專利名稱：車輛智能防火預(yù)警決策方法及車載消防系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的消防方法及控制系統(tǒng)，尤其涉及包括發(fā)動機艙、乘員艙、箱體等火災(zāi)高發(fā)區(qū)的車輛智能防火預(yù)警決策方法及車載消防系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，運輸工具數(shù)量不斷增多，運輸網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，同時汽車火災(zāi)現(xiàn)象也頻繁出現(xiàn)，且呈上升趨勢，每年各中等以上城市發(fā)生的汽車火災(zāi)都在幾十起以上，在高速公路等火災(zāi)消防困難地段發(fā)生火災(zāi)次數(shù)更多，并且汽車火災(zāi)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(chǎn)和國民經(jīng)濟造成了嚴(yán)重損失。車輛起火的原因主要有三個方面，一是人為因素造成的車廂內(nèi)部著火，例如客車乘員攜帶可燃性物質(zhì)(汽油、香蕉水、火藥類爆炸物等)；二是由于道路交通事故而導(dǎo)致的起火事故(二次事故形態(tài))，例如車輛碰撞、側(cè)翻等事故均可能引起著火事故；三是由于燃料泄漏而引起的自燃著火事故?，F(xiàn)有車輛滅火技術(shù)中，只有在發(fā)現(xiàn)起火時，才進行滅火，而不能提前主動預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，也有一些滅火技術(shù)是在判斷車輛加速度達到一定門檻值時自動啟動滅火，但此時事故已經(jīng)發(fā)生，很可能立即引發(fā)起火二次事故形態(tài)。如何在車輛一次起火事故、二次著火事故之前進行主動預(yù)防尚未見深入研究。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決車輛在一次起火事故、二次著火事故之前就能夠主動預(yù)警、實時控制的問題，本發(fā)明目的是針對火災(zāi)高發(fā)區(qū)的車輛部位，提供一種智能防火預(yù)警決策方法及車載消防系統(tǒng)。該系統(tǒng)和方法可及時向駕駛員發(fā)出警報，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種車載消防系統(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(yīng)急按鈕、顯示器、繼電器、陀螺儀、溫度傳感器、CAN接口 ；所述繼電器至少為兩個，分別連接一滅火器；所述CAN接口連接顯示模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊，CAN接口同時與整車系統(tǒng)相連；所述處理器中包含有溫度信號處理單元，傾角信號處理單元，加速度信號處理單元，起火監(jiān)測單元、側(cè)翻監(jiān)測單元，CAN通訊單元，碰撞危險監(jiān)測單元，碰撞程度監(jiān)測單元，決策控制單元；溫度信號處理單元將信號發(fā)送給起火監(jiān)測單元，同時發(fā)給CAN通訊單元，起火監(jiān)測單元將溫度信號處理后發(fā)送給決策控制單元；傾角信號處理單元將信號發(fā)送給側(cè)翻監(jiān)測單元，同時發(fā)給CAN通訊單元，側(cè)翻監(jiān)測單元對傾角信號處理后發(fā)送給決策控制單元；加速度信號處理單元將信號發(fā)送給CAN通訊單元，CAN通訊單元將信號依次發(fā)送給碰撞危險監(jiān)測單元及碰撞程度監(jiān)測單元進行判斷，然后發(fā)送給決策控制單元；決策控制單元負責(zé)總控，并向外發(fā)出指令。各滅火器由處理器通過繼電器獨立控制，當(dāng)有危險出現(xiàn)時，處理器按順序接通繼電器，相應(yīng)滅火器被順序弓I爆，每次危險只弓I爆一個滅火器?！?008〕 所述陀螺儀采集三軸向加速度信號以及傾角信號，三軸向角速度量程為 士 300。/？，三軸加速度計量程為士 128，橫滾角量程為士 180。；所述溫度傳感器量程 為-40。0 300。0，精度為0丨，輸出電壓為0 5乂。
〔0009〕 利用上述系統(tǒng)實現(xiàn)的一種車輛智能防火預(yù)警決策方法，包括以下步驟 ^00103 0系統(tǒng)初始化；
〔0011〕 2、采樣溫度、傾角、三軸加速度信號，通過(他總線接收環(huán)境監(jiān)測節(jié)點發(fā)送的車距 和相對車速，同時向顯示模塊發(fā)送信息，顯示模塊接收后顯示當(dāng)前時刻溫度、傾角、加速度、 車距、相對速度以及各種危險狀態(tài)； 〔0012〕 3〉檢查是否已經(jīng)有事故發(fā)生；
〔0013〕 4〉根據(jù)事故是否發(fā)生，調(diào)整溫度報警閾值，對車輛監(jiān)測點溫度進行判斷， 〔0014〕 如果發(fā)現(xiàn)超過監(jiān)測點預(yù)設(shè)的溫度閾值，則啟動預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進行預(yù)警，弓丨 爆滅火器，系統(tǒng)同時重新開始采樣；
〔0015〕 5〉如果溫度正常，則通過傾角信號對車輛側(cè)翻狀態(tài)進行判斷，如果發(fā)現(xiàn)側(cè)翻危險，
則啟動預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進行預(yù)警，并引爆滅火器，系統(tǒng)同時重新開始采樣；
〔0016〕 6〉如果車輛未發(fā)生側(cè)翻危險，則檢查是否接收到車距和相對車速信息，如果接收
到信息，則根據(jù)車距及相對車速判斷是否有碰撞危險；如果未接收到車距和相對車速信息，
則跳過這一步，不進行碰撞危險判斷；
〔0017〕 了)如果未發(fā)生碰撞危險，則重新開始采樣；
〔0018〕 如果發(fā)生了碰撞危險，則啟動預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進行預(yù)警；同時，系統(tǒng)采樣X、 丫、2三軸加速度信號，計算三軸向速度合成積分量，判斷碰撞發(fā)生的程度，當(dāng)積分量大于預(yù) 設(shè)的閾值時，則引爆滅火器，小于閾值時則重新采樣。
〔0019〕 所述溫度、側(cè)翻、碰撞中任意一項危險狀況出現(xiàn)，駕駛員均可觸發(fā)應(yīng)急按鈕，引爆 滅火器。
〔0020〕 所述步驟4〉中，對車輛監(jiān)測點溫度進行判斷的方法為 〔0021〕 ①首先在系統(tǒng)中對監(jiān)測點預(yù)設(shè)溫度閾值1.，時間閾值、， 〔0022〕 ②如已經(jīng)有事故發(fā)生，則降低溫度閾值1.， 〔0023〕 ③實時采集溫度信號I， 〔0024〕 ④對I進行微分，得到溫度變化率I’，
〔0025〕⑤令
權(quán)利要求
1.一種車載消防系統(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(yīng)急按鈕、顯示器、繼電器、陀螺儀、溫度傳感器、CAN接口；所述繼電器至少為兩個，分別連接一滅火器；所述CAN接口連接顯示模塊和環(huán)境監(jiān)測模塊，同時與整車系統(tǒng)相連；所述處理器中包含有溫度信號處理單元，傾角信號處理單元，加速度信號處理單元，起火監(jiān)測單元、側(cè)翻監(jiān)測單元，CAN通訊單元，碰撞危險監(jiān)測單元，碰撞程度監(jiān)測單元，決策控制單元；溫度信號處理單元將信號發(fā)送給起火監(jiān)測單元，同時發(fā)給CAN通訊單元，起火監(jiān)測單元將溫度信號處理后發(fā)送給決策控制單元；傾角信號處理單元將信號發(fā)送給側(cè)翻監(jiān)測單元，同時發(fā)給CAN通訊單元，側(cè)翻監(jiān)測單元對傾角信號處理后發(fā)送給決策控制單元；加速度信號處理單元將信號發(fā)送給CAN通訊單元，CAN通訊單元將信號依次發(fā)送給碰撞危險監(jiān)測單元及碰撞程度監(jiān)測單元進行判斷，然后發(fā)送給決策控制單元；決策控制單元負責(zé)總控，并向外發(fā)出指令。
2.如權(quán)利要求1所述的車載消防系統(tǒng)，其特征在于各所述繼電器與滅火器組合由處理器獨立控制，按順序引爆。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車載消防系統(tǒng)，其特征在于所述陀螺儀采集三軸向加速度信號以及傾角信號，三軸向角速度量程為士300° /S，三軸加速度計量程為士 12g，橫滾角量程為士 180° ；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。
4.利用如權(quán)利要求1 3中任一所述系統(tǒng)實現(xiàn)的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于，包括以下步驟1)系統(tǒng)初始化；2)采樣溫度、傾角、三軸加速度信號，通過CAN總線接收環(huán)境監(jiān)測節(jié)點發(fā)送的車距和相對車速，同時向顯示模塊發(fā)送信息，顯示模塊接收后顯示當(dāng)前時刻溫度、傾角、加速度、車距、相對速度以及各種危險狀態(tài)；3)檢查是否已經(jīng)有事故發(fā)生；4)根據(jù)事故是否發(fā)生，調(diào)整溫度報警閾值，對車輛監(jiān)測點溫度進行判斷，如果發(fā)現(xiàn)超過監(jiān)測點預(yù)設(shè)的溫度閾值，則啟動預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進行預(yù)警，引爆滅火器，系統(tǒng)同時重新開始采樣；5)如果溫度正常，則通過傾角信號對車輛側(cè)翻狀態(tài)進行判斷，如果發(fā)現(xiàn)側(cè)翻危險，則啟動預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進行預(yù)警，并引爆滅火器，系統(tǒng)同時重新開始采樣；6)如果車輛未發(fā)生側(cè)翻危險，則檢查是否接收到車距和相對車速信息，如果接收到信息，則根據(jù)車距及相對車速判斷是否有碰撞危險；如果未接收到車距和相對車速信息，則跳過這一步，不進行碰撞危險判斷；7)如果未發(fā)生碰撞危險，則重新開始采樣；如果發(fā)生了碰撞危險，則啟動預(yù)警指示燈和蜂鳴器，進行預(yù)警；同時，系統(tǒng)采樣X、Y、Z 三軸加速度信號，計算三軸向速度合成積分量，判斷碰撞發(fā)生的程度，當(dāng)積分量大于預(yù)設(shè)的閾值時，則引爆滅火器，小于閾值時則重新采樣。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于所述溫度、側(cè)翻、碰撞中任意一項危險狀況出現(xiàn)，駕駛員均可觸發(fā)應(yīng)急按鈕，引爆滅火器。
6.如權(quán)利要求4所述的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于各滅火器由處理器 通過繼電器獨立控制，當(dāng)有危險出現(xiàn)時，處理器按順序接通繼電器，相應(yīng)滅火器被順序引 爆，每次危險只弓I爆一個滅火器。
7.如權(quán)利要求4所述的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于所述步驟4)中，對 車輛監(jiān)測點溫度進行判斷的方法為①首先在系統(tǒng)中對監(jiān)測點預(yù)設(shè)溫度閾值T_，時間閾值、，②如已經(jīng)有事故發(fā)生，則降低溫度閾值Tmax，③實時采集溫度信號T，④對T進行微分，得到溫度變化率T'，⑤令
8.如權(quán)利要求4所述的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于所述步驟5)中，通 過傾角信號對車輛側(cè)翻狀態(tài)進行判斷的方法為①預(yù)設(shè)側(cè)翻閾值，時間閾值、，②實時采集側(cè)傾角0，③對e進行微分，得到角速度《，④令
9.如權(quán)利要求4所述的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于所述步驟6)中，根 據(jù)車距及相對車速判斷是否有碰撞危險發(fā)生的方法是①預(yù)設(shè)碰撞危險閾值L_，時間閾值t2，②實時采集車距L，③對L進行微分，得到相對速度V，
10.如權(quán)利要求4所述的車輛智能防火預(yù)警決策方法，其特征在于所述步驟7)中，計 算三軸向加速度合成積分量的方法是
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛智能防火預(yù)警決策方法及車載消防系統(tǒng)，基于單片機的嵌入式處理器，連接的報警指示燈、蜂鳴器、應(yīng)急按鈕、顯示器、繼電器(連接滅火器)、陀螺儀、溫度傳感器、CAN接口(連接顯示模塊、環(huán)境監(jiān)測模塊)，對車輛行駛過程中溫度、車距、相對車速、車體加速度、側(cè)傾角進行監(jiān)控，建立異常狀態(tài)識別及預(yù)警方法，首先判斷溫度是否出現(xiàn)異常，其次判斷有無側(cè)翻危險，然后判斷有無碰撞危險，以上任一情況出現(xiàn)都可接通繼電器，各個繼電器順序引爆滅火器，實現(xiàn)車輛一次起火事故、二次著火事故的主動預(yù)防和智能滅火，保障人員和車輛安全。是一種事前預(yù)防措施，較以前的事后彌補更具有實用性，能提高早期滅火的及時性和可靠性。
文檔編號A62C37/00GK102343131SQ20111018775
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者周小鈞, 周煒, 尤寧, 李文亮 申請人:周小鈞