CN203719696U - 一种车用储气瓶异常状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用储气瓶异常状态监测装置，该装置由一个检测主机和一个与它以点对点蓝牙通信方式连接的报警主机组成。检测主机由气敏传感器、信号放大电路、数字式温度传感器、瓶体移动感知模块、微控制器一、瓶体预警温度设置、蓝牙通信模块一组成；报警主机由蓝牙通信模块二、微控制器二、状态显示、语音告警、手动复位组成。该装置除了具有储气瓶燃气泄漏检测功能之外，还可对储气瓶瓶体温度异常、因固定装置松动引起的瓶体位置移动等异常状况实施及时有效的检测，并能在瓶体异常状态发生时实施异常状态文字提示及语音告警，可有效避免因车用储气瓶状态异常而导致的不安全事故的发生，最大限度保护司乘人员生命及财产安全。

Description

一种车用储气瓶异常状态监测装置

技术领域

本实用新型属于智能检测技术领域，具体涉及一种车用储气瓶异常状态监测装置。 

背景技术

储气瓶作为油气两用汽车的天然气燃料储存装置，它的工作状态安全与否对于行车安全及司乘人员生命安全具有至关重要的影响。目前大部分车用储气瓶是通过人工改装方式加装的，虽然国家有相关的强制技术标准，但在具体实施过程中，受成本、人员技术、加装方式等因素的影响，所加装的储气瓶在长期使用过程中可能存在因固定装置松动引起瓶体移位、管道故障引发的燃气泄漏或其他原因造成的瓶体温度过高等异常状态发生，这些异常状况一旦发生，且不能及时被用户发现处理的话，将会给行车安全及司乘人员的生命安全带来巨大的威胁。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车用储气瓶异常状态监测装置，该装置可及时有效地检测出车用储气瓶所发生瓶体移位、瓶体温度异常及燃气泄漏等异常状态，具有异常状态发生的信息提示功能及语音告警功能，可有效避免因储气瓶异常状态导致的不安全事故的发生，最大限度保证行车安全及司乘人员生命安全。 

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：包括一个检测主机和一个与它以点对点无线蓝牙方式连接的报警主机，所述检测主机包括气敏传感器，信号放大电路、数字式温度传感器、瓶体移动感知模块、微控制器一、瓶体预警温度设置、蓝牙通信模块一等模块，所述气敏传感器通过信号放大电路与微控制器一中AD变换输入端连接，所述数字式温度传感器与微控制器一的输入端相连，所述瓶体移动感知模块与微控制器一的I/O口相连，所述瓶体预警温度设置与微控制器一输入端相连，所述蓝牙通信模块一与微控制器一的通用串行数据总线接口连接；所述报警主机包括蓝牙通信模块二、微控制器二，状态显示、语音告警、手动复位等模块， 所述蓝牙通信模块二与微控制器二的通用串行数据总线接口相连，所述状态显示模块和语音告警模块分别与微控制器二输出端相连，所述手动复位与微控制器二复位信号输入端相连。 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述气敏传感器为可检测甲烷、丙烷、丁烷等气体成分的可燃气体检测传感器MQ-4； 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述数字式温度传感器为可编程单总线数字式温度传感器DS18B20； 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述瓶体移动感知模块采用超声波测距传感器模块HY-SRF05； 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述瓶体预警温度设置为4*4矩阵键盘； 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述微控制器一、微控制器二均为AVR8位微处理器ATmega128L； 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述蓝牙通信模块一、蓝牙通信模块二均为HWW-S1800； 

上述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述状态显示为LCD12864液晶显示屏；所述语音告警模块由数字式语音录放芯片APR9600和与它相接的语音功放电路组成。 

本实用新型的有益效果是： 

1、本实用新型可弥补当前油气两用汽车中对车用储气瓶工作状态检测功能的缺失和不足，除了具有燃气泄漏检测功能之外，还可对瓶体温度异常、因固定装置松动引起的瓶体位置移动等异常状况实施及时有效的检测及预警，可有效避免因这些瓶体状态异常而引起的不安全事故的发生。 

2、本实用新型中检测主机与报警主机采用点对点无线蓝牙通信，安装时不用对现有车用储气瓶及其输气管道的结构做任何改动，安装及使用方便。 

3、本实用新型的结构简单、功能全面、实现成本低，使用效果好，适于在所有油气两用汽车用户中推广使用。 

综上所述，本实用新型结构简单，功能全面、安装使用方便，成本低廉，性能稳定可靠，可满足用户对车载天然气储气瓶异常状态检测的需求。 

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。 

附图标记说明: 

1—检测主机；1-1—气敏传感器；1-2—信号放大电路；1-3—数字式温度传感器；1-4—瓶体移动感知模块；1-5—微控制器一；1-6—瓶体预警温度设置；1-7蓝牙通信模块一；2—报警主机；2-1—蓝牙通信模块二；2-2—微控制器二；2-3—状态显示；2-4—语音告警；2-5—手动复位。 

具体实施方式

如图1所示的一种车用储气瓶异常状态监测装置，包括一个检测主机1和一个与它以点对点无线蓝牙方式连接的报警主机2，所述检测主机1中用于检测泄漏天然气气体浓度的气敏传感器1-1通过信号放大电路1-2与微处理器一1-5中AD变换输入端相连，用于检测瓶体温度的数字式温度传感器1-3与微控制器一1-5的输入端相连，用于检测瓶体位置移动的瓶体移动感知模块1-4与微控制器一1-5的I/O口相连，用设置瓶体温度检测阈值的瓶体预警温度设置1-6与微控制器一1-5的输入端相连，蓝牙通信模块一1-7与微控制器一1-5的通用串行数据总线接口相连；所述报警主机2中的蓝牙通信模块二2-1与微控制器二2-2的通用串行数据总线接口相连，用于显示异常状态提示信息的状态显示模块2-3和用于实施异常状况语音告警功能的语音告警模块2-4分别与微控制器二2-2输出端相连，手动复位2-5与微控制器二2-2复位信号输入端相连。 

本实施例中，所述气敏传感器1-1为可燃气体检测传感器MQ-4，MQ-4可检测多种可燃性气体成份，对以甲烷为主要成分的天然气具有良好的灵敏度，同时对丙烷、丁烷等气体也有较好灵敏度，是一款适合多种应用的低成本传感器。 

本实施例中，所述数字式温度传感器1-3为可编程单总线数字式温度传感器DS18B20，其温度测量范围为-55℃至+125℃，测量精度为±0.5℃，可支持单总线多点温度检测功能。 

本实施例中，所述瓶体移动感知模块1-4采用超声波测距传感器模块HY-SRF05，该传感器模块有效探测距离在2cm-450cm之间，最高精度可达0.3cm，感应角度不大于15度，可有效检测出 因瓶体位置移动而引起的探测距离变化。 

本实施例中，所述微控制器一(1-5)、微控制器二(2-2)均为ATmega128L，ATmega128L是ATMEL公司的一款高性能、低功耗的AVR8位微处理器，具有128K字节的系统内可编程Flash、8路10位ADC及两个可编程的通用同步/异步串行接收发送器(USART)，可有效满足本实施例中数据存储、AD变换及与蓝牙模块连接的需求。 

本实施例中，所述蓝牙通信模块一(1-7)、蓝牙通信模块二(2-1)均为蓝牙模块HWW-S1800，该模块是以CSR公司的BlueCore4芯片为基础，按照标准Class1蓝牙2.0版本规范设计的2.4GHz蓝牙通信模块，支持所有蓝牙协议，采用蓝牙虚拟串口(SPP)通信模式实现通用串行接口与蓝牙数据传输之间的相互转换，并可利用AT指令为模块设置控制参数或发布控制命令，使用方法简单。 

本实施例中，所述瓶体预警温度设置1-6为4*4矩阵键盘；所述状态显示2-3为LCD12864液晶显示；所述语音告警模块2-4由数字式语音录放芯片APR9600和与它相接的语音功放电路组成。 

使用时，在用户确认储气瓶安装及工作状态正常后，将检测主机1安装在汽车后备箱中储气瓶安装位置处，并保证气敏传感器1-1、数字式温度传感器1-3及瓶体移动感知模块1-4能及时检测到瓶体异常状态，特别是瓶体移动感知模块1-4，安装时必须保证其收发感应角度在15度以内，以便准确接收回波信号；将报警主机2安装在汽车驾驶室仪表台上，上述安装过程完成后启动装置。装置启动后，首先由用户通过检测主机1中的瓶体预警温度设置1-6设定瓶体温度异常告警阈值，由检测主机1中的气敏传感器1-1将首次采集到储气瓶附近的气体浓度值经信号放大电路1-2送往微控制器一1-5处理并存储，并将此值作为燃气泄漏检测的数据比较阈值，由瓶体移动感知模块1-4将首次采集的探测距离数据送往微控制器一1-5处理并存储，以此作为瓶体位置移动状态检测的数据比较基准值，通过以上过程，检测主机1完成瓶体异常状态检测阈值及基准值的初始化设置。初始化设置完成后，检测主机1便进入持续检测状态，在一个检测周期内，微控制器一1-5依次读取并分析来自气敏传感器1-1、数字式温度传感器1-3、瓶体移动感知模块1-4的检测数据；对于气敏传感器1-1的 检测数据，微控制器一1-5主要分析当前检测值是否大于其初始阈值，从而判定是否发生燃气泄漏；对于数字式温度传感器1-3的检测数据，微控制器一1-5主要分析当前检测值是否大于用户设定阈值，从而判定瓶体温度是否异常；对于瓶体移动感知模块1-4的检测数据，微控制器一1-5主要分析当前检测距离值是否等于基准值，从而判定瓶体位置是否发生移动；当分析结果显示瓶体出现相应的异常状态时，由微控制器一1-5产生与该异常状态对应的控制命令字，同时微控制器一1-5利用AT指令控制蓝牙通信模块一1-7，建立检测主机1与报警主机2之间的无线蓝牙通信连接，并通过此通信连接将控制命令字发往报警主机2，报警主机2利用蓝牙通信模块二2-1接收来自检测主机1的控制命令字，并由微控制器二2-2分析出该控制命令字对应的瓶体异常状态类型，随后微控制器二2-2分别向状态显示模块2-3、语音告警模块2-4发送控制命令，使状态显示模块2-3以文字滚动方式显示与该瓶体异常状态类型对应的文字提示信息，使语音告警模块2-4播放与该瓶体异常状态类型对应的语音告警信息，文字提示信息及语音告警信息一直持续，直至用户采用手动复位2-5复位系统后停止。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。 

Claims (7)

1.一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于，包括一个检测主机(1)和一个与它以点对点蓝牙通信方式连接的报警主机(2)，所述检测主机(1)中包括用于检测泄漏天然气气体浓度的气敏传感器(1-1)、用于气敏传感器(1-1)输出信号放大的信号放大电路(1-2)、用于检测储气瓶瓶体温度的数字式温度传感器(1-3)、用于检测储气瓶位置移动的瓶体移动感知模块(1-4)、微控制器一(1-5)、用于设定瓶体温度告警阈值的瓶体预警温度设置(1-6)及蓝牙通信模块一(1-7)，气敏传感器(1-1)通过信号放大电路(1-2)与微处理器一(1-5)中AD变换输入端相连，数字式温度传感器(1-3)与微控制器一(1-5)的输入端相连，瓶体移动感知模块(1-4)与微控制器一(1-5)的I/O口相连，瓶体预警温度设置(1-6)与微控制器一(1-5)的输入端相连，蓝牙通信模块一(1-7)与微控制器一(1-5)的通用串行数据总线接口相连；所述报警主机(2)中包括微控制器二(2-2)，与微控制器二(2-2)的通用串行数据总线接口相连的蓝牙通信模块二(2-1)， 

与微控制器二(2-2)输出端分别相连的用于显示异常状态提示信息的状态显示模块(2-3)和用于实施异常状况语音告警功能的语音告警模块(2-4)，与微控制器二(2-2)复位信号输入端相连的手动复位(2-5)。 

2.如权利要求1所述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述气敏传感器(1-1)为可检测甲烷、丙烷、丁烷等气体成分的可燃气体检测传感器MQ-4。 

3.如权利要求1所述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述数字式温度传感器(1-3)为可编程单总线数字式温度检测传感器DS18B20。 

4.如权利要求1所述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述瓶体移动感知模块(1-4)为超声波测距传感器模块HY-SRF05。 

5.如权利要求1所述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述微控制器一(1-5)、微控制器二(2-2)均为AVR8位微处理器ATmega128L。 

6.如权利要求1所述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述蓝牙通信模块一(1-7)、蓝牙通信模块二(2-1)均为蓝牙模块HWW-S1800。 

7.如权利要求1所述一种车用储气瓶异常状态监测装置，其特征在于：所述瓶体预警温度设置(1-6)为4*4矩阵键盘；所述状态显示(2-3)为液晶显示屏LCD12864；所述语音告警(2-4)由数字式语音录放芯片APR9600和与它相接的语音功放电路组成。