一种汽车安全检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车安全检测装置，包括微控制器、电源模块、液晶触摸屏和、GPRS/GSM通信模块，所述微控制器的输入端接有重量传感器、测速模块和摩擦系数检测模块，以及角度检测模块和酒精含量检测模块，所述微控制器的输出端接有报警电路，所述摩擦系数检测模块包括扭矩传感器和第一信号调理电路，所述角度检测模块包括三轴陀螺仪和第二信号调理电路，所述酒精含量检测模块包括酒精传感器、温度补偿电路以及第三信号调理电路。本实用新型设设计合理，结构简单，成本低，避免汽车超重、超速或驾驶员酒驾，提高汽车的驾驶安全性，实用性强。
【专利说明】
一种汽车安全检测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于汽车安全控制技术领域，具体涉及一种汽车安全检测装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的快速发展，全国汽车数量增多，所以每年汽车造成的交通故障居多，通过调查，在我国，每年因为酒后驾驶引起的交通事故达数万起，而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾驶不仅危害自身的健康，同时容易造成他人的伤亡，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的一大〃杀手〃，因此对汽车驾驶员进行体内酒精含量的检测则显得尤为重要。另外，随着汽车性能的改善，汽车速度可改变的范围较大，驾驶员无意之间就会提速，而超速行驶不仅使驾驶员的视野范围变窄，反应时间减少，而且会减少车辆操作的稳定性，特别是在弯道处，由于离心力的作用，容易造成车辆发生侧滑或倾斜，酿造事故，同时还加速汽车机件的磨损和损毁。再者，在雨天或雪天，汽车行驶道路的摩擦系数会发生改变，在摩擦系数小的情况下，汽车速度过快会造成翻倾事故。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理的汽车安全检测装置，通过设置重量传感器、测速模块、摩擦系数检测模块和酒精含量检测模块实时检测汽车载重、汽车速度、车轮与地面的摩擦系数和驾驶员体内的酒精含量，通过设置角度检测模块实时检测汽车水平垂直方向倾角，避免汽车超重、超速或驾驶员酒驾，提高汽车的驾驶安全性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种汽车安全检测装置，其设计合理，结构简单，成本低，通过设置重量传感器、测速模块、摩擦系数检测模块和酒精含量检测模块实时检测汽车载重、汽车速度、车轮与地面的摩擦系数和驾驶员体内的酒精含量，通过设置角度检测模块实时检测汽车水平垂直方向倾角，避免汽车超重、超速或驾驶员酒驾，提高汽车的驾驶安全性，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种汽车安全检测装置，包括微控制器、电源模块以及与微控制器相接的液晶触摸屏和用于与手机进行无线通信的GPRS/GSM通信模块，所述微控制器的输入端接有重量传感器、用于检测车轮速度的测速模块和用于检测车轮与地面摩擦系数的摩擦系数检测模块，以及用于检测汽车水平垂直方向倾角的角度检测模块和用于检测驾驶员体内酒精含量的酒精含量检测模块，所述微控制器的输出端接有报警电路，所述摩擦系数检测模块包括扭矩传感器和与扭矩传感器输出端相接的第一信号调理电路，所述角度检测模块包括三轴陀螺仪和与三轴陀螺仪输出端相接的第二信号调理电路，所述酒精含量检测模块包括酒精传感器、温度补偿电路以及与酒精传感器和温度补偿电路输出端均相接的第三信号调理电路，所述第一信号调理电路、第二信号调理电路和第三信号调理电路的输出端均与微控制器的输入端相接。
[0005]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述扭矩传感器为应变片式扭矩传感器，所述第一信号调理电路包括运放LI和运放L2，所述运放LI的同相输入端分两路，一路经电阻R7与扭矩传感器的一个信号输出端相接，另一路经电阻RlO接地;所述运放LI的反相输入端经电阻R5与扭矩传感器的另一个信号输出端相接，所述运放LI的输出端分两路，一路经可变电阻Rl与运放LI的反相输入端相接，另一路与电阻R6的一端相接;所述运放L2的同相输入端分三路，一路与电阻R6的另一端相接，第二路经电阻R4与5V电源输出端相接，第三路经电阻R9接地;所述运放L2的反相输入端经电阻Rll接地，所述运放L2的输出端分两路，一路经可变电阻R2与运放L2的反相输入端相接，另一路经电阻R8与微控制器相接。
[0006]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述三轴陀螺仪为ENJ-03J三轴陀螺仪，所述ENJ-03J三轴陀螺仪的第2引脚分两路，一路与电阻R12的一端相接，另一路与电阻R13的一端相接;所述ENJ-03J三轴陀螺仪的第4引脚与电容C2的一端相接；
[0007]所述第二信号调理电路包括运放L3，所述运放L3的同相输入端分两路，一路与电阻R12的另一端相接，另一路与电容C2的另一端相接;所述运放L3的反相输入端分两路，一路与电阻R13的另一端相接，另一路与双向二极管Tl的一端相接;所述双向二极管Tl的另一端接地，所述运放L3的输出端分两路，一路经并联的电容C3和电阻R14与运放L3的反相输入端相接，另一路与微控制器相接。
[0008]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述测速模块为红外测速模块或光电码盘测速模块。
[0009]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述酒精传感器为MQ-3酒精传感器，所述MQ-3酒精传感器的第2引脚经电阻R16与5V电源输出端相接，所述MQ-3酒精传感器的第4引脚和第6引脚的连接端分两路，一路与滑动电阻R18的一个固定端相接，另一路为MQ-3酒精传感器的信号输出端;所述滑动电阻R18的另一个固定端和滑动电阻R18的滑动端的连接端接地；
[0010]所述温度补偿电路包括热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的一端与5V电源输出端相接；
[0011]所述第三信号调理电路包括运放L4，所述运放L4的同相输入端与MQ-3酒精传感器的信号输出端相接，所述运放L4的反相输入端分三路，一路经电阻Rl 5与5V电源输出端相接，另一路与热敏电阻RT的另一端相接，第三路经电阻R17接地;所述运放L4的输出端与微控制器相接。
[0012]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述电源模块包括电源转换芯片LM7805。
[0013]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述微控制器包括单片机、ARM微控制器或DSP微控制器。
[0014]上述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述报警电路包括语音芯片ISD4002。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本实用新型通过设置重量传感器和测速模块，实时检测汽车的载重和速度，防止汽车在超重或超速的状态下行驶，减少汽车机件的磨损和损毁，提高驾驶的安全性，电路简单。
[0017]2、本实用新型通过设置摩擦系数检测模块，包括扭矩传感器和第一信号调理电路，实时检测汽车车轮与地面的摩擦系数，超过预先设定的摩擦系数阈值时，微控制器经过报警电路进行报警，提醒驾驶人员当前行驶道路的摩擦系数小，驾驶员掌握好车速，防止汽车倾斜角度大，酿造事故。
[0018]3、本实用新型通过设置酒精含量检测模块，实时检测驾驶员体内的酒精含量，并通过设置温度补偿电路对酒精传感器检测到的信号进行补偿，补偿后的信号经过第三信号调理电路的处理送入微控制器，经过微控制器的处理得到驾驶员体内的酒精含量，超过预先设定的酒精含量阈值时，微控制器经过报警电路进行报警，警告禁止驾驶员驾驶，防止酒驾造成行车事故。
[0019]4、本实用新型通过设置角度检测模块，包括三轴陀螺仪和第二信号调理电路，实时检测汽车在水平方向的横滚角和在垂直方向上的俯仰角，超过预先设定的横滚角阈值和俯仰角阈值时，微控制器经过报警电路进行报警，提醒使驾驶人员能精确控制汽车，防止汽车倾斜角度大，酿造事故。
[0020]5、本实用新型设计合理，结构简单，成本低，实用性强，便于推广使用。
[0021]综上所述，本实用新型设计合理，结构简单，成本低，通过设置重量传感器、测速模块、摩擦系数检测模块和酒精含量检测模块实时检测汽车载重、汽车速度、车轮与地面的摩擦系数和驾驶员体内的酒精含量，通过设置角度检测模块实时检测汽车水平垂直方向倾角，避免汽车超重、超速或驾驶员酒驾，提高汽车的驾驶安全性，实用性强，便于推广使用。
[0022]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】
[0023]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0024]图2为本实用新型第一信号调理电路的电路原理图。
[0025]图3为本实用新型三轴陀螺仪与第二信号调理电路的电路连接关系示意图。
[0026]图4为本实用新型酒精传感器、温度补偿电路与第三信号调理电路的电路连接关系示意图。
[0027]附图标记说明:
[0028]I 一微控制器；2—扭矩传感器；3—第一信号调理电路；
[0029]4 一重量传感器； 5—三轴陀螺仪；6—第二信号调理电路；
[0030]7—测速模块；8—酒精传感器；9 一第三信号调理电路；
[0031]10 一温度补偿电路；11 一电源模块；12—液晶触摸屏；
[0032]13—报警电路； 14 一GPRS/GSM通信模块；15—手机。
【具体实施方式】
[0033]如图1所示，本实用新型包括微控制器1、电源模块11以及与微控制器I相接的液晶触摸屏12和用于与手机15进行无线通信的GPRS/GSM通信模块14，所述微控制器I的输入端接有重量传感器4、用于检测车轮速度的测速模块7和用于检测车轮与地面摩擦系数的摩擦系数检测模块，以及用于检测汽车水平垂直方向倾角的角度检测模块和用于检测驾驶员体内酒精含量的酒精含量检测模块，所述微控制器I的输出端接有报警电路13，所述摩擦系数检测模块包括扭矩传感器2和与扭矩传感器2输出端相接的第一信号调理电路3，所述角度检测模块包括三轴陀螺仪5和与三轴陀螺仪5输出端相接的第二信号调理电路6，所述酒精含量检测模块包括酒精传感器8、温度补偿电路10以及与酒精传感器8和温度补偿电路10输出端均相接的第三信号调理电路9，所述第一信号调理电路3、第二信号调理电路6和第三信号调理电路9的输出端均与微控制器I的输入端相接。
[0034]本实施例中，所述扭矩传感器2为应变片式扭矩传感器。
[0035]如图2所示，本实施例中，所述第一信号调理电路3包括运放LI和运放L2，所述运放LI的同相输入端分两路，一路经电阻R7与扭矩传感器2的一个信号输出端相接，另一路经电阻RlO接地;所述运放LI的反相输入端经电阻R5与扭矩传感器2的另一个信号输出端相接，所述运放LI的输出端分两路，一路经可变电阻Rl与运放LI的反相输入端相接，另一路与电阻R6的一端相接;所述运放L2的同相输入端分三路，一路与电阻R6的另一端相接，第二路经电阻R4与5V电源输出端相接，第三路经电阻R9接地;所述运放L2的反相输入端经电阻Rll接地，所述运放L2的输出端分两路，一路经可变电阻R2与运放L2的反相输入端相接，另一路经电阻R8与微控制器I相接。
[0036]如图3所示，本实施例中，所述三轴陀螺仪5为ENJ-03J三轴陀螺仪，所述ENJ-03J三轴陀螺仪的第2引脚分两路，一路与电阻R12的一端相接，另一路与电阻R13的一端相接;所述ENJ-03 J三轴陀螺仪的第4引脚与电容C2的一端相接；
[0037]所述第二信号调理电路6包括运放L3，所述运放L3的同相输入端分两路，一路与电阻R12的另一端相接，另一路与电容C2的另一端相接;所述运放L3的反相输入端分两路，一路与电阻R13的另一端相接，另一路与双向二极管Tl的一端相接;所述双向二极管Tl的另一端接地，所述运放L3的输出端分两路，一路经并联的电容C3和电阻R14与运放L3的反相输入端相接，另一路与微控制器I相接。
[0038]本实施例中，所述测速模块7为红外测速模块或光电码盘测速模块。
[0039]如图4所示，本实施例中，所述酒精传感器8为MQ-3酒精传感器，所述MQ-3酒精传感器的第2引脚经电阻R16与5V电源输出端相接，所述MQ-3酒精传感器的第4引脚和第6引脚的连接端分两路，一路与滑动电阻R18的一个固定端相接，另一路为MQ-3酒精传感器的信号输出端;所述滑动电阻R18的另一个固定端和滑动电阻R18的滑动端的连接端接地；
[0040]所述温度补偿电路10包括热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的一端与5V电源输出端相接；
[0041]所述第三信号调理电路9包括运放L4，所述运放L4的同相输入端与MQ-3酒精传感器的信号输出端相接，所述运放L4的反相输入端分三路，一路经电阻R15与5V电源输出端相接，另一路与热敏电阻RT的另一端相接，第三路经电阻R17接地;所述运放L4的输出端与微控制器I相接。
[0042]本实施例中，所述电源模块11包括电源转换芯片LM7805。
[0043]本实施例中，所述微控制器I包括单片机、ARM微控制器或DSP微控制器。
[0044]本实施例中，所述报警电路13包括语音芯片ISD4002。
[0045]本实用新型使用时，电源模块11为微控制器I各用电模块供电，微控制器I进入工作状态，通过液晶触摸屏12预先设定摩擦系数阈值、载重阈值、速度阈值、俯仰角阈值、横滚角阈值和酒精含量阈值，重量传感器4实时检测汽车的载重并将采集到的载重发送至微控制器I，测速模块7实时检测汽车车轮的速度并将采集到的车轮速度发送至微控制器I，微控制器I将接收到的载重和速度分别与预先设定的载重阈值和速度阈值进行比较，当重量传感器4采集到的载重大于预先设定的载重阈值时，微控制器I控制报警电路13报警提醒，当测速模块7采集到的速度大于预先设定的速度阈值时，微控制器I控制报警电路13报警提醒，防止汽车在超重或超速的状态下行驶，减少汽车机件的磨损和损毁;扭矩传感器2实时检测汽车车轮受到的摩擦阻力矩并将采集到的摩擦阻力矩信号送入第一信号调理电路3，经过第一信号调理电路3的处理发送至微控制器I，三轴陀螺仪5实时检测汽车的倾角信号并将采集到的倾角信号送入第二信号调理电路6，经过第二信号调理电路6的处理发送至微控制器I，酒精传感器8实时检测驾驶员体内的酒精含量并将采集到酒精含量送入第三信号调理电路9，经过温度补偿电路10和第三信号调理电路9的处理发送至微控制器I，微控制器I经过处理得到汽车车轮与地面的摩擦系数、汽车水平方向的横滚角、汽车垂直方向上的俯仰角和驾驶员体内的酒精含量，并与预先设定的摩擦系数阈值、横滚角阈值、俯仰角阈值和酒精含量阈值进行比较，当微控制器I得到的摩擦系数小于预先设定的摩擦系数阈值时，微控制器I控制报警电路13报警提醒驾驶员当前行驶道路的摩擦系数小，当微控制器I得到的俯仰角阈值大于预先设定的俯仰角阈值或微控制器I得到的横滚角大于预先设定的横滚角阈值时，微控制器I控制报警电路13报警提醒驾驶员当前汽车的垂直方向的倾角或水平方向的倾角较大，防止汽车发生翻倾，当微控制器I得到的驾驶员体内的酒精含量大于预先设定的酒精含量阈值时，微控制器I控制报警电路13报警提醒驾驶员禁止驾车；另外，液晶触摸屏12还能够对汽车的载重、车轮的速度、汽车车轮与地面的摩擦系数、汽车的横滚角和俯仰角、驾驶员体内的酒精含量进行实时显示，方便查看，并同步通过GPRS/GSM通信模块14传输至亲属的手机15，使亲属能实时监控汽车及驾驶员的状态，避免汽车超重、超速或驾驶员酒驾，提高汽车的驾驶安全性，保证汽车的正常工作，可靠稳定。
[0046]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化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种汽车安全检测装置，其特征在于:包括微控制器(I)、电源模块(11)以及与微控制器(I)相接的液晶触摸屏(12)和用于与手机(15)进行无线通信的GPRS/GSM通信模块(14)，所述微控制器(I)的输入端接有重量传感器(4)、用于检测车轮速度的测速模块(7)和用于检测车轮与地面摩擦系数的摩擦系数检测模块，以及用于检测汽车水平垂直方向倾角的角度检测模块和用于检测驾驶员体内酒精含量的酒精含量检测模块，所述微控制器(I)的输出端接有报警电路(13)，所述摩擦系数检测模块包括扭矩传感器(2)和与扭矩传感器(2)输出端相接的第一信号调理电路(3)，所述角度检测模块包括三轴陀螺仪(5)和与三轴陀螺仪(5)输出端相接的第二信号调理电路(6)，所述酒精含量检测模块包括酒精传感器(8)、温度补偿电路(10)以及与酒精传感器(8)和温度补偿电路(10)输出端均相接的第三信号调理电路(9)，所述第一信号调理电路(3)、第二信号调理电路(6)和第三信号调理电路(9)的输出端均与微控制器(I)的输入端相接。2.按照权利要求1所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述扭矩传感器(2)为应变片式扭矩传感器，所述第一信号调理电路(3)包括运放LI和运放L2，所述运放LI的同相输入端分两路，一路经电阻R7与扭矩传感器(2)的一个信号输出端相接，另一路经电阻RlO接地;所述运放LI的反相输入端经电阻R5与扭矩传感器(2)的另一个信号输出端相接，所述运放LI的输出端分两路，一路经可变电阻Rl与运放LI的反相输入端相接，另一路与电阻R6的一端相接;所述运放L2的同相输入端分三路，一路与电阻R6的另一端相接，第二路经电阻R4与5V电源输出端相接，第三路经电阻R9接地;所述运放L2的反相输入端经电阻Rll接地，所述运放L2的输出端分两路，一路经可变电阻R2与运放L2的反相输入端相接，另一路经电阻R8与微控制器(I)相接。3.按照权利要求1或2所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述三轴陀螺仪(5)为ENJ-03J三轴陀螺仪，所述ENJ-03J三轴陀螺仪的第2引脚分两路，一路与电阻R12的一端相接，另一路与电阻Rl 3的一端相接;所述ENJ-03 J三轴陀螺仪的第4引脚与电容C2的一端相接； 所述第二信号调理电路(6)包括运放L3，所述运放L3的同相输入端分两路，一路与电阻R12的另一端相接，另一路与电容C2的另一端相接;所述运放L3的反相输入端分两路，一路与电阻R13的另一端相接，另一路与双向二极管Tl的一端相接;所述双向二极管Tl的另一端接地，所述运放L3的输出端分两路，一路经并联的电容C3和电阻R14与运放L3的反相输入端相接，另一路与微控制器(I)相接。4.按照权利要求1或2所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述测速模块(7)为红外测速模块或光电码盘测速模块。5.按照权利要求1或2所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述酒精传感器(8)为MQ-3酒精传感器，所述MQ-3酒精传感器的第2引脚经电阻R16与5V电源输出端相接，所述MQ-3酒精传感器的第4引脚和第6引脚的连接端分两路，一路与滑动电阻R18的一个固定端相接，另一路为MQ-3酒精传感器的信号输出端;所述滑动电阻R18的另一个固定端和滑动电阻R18的滑动端的连接端接地； 所述温度补偿电路(10)包括热敏电阻RT，所述热敏电阻RT的一端与5V电源输出端相接； 所述第三信号调理电路(9)包括运放L4，所述运放L4的同相输入端与MQ-3酒精传感器的信号输出端相接，所述运放L4的反相输入端分三路，一路经电阻Rl 5与5V电源输出端相接，另一路与热敏电阻RT的另一端相接，第三路经电阻R17接地;所述运放L4的输出端与微控制器(I)相接。6.按照权利要求1或2所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述电源模块(11)包括电源转换芯片LM7805。7.按照权利要求1或2所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述微控制器(I)包括单片机、ARM微控制器或DSP微控制器。8.按照权利要求1或2所述的一种汽车安全检测装置，其特征在于:所述报警电路(13)包括语音芯片ISD4002。
【文档编号】B60Q11/00GK205686294SQ201620535051
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月3日 公开号201620535051.9, CN 201620535051, CN 205686294 U, CN 205686294U, CN-U-205686294, CN201620535051, CN201620535051.9, CN205686294 U, CN205686294U
【发明人】李红岩, 彭倩
【申请人】西安科技大学