触发信号时，立即将系统总线上D00-D99上的数据闩锁于D型正反器中。由U14的P20-P23脚产生译码控制信号Y0-Y12，并经由译码器U15产生译码信号Y0-Y12，依序控制D型正反器(74LS374)的

脚，此时数据总线D00-D99上的卫星定位数据，在以8Bits速率将数据经由U14的P00-P07脚读取至U14中处理，再将卫星定位数据由TXD(资料传输)脚经无线通信模块28通过GSM网络将卫星定位数据传送至监控中心的中心计算机3上。此时每隔10秒执行卫星定位追踪周期。汽车安全防护电路的单片机控制程序如下所示：。

Claims

1.一种行车安全自动监测及防盗报警系统，其特征在于：其包括用于实时监测前车距离的行车距离监测模块（1），具有远距离防盗报警监控功能的防盗报警模块（2），以及设置在监控中心接收报警监控信息的中心计算机（3），其中行车距离监测模块（1）包括车距微电脑控制器（11），与所述车距微电脑控制器（11）输入端相连接的超声波接收放大电路（12）、石英晶体振荡器（13）和重置电路（14），以及与所述车距微电脑控制器（11）的输出端相连接的超声波发射电路（15）、警报器驱动电路（16）以及距离显示电路（17）；防盗报警模块（2）包括防盗微电脑控制器(21)，与所述防盗微电脑控制器（21）输入端相连接的紧急求救信号按钮（22）、撞击力监测电路（23）、防盗监控电路（24）和GPS卫星定位模块（25），以及和所述防盗微电脑控制器(21)的输出端相连接的译码电路（26）、数据闩锁电路（27）和无线通信模块（28），所述防盗报警模块（2）通过所述无线通信模块（27）使用现有的无线通信网络与中心计算机（3）通信，和/或发送短信给预设手机号码。

2.根据权利要求1所述的一种行车安全自动监测及防盗报警系统，其特征在于：所述行车距离监测模块（1）中测距所用的超声波频率为40KHz。

3.根据权利要求1所述的一种行车安全自动监测及防盗报警系统，其特征在于：所述无线通信模块（27）使用的无线通信网络为GSM、CDMA、W-CDMA、CDMA2000或者TD-SCDMA网络。

4.根据权利要求1所述的一种行车安全自动监测及防盗报警系统，其特征在于：所述距离显示电路（17）包括不同颜色的指示灯对应不同车距范围。