客車火災監測及逃生系統的製作方法
2023-11-11 17:14:32 1
專利名稱：客車火災監測及逃生系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛火災逃生技術，尤其涉及一種客車火情實時監測及逃生系統。
背景技術：
隨著我國經濟持續快速發展，道路運輸車輛的數量不斷增多，與此同時由於車輛自燃以及交通事故引發著火的二次災害也頻繁發生，往往造成「群死群傷」和財產巨大損失，已引起社會的極大關注，影響到社會穩定與和諧發展。近年來道路運輸車輛火災呈現上升趨勢，尤其是大型班線客車、旅遊包車和城市公交車的著火燃燒在各種媒體上屢見報導。據近年資料統計，全國中等以上城市每年發生汽車火災上百起，80 %以上都造成車輛報廢，甚至是車毀人亡，給人民群眾生命財產和國民經濟造成了嚴重損失。現有車輛火災逃生技術中，對於火情提前預警和在火災發生前後主動逃生系統尚未見深入研究。
發明內容因此，為解決車輛火情提前預警和及時逃生的問題，本實用新型目的是針對客車提供一種火災監測及逃生系統。該系統發現火情時可及時向駕駛員發出警報，當火災不能避免時，自動打開車門，觸發膨脹器打開車窗，便於車內人員逃生。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種客車火災監測及逃生系統， 安裝於整車控制系統之中，其特徵在於它包括一基於單片機的嵌入式處理器，以及由處理器連接的報警指示燈、蜂鳴器、應急按鈕、車門開關、繼電器、溫度傳感器、CAN接口 ；所述繼電器至少為三個，其中之一連接膨脹器，其餘連接滅火器；所述CAN接口整車控制系統相連；所述處理器中主要包含有溫度和煙度信號採集單元、CAN信息接收單元、溫度異常監測單元、煙度異常監測單元、側翻和碰撞事故監測單元、CAN信息發送單元等；溫度和煙度信號採集單元採集溫度和煙度信號，CAN信息接收單元接收側翻、碰撞事故預警信號，並將溫度信號發送給溫度異常監測單元進行溫度異常監測，將煙度信號發送給煙度異常監測單元進行煙度監測、將側翻和碰撞事故發送給側翻和碰撞事故監測單元進行事故監測，並將報警信息通過CAN信息發送單元上傳。各滅火器由處理器通過繼電器獨立控制，當有危險出現時，處理器按順序接通繼電器，相應滅火器被順序弓I爆，每次危險只弓I爆一個滅火器。膨脹器通過繼電器控制，當有危險出現時觸發，使車窗碎裂或者滑落，膨脹器設計應保證車窗能順利打開，並充分考慮乘員安全。本實用新型採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型基於單片機處理器，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)，對車輛行駛過程中監測點的溫度、車內煙度、車輛運行事故情況進行監控，建立異常狀態識別，當有危險
3發生時，通過各個繼電器順序引爆膨脹器和滅火器，實現車輛一次起火事故、二次著火事故的主動預防和智能滅火，當火災不能避免時，自動打開車門，通過繼電器觸發膨脹器打開車窗，便於車內人員逃生。是一種事前預防和自動逃生系統，較以前的事後彌補和人工開門、 砸窗更具有實用性，能提高早期滅火的及時性和逃生的可能性、便捷性。2、系統完成初始化後，採集溫度、煙度傳感器信號，接收CAN側翻、碰撞報警信息，按順序逐級進行預警，避免系統紊亂以及消耗無用功。首先判斷溫度是否達到閾值，如果達到，立即引爆滅火器，打開車門和車窗，啟動預警指示燈和蜂鳴器；如無異常，則判斷當前時刻到達閾值的時間t， 當t小於預設到達時間to時，則啟動預警指示燈和蜂鳴器；如無異常，進一步對車內煙度進行判斷，發現異常則啟動預警指示燈和蜂鳴器；如煙度無異常，則判斷是否有側翻和碰撞事故，如果有事故則動報警指示燈和蜂鳴器。3、系統向駕駛員預警後，駕駛員可手動進行操作，引爆滅火器和車窗等，預防火災或逃生。在沒有報警信息時，也可由駕駛員根據具體情況進行操作。總之，本實用新型可手動或自動觸發滅火逃生系統，在自動預防無效的情況下，應急採用手動，保證乘員的安全。
圖1是本實用新型的系統總體框圖；圖2是本實用新型的處理器中各模塊關係圖；圖3是本實用新型的CAN網絡連接示意圖；圖4是應用本實用新型處理的程序流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型提供的車載消防系統包括一基於單片機的處理器1、報警指示燈2、蜂鳴器3、應急按鈕4、車門開關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與整車控制系統進行信息交互，並將採集到的各種信號處理後，向報警指示燈2、蜂鳴器3、應急按鈕4和各繼電器6 發送控制信號，完成對客車火災逃生系統的控制。因此，如圖2所示，處理器1對系統整體資源進行計算、控制和管理，其中包含溫度和煙度信號採集單元10、CAN信息接收單元11、 溫度異常監測單元12、煙度異常監測單元13、側翻和碰撞事故監測單元14、CAN信息發送單元15等。溫度和煙度信號採集單元10採集溫度和煙度信號，CAN信息接收單元11接收側翻、碰撞事故預警信號，並將溫度信號發送給溫度異常監測單元12進行溫度異常監測，將煙度信號發送給煙度異常監測單元13進行煙度監測、將側翻和碰撞事故發送給側翻和碰撞事故監測單元14進行事故監測，並將報警信息通過CAN信息發送單元15上傳。本實用新型中處理器1隻要具備上述接口資源和相應的處理能力，均可以等同採用。比如某一實施例中處理器1可採用LPC2387微控制器。報警指示燈2和蜂鳴器3用於對駕駛員進行警示，應急按鈕4用於危險時駕駛員應急啟動滅火器、膨脹器、打開車門，它們都通過I/O埠與處理器1相連。車門開關5用於當發生危險時由處理器1觸發打開，便於第一時間逃生。[0020]繼電器6分別連接滅火器和膨脹器，發生危險時由處理器1觸發膨脹器、並順序引爆相應的滅火器。本實用新型中至少設置三個繼電器，分別控制兩個滅火器和一個膨脹器。 膨脹器固定在車窗上，一般有機械敲擊式的，有熱膨脹式的，有爆破式的，目的就是自動觸發使車窗碎裂或者滑落，並最大限度保護乘員安全。滅火器和膨脹器的觸發分兩種，一種是自動觸發，當出現異常時，由處理器1自動通過繼電器6觸發；一種是手動觸發，也就是通過按下應急按鈕4，通知處理器1控制繼電器6觸發。煙度傳感器7用於採集車內煙度以監測火情狀態。採用數字量傳感器，工作電壓 MVDC，保護面積60m2。溫度傳感器8用於測量監測點的溫度，由於發生燃燒時發動機艙內溫度較高，採用量程範圍_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掛接到整車網絡，如圖3所示。處理器1通過CAN接口 9 接收和發送報警信息。處理器1接收系統的碰撞、側翻報警信息，並將溫度、煙度、以及火情報警信息通過CAN接口 9上傳。處理器1通過CAN接口 9作為一個節點掛接到整車網絡， 與其他控制節點並聯，實現信息交互與數據共享。本實用新型基於以上控制系統，實現了車輛智能防火的預警及應急逃生，如圖4 所示，其具體控制流程如下1、首先是系統初始化；2、採集溫度、煙度傳感器信號，通過CAN總線接收側翻、碰撞報警信息；3、預設報警溫度閾值T0，時間閾值t0，實時採集溫度信號T，判斷溫度是否達到 T0，如果達到，立即引爆滅火器，打開車門和車窗，啟動預警指示燈和蜂鳴器，進行預警，系統同時重新開始採樣；如未達到T0，則對T進行微分，得到溫度變化率T'，計算當前時刻到達TO的時間
to,
TO-Tt =-，
T'當t小於時間閾值t0時，啟動預警指示燈和蜂鳴器，進行預警，系統同時重新開始採樣；t大於時間閾值to則不需報警。4、如溫度無異常，進一步對車內煙度進行判斷，發現異常則啟動預警指示燈和蜂鳴器，進行預警，系統同時重新開始採樣。5、如煙度無異常，則判斷是否有側翻和碰撞事故，如果有事故則啟動預警指示燈和蜂鳴器，進行預警，系統同時重新開始採樣。此外，當系統完成初始化後，在上述任意階段，駕駛員可根據具體情況隨時觸發應急按鈕，進行引爆滅火器、打開車門、觸發膨脹器，同時啟動預警指示燈和蜂鳴器，進行報警。處理器順序接通各繼電器，觸發膨脹器，相應滅火器被順序引爆，每次操作只引爆一個滅火器。以上所述，僅為本實用新型的具體說明，但本實用新型的保護範圍並不局限於此， 其中各部件的結構、位置、連接都是可以有所變化的。任何熟悉本技術領域的技術人員凡是在本實用新型技術方案的範圍內，進行的個別改進和變換，都應受到保護。
權利要求1.一種客車火災監測及逃生系統，安裝於整車控制系統之中，其特徵在於它包括一基於單片機的嵌入式處理器，以及由處理器連接的報警指示燈、蜂鳴器、應急按鈕、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，其中一個連接膨脹器，其餘連接滅火器；所述CAN接口與整車網絡相連；所述處理器中主要包含有溫度和煙度信號採集單元、CAN信息接收單元、溫度異常監測單元、煙度異常監測單元、側翻和碰撞事故監測單元、CAN信息發送單元；溫度信號採集單元採集溫度信號發送給溫度異常監測單元，煙度信號採集單元採集煙度信號發送給煙度異常監測單元，CAN信息接收單元接收側翻、碰撞事故預警信號，發送給側翻和碰撞事故監測單元，各監測信息通過CAN信息發送單元上傳。
2.如權利要求1所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於所述處理器採用 LPC2387微控制器。
3.如權利要求1或2所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於所述膨脹器固定在車窗上，觸發時膨脹使車窗玻璃碎裂或者脫落。
4 如權利要求1或2所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於所述煙度傳感器為數字量傳感器，工作電壓為MVDC，保護面積為60m2。
5.如權利要求3所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於所述煙度傳感器為數字量傳感器，工作電壓為MVDC，保護面積為60m2。
6.如權利要求1或2所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於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.如權利要求3所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於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.如權利要求4所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於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.如權利要求5所述的客車火災監測及逃生系統，其特徵在於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。
專利摘要本實用新型涉及一種客車火災監測及逃生系統，本實用新型基於單片機處理器，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)，對車輛行駛過程中監測點的溫度、車內煙度、車輛運行事故情況進行監控，建立異常狀態識別，當有危險發生時，通過各個繼電器順序引爆滅火器，實現車輛一次起火事故、二次著火事故的主動預防和智能滅火，當火災不能避免時，自動打開車門，通過繼電器觸發膨脹器打開車窗，便於車內人員逃生。是一種事前預防和自動逃生系統，較以前的事後彌補和人工開門、砸窗更具有實用性，能提高早期滅火的及時性和逃生的可能性、便捷性。
文檔編號A62C3/07GK202208273SQ20112029898
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者任春曉, 周煒, 尤寧, 張國勝, 張祿, 李強, 李文亮, 李臣, 董軒 申請人:交通運輸部公路科學研究所