CN202208273U - 客车火灾监测及逃生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种客车火灾监测及逃生系统，本实用新型基于单片机处理器，连接温度传感器、烟度传感器、继电器(继电器控制灭火器和膨胀器)，对车辆行驶过程中监测点的温度、车内烟度、车辆运行事故情况进行监控，建立异常状态识别，当有危险发生时，通过各个继电器顺序引爆灭火器，实现车辆一次起火事故、二次着火事故的主动预防和智能灭火，当火灾不能避免时，自动打开车门，通过继电器触发膨胀器打开车窗，便于车内人员逃生。是一种事前预防和自动逃生系统，较以前的事后弥补和人工开门、砸窗更具有实用性，能提高早期灭火的及时性和逃生的可能性、便捷性。

Description

客车火灾监测及逃生系统

技术领域

本实用新型涉及车辆火灾逃生技术，尤其涉及一种客车火情实时监测及逃生系统。 

背景技术

随着我国经济持续快速发展，道路运输车辆的数量不断增多，与此同时由于车辆自燃以及交通事故引发着火的二次灾害也频繁发生，往往造成“群死群伤”和财产巨大损失，已引起社会的极大关注，影响到社会稳定与和谐发展。 

近年来道路运输车辆火灾呈现上升趋势，尤其是大型班线客车、旅游包车和城市公交车的着火燃烧在各种媒体上屡见报道。据近年资料统计，全国中等以上城市每年发生汽车火灾上百起，80％以上都造成车辆报废，甚至是车毁人亡，给人民群众生命财产和国民经济造成了严重损失。 

现有车辆火灾逃生技术中，对于火情提前预警和在火灾发生前后主动逃生系统尚未见深入研究。 

发明内容

因此，为解决车辆火情提前预警和及时逃生的问题，本实用新型目的是针对客车提供一种火灾监测及逃生系统。该系统发现火情时可及时向驾驶员发出警报，当火灾不能避免时，自动打开车门，触发膨胀器打开车窗，便于车内人员逃生。 

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种客车火灾监测及逃生系统，安装于整车控制系统之中，其特征在于：它包括一基于单片机的嵌入式处理器，以及由处理器连接的报警指示灯、蜂鸣器、应急按钮、车门开关、继电器、温度传感器、CAN接口；所述继电器至少为三个，其中之一连接膨胀器，其余连接灭火器；所述CAN接口整车控制系统相连；所述处理器中主要包含有温度和烟度信号采集单元、CAN信息接收单元、温度异常监测单元、烟度异常监测单元、侧翻和碰撞事故监测单元、CAN信息发送单元等；温度和烟度信号采集单元采集温度和烟度信号，CAN信息接收单元接收侧翻、碰撞事故预警信号，并将温度信号发送给温度异常监测单元进行温度异常监测，将烟度信号发送给烟度异常监测单元进行烟度监测、将侧翻和碰撞事故发送给侧翻和碰撞事故监测单元进行事故监测，并将报警信息通过CAN信息发送单元上传。 

各灭火器由处理器通过继电器独立控制，当有危险出现时，处理器按顺序接通继电器，相应灭火器被顺序引爆，每次危险只引爆一个灭火器。 

膨胀器通过继电器控制，当有危险出现时触发，使车窗碎裂或者滑落，膨胀器设 计应保证车窗能顺利打开，并充分考虑乘员安全。 

本实用新型采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型基于单片机处理器，连接温度传感器、烟度传感器、继电器(继电器控制灭火器和膨胀器)，对车辆行驶过程中监测点的温度、车内烟度、车辆运行事故情况进行监控，建立异常状态识别，当有危险发生时，通过各个继电器顺序引爆膨胀器和灭火器，实现车辆一次起火事故、二次着火事故的主动预防和智能灭火，当火灾不能避免时，自动打开车门，通过继电器触发膨胀器打开车窗，便于车内人员逃生。是一种事前预防和自动逃生系统，较以前的事后弥补和人工开门、砸窗更具有实用性，能提高早期灭火的及时性和逃生的可能性、便捷性。2、系统完成初始化后，采集温度、烟度传感器信号，接收CAN侧翻、碰撞报警信息，按顺序逐级进行预警，避免系统紊乱以及消耗无用功。首先判断温度是否达到阈值，如果达到，立即引爆灭火器，打开车门和车窗，启动预警指示灯和蜂鸣器；如无异常，则判断当前时刻到达阈值的时间t，当t小于预设到达时间t0时，则启动预警指示灯和蜂鸣器；如无异常，进一步对车内烟度进行判断，发现异常则启动预警指示灯和蜂鸣器；如烟度无异常，则判断是否有侧翻和碰撞事故，如果有事故则动报警指示灯和蜂鸣器。3、系统向驾驶员预警后，驾驶员可手动进行操作，引爆灭火器和车窗等，预防火灾或逃生。在没有报警信息时，也可由驾驶员根据具体情况进行操作。总之，本实用新型可手动或自动触发灭火逃生系统，在自动预防无效的情况下，应急采用手动，保证乘员的安全。 

附图说明

图1是本实用新型的系统总体框图； 

图2是本实用新型的处理器中各模块关系图； 

图3是本实用新型的CAN网络连接示意图； 

图4是应用本实用新型处理的程序流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型进行详细的描述。 

如图1所示，本实用新型提供的车载消防系统包括一基于单片机的处理器1、报警指示灯2、蜂鸣器3、应急按钮4、车门开关5、继电器6、烟度传感器7、温度传感器8、CAN接口9。处理器1与烟度传感器7、温度传感器8，以及通过CAN接口9与整车控制系统进行信息交互，并将采集到的各种信号处理后，向报警指示灯2、蜂鸣器3、应急按钮4和各继电器6发送控制信号，完成对客车火灾逃生系统的控制。因此，如图2所示，处理器1对系统整体资源进行计算、控制和管理，其中包含温度和 烟度信号采集单元10、CAN信息接收单元11、温度异常监测单元12、烟度异常监测单元13、侧翻和碰撞事故监测单元14、CAN信息发送单元15等。 

温度和烟度信号采集单元10采集温度和烟度信号，CAN信息接收单元11接收侧翻、碰撞事故预警信号，并将温度信号发送给温度异常监测单元12进行温度异常监测，将烟度信号发送给烟度异常监测单元13进行烟度监测、将侧翻和碰撞事故发送给侧翻和碰撞事故监测单元14进行事故监测，并将报警信息通过CAN信息发送单元15上传。 

本实用新型中处理器1只要具备上述接口资源和相应的处理能力，均可以等同采用。比如某一实施例中处理器1可采用LPC2387微控制器。 

报警指示灯2和蜂鸣器3用于对驾驶员进行警示，应急按钮4用于危险时驾驶员应急启动灭火器、膨胀器、打开车门，它们都通过I/O端口与处理器1相连。 

车门开关5用于当发生危险时由处理器1触发打开，便于第一时间逃生。 

继电器6分别连接灭火器和膨胀器，发生危险时由处理器1触发膨胀器、并顺序引爆相应的灭火器。本实用新型中至少设置三个继电器，分别控制两个灭火器和一个膨胀器。膨胀器固定在车窗上，一般有机械敲击式的，有热膨胀式的，有爆破式的，目的就是自动触发使车窗碎裂或者滑落，并最大限度保护乘员安全。 

灭火器和膨胀器的触发分两种，一种是自动触发，当出现异常时，由处理器1自动通过继电器6触发；一种是手动触发，也就是通过按下应急按钮4，通知处理器1控制继电器6触发。 

烟度传感器7用于采集车内烟度以监测火情状态。采用数字量传感器，工作电压24VDC，保护面积：60m²。 

温度传感器8用于测量监测点的温度，由于发生燃烧时发动机舱内温度较高，采用量程范围-40℃～300℃，精度0.3％，输出电压0～5V耐高温的温度传感器。 

处理器1通过CAN接口9挂接到整车网络，如图3所示。处理器1通过CAN接口9接收和发送报警信息。处理器1接收系统的碰撞、侧翻报警信息，并将温度、烟度、以及火情报警信息通过CAN接口9上传。处理器1通过CAN接口9作为一个节点挂接到整车网络，与其他控制节点并联，实现信息交互与数据共享。 

本实用新型基于以上控制系统，实现了车辆智能防火的预警及应急逃生，如图4所示，其具体控制流程如下： 

1、首先是系统初始化； 

2、采集温度、烟度传感器信号，通过CAN总线接收侧翻、碰撞报警信息； 

3、预设报警温度阈值T0，时间阈值t0，实时采集温度信号T，判断温度是否达 到T0，如果达到，立即引爆灭火器，打开车门和车窗，启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，系统同时重新开始采样； 

如未达到T0，则对T进行微分，得到温度变化率T′，计算当前时刻到达T0的时间t0， 

$t=\frac{T0-T}{T^{\′}},$

当t小于时间阈值t0时，启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，系统同时重新开始采样；t大于时间阈值t0则不需报警。 

4、如温度无异常，进一步对车内烟度进行判断，发现异常则启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，系统同时重新开始采样。 

5、如烟度无异常，则判断是否有侧翻和碰撞事故，如果有事故则启动预警指示灯和蜂鸣器，进行预警，系统同时重新开始采样。 

此外，当系统完成初始化后，在上述任意阶段，驾驶员可根据具体情况随时触发应急按钮，进行引爆灭火器、打开车门、触发膨胀器，同时启动预警指示灯和蜂鸣器，进行报警。处理器顺序接通各继电器，触发膨胀器，相应灭火器被顺序引爆，每次操作只引爆一个灭火器。 

以上所述，仅为本实用新型的具体说明，但本实用新型的保护范围并不局限于此，其中各部件的结构、位置、连接都是可以有所变化的。任何熟悉本技术领域的技术人员凡是在本实用新型技术方案的范围内，进行的个别改进和变换，都应受到保护。 

Claims (9)

1.一种客车火灾监测及逃生系统，安装于整车控制系统之中，其特征在于：它包括一基于单片机的嵌入式处理器，以及由处理器连接的报警指示灯、蜂鸣器、应急按钮、继电器、烟度传感器、温度传感器、CAN接口；

所述继电器至少为三个，其中一个连接膨胀器，其余连接灭火器；

所述CAN接口与整车网络相连；

所述处理器中主要包含有温度和烟度信号采集单元、CAN信息接收单元、温度异常监测单元、烟度异常监测单元、侧翻和碰撞事故监测单元、CAN信息发送单元；

温度信号采集单元采集温度信号发送给温度异常监测单元，烟度信号采集单元采集烟度信号发送给烟度异常监测单元，CAN信息接收单元接收侧翻、碰撞事故预警信号，发送给侧翻和碰撞事故监测单元，各监测信息通过CAN信息发送单元上传。

2.如权利要求1所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述处理器采用LPC2387微控制器。

3.如权利要求1或2所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述膨胀器固定在车窗上，触发时膨胀使车窗玻璃碎裂或者脱落。

4.如权利要求1或2所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述烟度传感器为数字量传感器，工作电压为24VDC，保护面积为60m²。

5.如权利要求3所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述烟度传感器为数字量传感器，工作电压为24VDC，保护面积为60m²。

6.如权利要求1或2所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述温度传感器量程为-40℃～300℃，精度为0.3％，输出电压为0～5V。

7.如权利要求3所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述温度传感器量程为-40℃～300℃，精度为0.3％，输出电压为0～5V。

8.如权利要求4所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述温度传感器量程为-40℃～300℃，精度为0.3％，输出电压为0～5V。

9.如权利要求5所述的客车火灾监测及逃生系统，其特征在于：所述温度传感器量程为-40℃～300℃，精度为0.3％，输出电压为0～5V。

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