CN203093868U

CN203093868U - 一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置

Info

Publication number: CN203093868U
Application number: CN 201220707673
Authority: CN
Inventors: 袁培佩; 郭昭; 张超
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2022-12-19

Abstract

本实用新型公开了一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，包括路侧单元和车载单元，其中，路侧单元包括路侧单元处理器，路侧单元处理器的输入端连接有路侧温度传感器、雨雪传感器和湿度传感器，路侧单元处理器上还连接有路侧无线通信模块；车载单元包括DSP，DSP的输入端连接有车载温度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动踏板力传感器、差动式电容载荷传感器，DSP的输出端连接有语音提示模块，DSP上还连接有车载无线通讯模块，车载无线通信模块和路侧无线通信模块之间通过无线电波相连。本实用新型使驾驶员更早的意识到危险状况，从而有足够的时间采取合适地操作尽可能大的将危险降到最低。

Description

一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置

技术领域

本实用新型属于汽车安全领域，具体涉及一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置。

背景技术

公路长大下坡的恶性交通事故的发生一直较为频发和集中。发生在陡坡、连续下坡上的交通事故一旦发生多为恶性事故。究其恶性事故原因，很大程度上是因为由于坡度较长、较陡、汽车制动较为频繁，制动器及摩擦片温度过高而导致制动失灵。

此外，汽车侧翻侧滑也是一项重要的安全问题。汽车侧翻事故的危害程度仅次于汽车碰撞事故而居第二位。汽车产生侧翻时，驾驶员往往来不及采取有效措施，而侧翻事故的危害则是致命的。侧滑则是容易导致车辆甩尾、失去转向能力等危险状况，给车辆行驶安全带来了很大威胁。汽车侧翻、侧滑已成为全世界瞩目的一类安全问题。

我国西南山区较多，地形陡峭，连续转弯与坡弯结合路段较多，是侧翻、侧滑、制动失灵等引发交通事故的频发区。山区公路的服务水平和通行能力还远远落后于城市和平原道路。而且，山区公路有着许多难以克服和无法预料的不安全隐患因素。这些道路对驾驶员安全行车极为不利，在一定程度上直接威胁着人民生命和国家财产的安全。此外，道路交通安全度由人、车、路、环境与交通管理间的协调状况所决定，很多交通事故都是归咎为人的因素，如驾驶速度过高、疲劳驾驶、注意力不集中、紧急情况处置不当等。很多情况下，如果可以实现察觉危险状况，提前警醒驾驶员进行操作，便可有效地避免交通事故发生。

预警理论的起源可以追溯到19世纪末期。该理论早已经进入实际应用时期。我国虽已将预警理论初步运用于交通行业，且主要针对于高速公路的研究。但是在高速公路管理上应用还不成熟，对高速公路交通事故预警实际应用的研究几乎没有。更何况是西部山区道路领域的研究。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种能够帮助驾驶员在山区路段行驶时正确合理操纵汽车，减少交通事故发生概率，保障山区道路安全行驶的坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，包括路侧单元和车载单元，其中，路侧单元包括路侧单元处理器，路侧单元处理器的输入端连接有路侧温度传感器、雨雪传感器和湿度传感器，路侧单元处理器上还连接有路侧无线通信模块；车载单元包括DSP，DSP的输入端连接有车载温度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动踏板力传感器、差动式电容载荷传感器，DSP的输出端连接有语音提示模块，DSP上还连接有车载无线通讯模块，车载无线通信模块和路侧无线通信模块之间通过无线电波相连。

本实用新型还具有如下技术特点：

所述的路侧无线通信模块和车载无线通信模块均采用CClll0FX芯片。

所述的路侧单元处理器采用CClll0FX芯片的8051单片机。

所述的DSP选用型号为TMS320LF2407A的DSP。

本实用新型是以山区道路车辆安全行驶为研究对象，帮助驾驶员在山区路段行驶时，正确合理操纵汽车，减少交通事故发生概率，保障山区道路安全行驶，使驾驶员更早的意识到危险状况，从而有足够的时间采取合适地操作尽可能大的将危险降到最低，以达到提高山区道路汽车行驶安全的目的。

附图说明

图1是本实用新型的连接关系示意图。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1所示，一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，包括路侧单元和车载单元，其中，路侧单元包括路侧单元处理器，路侧单元处理器的输入端连接有路侧温度传感器、雨雪传感器和湿度传感器，路侧单元处理器上还连接有路侧无线通信模块；车载单元包括DSP，DSP的输入端连接有车载温度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动踏板力传感器、差动式电容载荷传感器，DSP的输出端连接有语音提示模块，DSP上还连接有车载无线通讯模块，车载无线通信模块和路侧无线通信模块之间通过无线电波相连。

路侧无线通信模块和车载无线通信模块均采用CClll0FX芯片。

CClll0FX芯片是一种低成本真正的无线SoC(片上系统)，采用Chipcon公司的Smart RF04技术，以0.18urn CMOSI艺制作而成，为低功耗无线应用而设计。它结合一个高性能433MHz和868／915MHz射频收发器核心和一个工业级小巧高效的8051微控制。为简化道路参数无线发送方案，道路参数无线通信模块采用了以含有51单片机内核的无线射频芯CClll0FX为核心，增加了各种传感器，再配合无线通信电路而组成的无线通讯模块。CClll0芯片具有丰富的外围接口，工作电压为2.0v～3.6v，较低的电流消耗(RX中15.6mA，2.4kbps，433MHz，其发射电流也小于30mA，休眠时电流小于10μA)，且支持ZigBee无线网络技术。在RF性能上，具有高灵敏度(1.2kBaud的速率下为-110dBm)和较高的接收灵敏度和阻塞功能；支持2-FSK、GFSK和MSK等调制方式且CClll0极其适用于许多不同的频带，频率范围为300MHz-348MHz、391MHz-464MHz及782MHz-928MHz。

路侧单元处理器采用CClll0FX芯片的8051单片机；路侧雨雪传感器采用RY-YX型雨雪传感器；路侧温度传感器采用TC77温度传感器，TC77温度传感器是通过内部温度敏感元件转换得到温度数据，分辨率为0.0625℃，可以精确到±1℃；湿度传感器采用HMl500湿度传感器，HM1500湿度传感器体积小，不受水浸影响，可靠性高，长期稳定性好。

DSP选用型号为TMS320LF2407A的DSP。它具有极强的数字信号处理能力，采用增强的哈佛结构流水线技术，25ns的指令周期使得系统的运行速度特别快，指令执行速度可达40MIPS。16位地址总线和16位数据总线，可扩展的外部存储器总共192KB的空间；片内有高达32K字的FLASH为程序提供了较大的程序空间，为多种用途的产品提供了经济的可编程解决方案。TMS320LF2407A的调试开发环境(CCS)相当成熟，可参考资料也很丰富，而且实验室现有其硬件仿真器，这样无疑会减少开发周期。TMS320LF2407A可以对数据进行实时性获取、采集、处理等操作，该DSP运算处理速度快，可以及时进行语音报警功能，实时性较好；具有较强数学运算功能，可以完成较复杂的算法和大量的数据处理；带有A／D转换，可以将采集到的模拟信号转化为数字信号做后续处理。

车载温度传感器采用Ptl00贴片式温度传感器，由于要检测前、后、左、右车轮制动器的制动鼓内、外表面温度，选取8个车载温度传感器分别对前、后、左、右轮制动鼓内、外表面温度进行采集。Ptl00贴片式温度传感器测温准确性高、反应速度快，体积小，方便固定安装。

速度传感器采用霍尔开关型集成元件UGN3019，测量车速实际上就是测量跟车速成正比关系变化的转速信号。将其测速盘固定于车轮轮轴上，然后放一个磁钢片置于测速盘边缘处。

加速度传感器采用ADXL202加速度传感器，ADXL202是一种低成本、低功耗、功能完善的双轴加速度传感器。该传感器安装于车轮轮轴上，用来检测汽车制动过程中的参考车速。

制动踏板力传感器采用PK-PH-PF系列，本踏板力传感器用于测量运动车辆的制动力。将其固定在制动踏板上，在汽车制动时,用它来对制动踏板力进行有效的测量。

差动式电容载荷传感器采用电容专用检测转换芯片CAV424，其测量范围宽；灵敏度高，便于拾取信号：极板间不接触、不变形、不磨损，机械损失小、寿命长；电容传感器受温度影响小；动态性能好；结构简单、适应各种恶劣环境和场合。车辆每个轮轴的中部与车厢底之间都安装一套差动式电容载荷传感器。在载荷作用下，汽车的缓冲减振机构(钢板弹簧)产生变形，电容传感器两极板间的距离发生变化，传感器的电容值也随之变化。预先标定出传感器电路输出电压值与该轮轴载荷值之间的关系，就可以根据各轮轴传感器电路的电压值得出该轮轴的载荷质量。将各轮轴的载荷质量相加即得整车载荷质量。电容测量电路采用独特的四相检测电荷转移式微电容测量线路，将来自电容式称重传感器极其微弱的电容信号采集出来，并转化成易于检测的电压信号，经A／D转换后送入DSP信号处理模块。DSP信号处理模块对信号进行滤波，计算整车载荷并将结果线性化之后，将载荷结果输出。

语音提示模块采用ISDl730芯片。ISDl730中有多达23条控制指令，

通过使用控制指令可以对其进行精确控制，甚至可以精确到一个存储单元，并且电路断电后语音内容不会丢失，很适合预警系统。

由于山区道路复杂多变，在危险路段之前应设立路侧单元，先将该段道路的道路参数写入到路侧单元处理器中，通过雨雪传感器、路侧温度传感器和湿度传感器来探测当前危险路段的环境信息，并将此信息传输给路侧单元处理器。

在车辆行驶过程中，车载单元的车载无线通信模块一直发射命令，只要进入到路侧单元的服务范围内，车载无线通信模块发送的命令与路侧无线通信模块的指令相匹配，路侧单元控制器控制路侧无线通信模块将采集到的当前环境信息和道路参数发送给车载无线通信模块，以此来完成车辆对于道路相关信息的动态采集动作，车载无线通信模块接收到相应的信息后，将信息传递给DSP，DSP将接收到的信息进行译码，从数据流中提取相关道路信息，结合车辆实时采集的车辆信息，根据安全预警模型计算当前车辆行驶的安全值，与原设定的安全阈值进行比较，然后做出相应的处理，通过语音提示模块提醒驾驶员。

此外，在车载单元辐射范围内有车辆发生事故时，路侧无线通信模块可以在紧急情况下接收车辆发出的紧急事故信息，并向其它能够接收到路侧无线通信模块发送的信息的车辆提供该紧急事故信息，以防止二次事故的发生。

Claims

1.一种坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，其特征在于，包括路侧单元和车载单元，其中，路侧单元包括路侧单元处理器，路侧单元处理器的输入端连接有路侧温度传感器、雨雪传感器和湿度传感器，路侧单元处理器上还连接有路侧无线通信模块；车载单元包括DSP，DSP的输入端连接有车载温度传感器、加速度传感器、速度传感器、制动踏板力传感器、差动式电容载荷传感器，DSP的输出端连接有语音提示模块，DSP上还连接有车载无线通讯模块，车载无线通信模块和路侧无线通信模块之间通过无线电波相连。

2.如权利要求1所述的坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，其特征在于，所述的路侧无线通信模块和车载无线通信模块均采用CClll0FX芯片。

3.如权利要求1所述的坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，其特征在于，所述的路侧单元处理器采用CCll l0FX芯片的8051单片机。

4.如权利要求1所述的坡弯路段汽车侧翻与侧滑的预警装置，其特征在于，所述的DSP选用型号为TMS320LF2407A的DSP。