專利名稱：客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛火災(zāi)逃生技術(shù)，尤其涉及一種客車火情實(shí)時(shí)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，道路運(yùn)輸車輛的數(shù)量不斷增多，與此同時(shí)由于車輛自燃以及交通事故引發(fā)著火的二次災(zāi)害也頻繁發(fā)生，往往造成“群死群傷”和財(cái)產(chǎn)巨大損失，已引起社會(huì)的極大關(guān)注，影響到社會(huì)穩(wěn)定與和諧發(fā)展。近年來道路運(yùn)輸車輛火災(zāi)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，尤其是大型班線客車、旅游包車和城市公交車的著火燃燒在各種媒體上屢見報(bào)道。據(jù)近年資料統(tǒng)計(jì)，全國中等以上城市每年發(fā)生汽車火災(zāi)上百起，80 %以上都造成車輛報(bào)廢，甚至是車毀人亡，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重?fù)p失?，F(xiàn)有車輛火災(zāi)逃生技術(shù)中，對(duì)于火情提前預(yù)警和在火災(zāi)發(fā)生前后主動(dòng)逃生系統(tǒng)尚未見深入研究。
發(fā)明內(nèi)容因此，為解決車輛火情提前預(yù)警和及時(shí)逃生的問題，本實(shí)用新型目的是針對(duì)客車提供一種火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)。該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)可及時(shí)向駕駛員發(fā)出警報(bào)，當(dāng)火災(zāi)不能避免時(shí)，自動(dòng)打開車門，觸發(fā)膨脹器打開車窗，便于車內(nèi)人員逃生。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)， 安裝于整車控制系統(tǒng)之中，其特征在于它包括一基于單片機(jī)的嵌入式處理器，以及由處理器連接的報(bào)警指示燈、蜂鳴器、應(yīng)急按鈕、車門開關(guān)、繼電器、溫度傳感器、CAN接口 ；所述繼電器至少為三個(gè)，其中之一連接膨脹器，其余連接滅火器；所述CAN接口整車控制系統(tǒng)相連；所述處理器中主要包含有溫度和煙度信號(hào)采集單元、CAN信息接收單元、溫度異常監(jiān)測單元、煙度異常監(jiān)測單元、側(cè)翻和碰撞事故監(jiān)測單元、CAN信息發(fā)送單元等；溫度和煙度信號(hào)采集單元采集溫度和煙度信號(hào)，CAN信息接收單元接收側(cè)翻、碰撞事故預(yù)警信號(hào)，并將溫度信號(hào)發(fā)送給溫度異常監(jiān)測單元進(jìn)行溫度異常監(jiān)測，將煙度信號(hào)發(fā)送給煙度異常監(jiān)測單元進(jìn)行煙度監(jiān)測、將側(cè)翻和碰撞事故發(fā)送給側(cè)翻和碰撞事故監(jiān)測單元進(jìn)行事故監(jiān)測，并將報(bào)警信息通過CAN信息發(fā)送單元上傳。各滅火器由處理器通過繼電器獨(dú)立控制，當(dāng)有危險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)，處理器按順序接通繼電器，相應(yīng)滅火器被順序弓I爆，每次危險(xiǎn)只弓I爆一個(gè)滅火器。膨脹器通過繼電器控制，當(dāng)有危險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)觸發(fā)，使車窗碎裂或者滑落，膨脹器設(shè)計(jì)應(yīng)保證車窗能順利打開，并充分考慮乘員安全。本實(shí)用新型采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型基于單片機(jī)處理器，連接溫度傳感器、煙度傳感器、繼電器(繼電器控制滅火器和膨脹器)，對(duì)車輛行駛過程中監(jiān)測點(diǎn)的溫度、車內(nèi)煙度、車輛運(yùn)行事故情況進(jìn)行監(jiān)控，建立異常狀態(tài)識(shí)別，當(dāng)有危險(xiǎn)
3發(fā)生時(shí)，通過各個(gè)繼電器順序引爆膨脹器和滅火器，實(shí)現(xiàn)車輛一次起火事故、二次著火事故的主動(dòng)預(yù)防和智能滅火，當(dāng)火災(zāi)不能避免時(shí)，自動(dòng)打開車門，通過繼電器觸發(fā)膨脹器打開車窗，便于車內(nèi)人員逃生。是一種事前預(yù)防和自動(dòng)逃生系統(tǒng)，較以前的事后彌補(bǔ)和人工開門、 砸窗更具有實(shí)用性，能提高早期滅火的及時(shí)性和逃生的可能性、便捷性。2、系統(tǒng)完成初始化后，采集溫度、煙度傳感器信號(hào)，接收CAN側(cè)翻、碰撞報(bào)警信息，按順序逐級(jí)進(jìn)行預(yù)警，避免系統(tǒng)紊亂以及消耗無用功。首先判斷溫度是否達(dá)到閾值，如果達(dá)到，立即引爆滅火器，打開車門和車窗，啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器；如無異常，則判斷當(dāng)前時(shí)刻到達(dá)閾值的時(shí)間t， 當(dāng)t小于預(yù)設(shè)到達(dá)時(shí)間to時(shí)，則啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器；如無異常，進(jìn)一步對(duì)車內(nèi)煙度進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)異常則啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器；如煙度無異常，則判斷是否有側(cè)翻和碰撞事故，如果有事故則動(dòng)報(bào)警指示燈和蜂鳴器。3、系統(tǒng)向駕駛員預(yù)警后，駕駛員可手動(dòng)進(jìn)行操作，引爆滅火器和車窗等，預(yù)防火災(zāi)或逃生。在沒有報(bào)警信息時(shí)，也可由駕駛員根據(jù)具體情況進(jìn)行操作?？傊?，本實(shí)用新型可手動(dòng)或自動(dòng)觸發(fā)滅火逃生系統(tǒng)，在自動(dòng)預(yù)防無效的情況下，應(yīng)急采用手動(dòng)，保證乘員的安全。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)總體框圖；圖2是本實(shí)用新型的處理器中各模塊關(guān)系圖；圖3是本實(shí)用新型的CAN網(wǎng)絡(luò)連接示意圖；圖4是應(yīng)用本實(shí)用新型處理的程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的車載消防系統(tǒng)包括一基于單片機(jī)的處理器1、報(bào)警指示燈2、蜂鳴器3、應(yīng)急按鈕4、車門開關(guān)5、繼電器6、煙度傳感器7、溫度傳感器8、CAN接口 9。處理器1與煙度傳感器7、溫度傳感器8，以及通過CAN接口 9與整車控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，并將采集到的各種信號(hào)處理后，向報(bào)警指示燈2、蜂鳴器3、應(yīng)急按鈕4和各繼電器6 發(fā)送控制信號(hào)，完成對(duì)客車火災(zāi)逃生系統(tǒng)的控制。因此，如圖2所示，處理器1對(duì)系統(tǒng)整體資源進(jìn)行計(jì)算、控制和管理，其中包含溫度和煙度信號(hào)采集單元10、CAN信息接收單元11、 溫度異常監(jiān)測單元12、煙度異常監(jiān)測單元13、側(cè)翻和碰撞事故監(jiān)測單元14、CAN信息發(fā)送單元15等。溫度和煙度信號(hào)采集單元10采集溫度和煙度信號(hào)，CAN信息接收單元11接收側(cè)翻、碰撞事故預(yù)警信號(hào)，并將溫度信號(hào)發(fā)送給溫度異常監(jiān)測單元12進(jìn)行溫度異常監(jiān)測，將煙度信號(hào)發(fā)送給煙度異常監(jiān)測單元13進(jìn)行煙度監(jiān)測、將側(cè)翻和碰撞事故發(fā)送給側(cè)翻和碰撞事故監(jiān)測單元14進(jìn)行事故監(jiān)測，并將報(bào)警信息通過CAN信息發(fā)送單元15上傳。本實(shí)用新型中處理器1只要具備上述接口資源和相應(yīng)的處理能力，均可以等同采用。比如某一實(shí)施例中處理器1可采用LPC2387微控制器。報(bào)警指示燈2和蜂鳴器3用于對(duì)駕駛員進(jìn)行警示，應(yīng)急按鈕4用于危險(xiǎn)時(shí)駕駛員應(yīng)急啟動(dòng)滅火器、膨脹器、打開車門，它們都通過I/O端口與處理器1相連。車門開關(guān)5用于當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)由處理器1觸發(fā)打開，便于第一時(shí)間逃生。[0020]繼電器6分別連接滅火器和膨脹器，發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)由處理器1觸發(fā)膨脹器、并順序引爆相應(yīng)的滅火器。本實(shí)用新型中至少設(shè)置三個(gè)繼電器，分別控制兩個(gè)滅火器和一個(gè)膨脹器。 膨脹器固定在車窗上，一般有機(jī)械敲擊式的，有熱膨脹式的，有爆破式的，目的就是自動(dòng)觸發(fā)使車窗碎裂或者滑落，并最大限度保護(hù)乘員安全。滅火器和膨脹器的觸發(fā)分兩種，一種是自動(dòng)觸發(fā)，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，由處理器1自動(dòng)通過繼電器6觸發(fā)；一種是手動(dòng)觸發(fā)，也就是通過按下應(yīng)急按鈕4，通知處理器1控制繼電器6觸發(fā)。煙度傳感器7用于采集車內(nèi)煙度以監(jiān)測火情狀態(tài)。采用數(shù)字量傳感器，工作電壓 MVDC，保護(hù)面積60m2。溫度傳感器8用于測量監(jiān)測點(diǎn)的溫度，由于發(fā)生燃燒時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度較高，采用量程范圍_40°C 300°C，精度0. 3%，輸出電壓0 5V耐高溫的溫度傳感器。處理器1通過CAN接口 9掛接到整車網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。處理器1通過CAN接口 9 接收和發(fā)送報(bào)警信息。處理器1接收系統(tǒng)的碰撞、側(cè)翻報(bào)警信息，并將溫度、煙度、以及火情報(bào)警信息通過CAN接口 9上傳。處理器1通過CAN接口 9作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)掛接到整車網(wǎng)絡(luò)， 與其他控制節(jié)點(diǎn)并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息交互與數(shù)據(jù)共享。本實(shí)用新型基于以上控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛智能防火的預(yù)警及應(yīng)急逃生，如圖4 所示，其具體控制流程如下1、首先是系統(tǒng)初始化；2、采集溫度、煙度傳感器信號(hào)，通過CAN總線接收側(cè)翻、碰撞報(bào)警信息；3、預(yù)設(shè)報(bào)警溫度閾值T0，時(shí)間閾值t0，實(shí)時(shí)采集溫度信號(hào)T，判斷溫度是否達(dá)到 T0，如果達(dá)到，立即引爆滅火器，打開車門和車窗，啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進(jìn)行預(yù)警，系統(tǒng)同時(shí)重新開始采樣；如未達(dá)到T0，則對(duì)T進(jìn)行微分，得到溫度變化率T'，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻到達(dá)TO的時(shí)間
to,
TO-Tt =-，
T'當(dāng)t小于時(shí)間閾值t0時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進(jìn)行預(yù)警，系統(tǒng)同時(shí)重新開始采樣；t大于時(shí)間閾值to則不需報(bào)警。4、如溫度無異常，進(jìn)一步對(duì)車內(nèi)煙度進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)異常則啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進(jìn)行預(yù)警，系統(tǒng)同時(shí)重新開始采樣。5、如煙度無異常，則判斷是否有側(cè)翻和碰撞事故，如果有事故則啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進(jìn)行預(yù)警，系統(tǒng)同時(shí)重新開始采樣。此外，當(dāng)系統(tǒng)完成初始化后，在上述任意階段，駕駛員可根據(jù)具體情況隨時(shí)觸發(fā)應(yīng)急按鈕，進(jìn)行引爆滅火器、打開車門、觸發(fā)膨脹器，同時(shí)啟動(dòng)預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進(jìn)行報(bào)警。處理器順序接通各繼電器，觸發(fā)膨脹器，相應(yīng)滅火器被順序引爆，每次操作只引爆一個(gè)滅火器。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此， 其中各部件的結(jié)構(gòu)、位置、連接都是可以有所變化的。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)，進(jìn)行的個(gè)別改進(jìn)和變換，都應(yīng)受到保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，安裝于整車控制系統(tǒng)之中，其特征在于它包括一基于單片機(jī)的嵌入式處理器，以及由處理器連接的報(bào)警指示燈、蜂鳴器、應(yīng)急按鈕、繼電器、 煙度傳感器、溫度傳感器、CAN接口；所述繼電器至少為三個(gè)，其中一個(gè)連接膨脹器，其余連接滅火器；所述CAN接口與整車網(wǎng)絡(luò)相連；所述處理器中主要包含有溫度和煙度信號(hào)采集單元、CAN信息接收單元、溫度異常監(jiān)測單元、煙度異常監(jiān)測單元、側(cè)翻和碰撞事故監(jiān)測單元、CAN信息發(fā)送單元；溫度信號(hào)采集單元采集溫度信號(hào)發(fā)送給溫度異常監(jiān)測單元，煙度信號(hào)采集單元采集煙度信號(hào)發(fā)送給煙度異常監(jiān)測單元，CAN信息接收單元接收側(cè)翻、碰撞事故預(yù)警信號(hào)，發(fā)送給側(cè)翻和碰撞事故監(jiān)測單元，各監(jiān)測信息通過CAN信息發(fā)送單元上傳。
2.如權(quán)利要求1所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述處理器采用 LPC2387微控制器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹器固定在車窗上，觸發(fā)時(shí)膨脹使車窗玻璃碎裂或者脫落。
4 如權(quán)利要求1或2所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述煙度傳感器為數(shù)字量傳感器，工作電壓為MVDC，保護(hù)面積為60m2。
5.如權(quán)利要求3所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述煙度傳感器為數(shù)字量傳感器，工作電壓為MVDC，保護(hù)面積為60m2。
6.如權(quán)利要求1或2所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器量程為_40°C 300°C，精度為0. 3%，輸出電壓為0 5V。
7.如權(quán)利要求3所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器量程為-40°C 300°C，精度為0. 3%，輸出電壓為0 5V。
8.如權(quán)利要求4所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器量程為-40°C 300°C，精度為0. 3%，輸出電壓為0 5V。
9.如權(quán)利要求5所述的客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器量程為-40°C 300°C，精度為0. 3%，輸出電壓為0 5V。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種客車火災(zāi)監(jiān)測及逃生系統(tǒng)，本實(shí)用新型基于單片機(jī)處理器，連接溫度傳感器、煙度傳感器、繼電器(繼電器控制滅火器和膨脹器)，對(duì)車輛行駛過程中監(jiān)測點(diǎn)的溫度、車內(nèi)煙度、車輛運(yùn)行事故情況進(jìn)行監(jiān)控，建立異常狀態(tài)識(shí)別，當(dāng)有危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，通過各個(gè)繼電器順序引爆滅火器，實(shí)現(xiàn)車輛一次起火事故、二次著火事故的主動(dòng)預(yù)防和智能滅火，當(dāng)火災(zāi)不能避免時(shí)，自動(dòng)打開車門，通過繼電器觸發(fā)膨脹器打開車窗，便于車內(nèi)人員逃生。是一種事前預(yù)防和自動(dòng)逃生系統(tǒng)，較以前的事后彌補(bǔ)和人工開門、砸窗更具有實(shí)用性，能提高早期滅火的及時(shí)性和逃生的可能性、便捷性。
文檔編號(hào)A62C3/07GK202208273SQ20112029898
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者任春曉, 周煒, 尤寧, 張國勝, 張祿, 李強(qiáng), 李文亮, 李臣, 董軒 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所