一种车内环境危急情况时的警示电路_关紫迎.pdf
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1、wwwele169com|73电子基础0 引言生活水平的提高,使得人们有充足的经济条件去拥有私人汽车来获得生活的便捷。据公安部交管局统计,截至2021 年 9 月,全国机动车保有量达 3.90 亿辆。随之而来的还有不同交通事故的高发,造成了大量的财产损失和人员伤亡。而产生这些严重后果的一个重要原因是未能对各种危急状态提前警示或事故发生后救援不够及时,在这样的环境下,进行交通安全研究是非常有必要的。现如今大多汽车报警电路的研究重点主要集中在于预防车辆事故的发生,报警种类也较为单一,而对于多种危急状态的综合报警,以及呼叫求助方面的研究还未完善成熟。结合行车过程中多种危急情况(比如严重的碰撞、车体侧
2、翻、刹车失灵、老幼人员受困、车内外起火、落水等等),设计了一种多功能声光报警电路,既用于警示车内人员逃生,又可以提醒一定距离范围内的过往车辆及行人注意避让或提供救援。1 电路总体框架设计该电路分为两个部分,分别是本车的直接报警电路和异车报警接收感知电路。考虑到不同的危急情况,在电路系统当中加入相应的感应器,在行车发生事故时感应检测事故情况,用语音报警电路给予本车人员声光警示,并将本车事故情况编码,然后通过发射电路给异车发送警示和求救信号。本车直接报警电路由各类传感器,总控制电路、报警类型编码电路、报警信号发射电路,语音呼叫和灯光显示电路组成。该部分发射的报警信号还可以作为专业救援部门的搜救指引
3、信号,本车报警电路结构框图如图 1 所示。当异车报警感知电路工作时收到事故车辆发出的信号,通过解码电路进行解码能识别事故车辆的事故类型并给予异车车主声光示警,同时通过距离识别电路判断事故车辆位置范围,借助以上电路工作来避免异车与事故车辆发生二次车祸,以及时提供事故车辆救援减少人员伤亡和财产损失。图 1 本车电路框架图异车报警感知电路包括警示信号接收电路,信号解码电路、距离判别电路、语音提示电路。该系统在行车环境危急情形下由各传感器进行相应的判别,及时触发报警请求救援,异车报警接收电路结构框图如图 2 所示。图 2 异车电路框架图2 具体电路硬件设计 2.1 分部硬件设计2.1.1 传感器为应对
4、各种危急情况,在电路中设置相应的传感器,其一种车内环境危急情况时的警示电路关紫迎,张晓霞,吴灵丽,吴耀德(长江大学 物理与光电工程学院,湖北荆州,434023)基金项目:长江大学大学生创新创业项目(Yz2021281)。摘要:随着科学技术和经济水平的不断提高,人们的生活条件得到改善并提高,机动车作为重要的交通工具逐步普及,但由此引发的交通安全事故也逐年增加,造成了重大人员伤亡和财产损失。而产生这些严重后果的一个重要原因是未能对各种危急状态提前警示或事故发生后救援不够及时。本文在传统的报警电路的基础上,探讨设计了一款结合车内环境多种危急情况的多功能声光报警电路。利用多种不同的感应器对相应的危急情
5、况进行探测,并发出声光来警示驾驶员和路边行人。关键词:交通安全;光电传感器;无线收发电路;报警电路DOI:10.16589/11-3571/tn.2023.03.01874|电子制作 2023 年 2 月电子基础中包含有 NIS-07 离子式烟雾传感器、LM35 温度传感器以及 HC-SR501 红外传感器等,面临火灾,车内人员滞留等情况时都能做到及时检测以及警示。NIS-07 离子烟雾感应器是一种通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾离子的微电流变化装置,将收集到的烟雾信号转化为电信号。LM35 器件有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,其输出电压与摄氏温度线性成比例,温度每上升
6、 1,电压上升 10ms。温度传感器再加上 HC-SR501 红外传感器探测到活物发出的红外线,二者共同作用输出信号传递给控制电路。2.1.2 组合电路器件选用双运算放大器 LM358,四二输入与门74HC08,三三输入或门 74HC4075。V1V4 为各类传感器阈值比较的基准电位,各类传感器实际测定的参数与其比较,超过阈值电压时,比较器输出的电位为高电位,否则为低电位。例如温度传感器 LM35 测定的温度为 55时,输出的模拟电压为 3.2V,此时超过预先设定的基准电压 V2,输出高电位。红外传感器 HC-SR501感应到人体红外线时,触发的模拟电压也超过基准电压 V3输出高电位,此时 L
7、M35 与 HC-SR50 同时输出有效,与门74HC08 输出高电位。另外若烟雾传感器 NIS-07 检测到车内环境烟雾浓度超过正常范围时,输出的模拟电压值将超过基准电压的阈值,输出高电位。以上任意条件之一被满足时,都会经过或门高电位输出。2.1.3 编码/解码电路PT2262/2272 是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片,是一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路。其中发射芯片PT2262是由载波振荡器、编码器和发射单元集成而一身,使得发射电路非常简洁。在使用中,我们通常采用 8 位地址码和 4 位数据码,这时编码电路 PT2262 和解码电路 PT2272 的
8、第 18 脚为地址设定脚,每个引脚有三种状态可供选择:悬空、接正电源、接地,所以可选择的地址编码一共有 38=6561 组。我们可以根据实际需要设定地址码,只有编码电路 PT2262 和解码电路 PT2272 的地址码对应一致时,才能完成配对接收。在本次使用中,我们将两个模块对应的地址码预先设定成相同,其他的引脚设定为数据码,数据码位数由传感器的数量和类型决定,PT2262 输出信号经高频放大后发射。异车接收电路将经由天线和高频放大电路放大后的已调波送入到 PT2272,设有相同地址码的 PT2272 接收信号后将数据码解调出来并传输给语音芯片。2.1.4 语音模块 DTM3202DTM320
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