一种汽车智能破窗逃生防护装置

1.本发明涉及车辆安全技术领域，尤其涉及一种汽车智能破窗逃生防护装置。


背景技术：

2.近年来，随着汽车普及率的持续增长，由于汽车逃生防护装置不智能所导致的交通事故屡见不鲜，因此，人们对于汽车的安生性愈加关注。夏季汽车电源熄火断电后，车窗密闭构成密闭舱室车内温度逐渐升高，若车内存在幼儿、宠物，则存在中暑缺氧窒息的危险。汽车落水、车祸、起火时电控系统损坏，电控车窗无法开启，阻碍车内人员弃车自救。车内人员往往需要通过破窗锤等设备砸碎玻璃窗门实施自救，但事故突然发生的情况下，车内人员会存在恐慌、害怕的心情，行动变得迟缓，不利于精准破窗，延迟事故自救的时间，造成二次伤害。
3.目前市面上已有的破窗逃生设备主要为破窗锤和小型破窗器，产品功能仅为通过人力辅助从而进行破窗，且破窗环境和动作需要人为进行判断；同时，当车内人员在交通事故中受伤时，破窗动作受限，使得破窗器很难发挥作用；破窗锤一般放置在车内，若儿童与老人被困车中且周围无监护人的情况下，极易发生危险。综上所述，在发生交通事故时如何破窗自救成为汽车行业发展的瓶颈问题。


技术实现要素：

4.为解决现有汽车逃生防护装置的不足，本发明提出了一种汽车智能破窗逃生防护装置。通过传感器与控制处理模块配合实现自动破窗，按钮模块实现手动破窗，通讯模块与后端设备通讯实现远程破窗等三种智能破窗模式驱动破窗装置动作，有效保障车内人员人身安全。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种汽车智能破窗逃生防护装置，包括：控制处理模块、遇险报警模块、火灾报警模块、生命体征报警模块、按钮模块和破窗装置；控制处理模块分别连接遇险报警模块、火灾报警模块、生命体征报警模块和破窗装置；其中，控制处理模块为单片机，设置于车辆中控位置；遇险报警模块包括设置于车身的水位传感器和碰撞传感器，通过有线或无线连接的方式连接至控制处理模块的单片机进行感应信号的传输；火灾报警模块包括设置于车辆内部的可燃气体传感器、烟雾气敏传感器，通过有线或无线方式连接至控制处理模块的单片机进行感应信号的传输；生命体征报警模块包括设置于车辆内部的co浓度传感器、co2浓度传感器、温度传感器、红外传感器，通过有线或无线方式连接至控制处理模块的单片机进行感应信号的传输；破窗装置设置于车辆内部靠近车窗的位置，连接至单片机，根据单片机的控制指令启动执行破窗动作；按钮模块连接于控制处理模块和破窗装置之间。
6.其中，控制处理模块为arduino mega2560单片机，控制处理模块连接一与外界通讯的通讯模块，型号为esp8266；同时控制处理模块连接一语音合成模块，为syn6288语音合成模块。
7.其中，水位传感器为water sensor for arduino水位传感器，碰撞传感器为sen030200 arduino碰撞传感器。
8.其中，可燃气体传感器为mq
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4 ch4传感器，烟雾气敏传感器为mq
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2烟雾气敏传感器。
9.其中， co传感器为mq
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9 co传感器，co2浓度传感器为sgp30 co2浓度传感器，温度传感器为dht11温度传感器，红外传感器为hc
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sr312红外传感器。
10.其中，破窗装置通过一按钮模块进行控制，包括启动按钮和中止按钮；破窗装置通过控制处理模块控制进行通电，控制处理模块通过一延时继电器为破窗装置供电；启动按钮为延时继电器的常开触点开关，当启动按钮的触点开关闭合时，延时继电器的线圈延时得电，使破窗装置延时通电；同时，设置另一继电器，继电器的常闭触点开关为中止按钮，其线圈连接至延时继电器的线圈，且在中止按钮的常闭触点开关闭合时，继电器线圈失电，从而使控制处理模块无法继续为破窗装置供电，中断破窗装置的破窗操作。
11.其中，控制处理模块与一gps模块连接，gps模块为gt
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u7 gps模块。
12.区别于现有技术，本发明提供了一种汽车智能破窗逃生防护装置，通过遇险报警模块判断车辆是否遇险；通过火灾报警模块判断车辆是否发生火灾；通过生命体征报警模块判断车内是否高温缺氧；通过控制处理模块处理各报警模块报警信息自动驱动破窗装置动作，避免车内人员慌乱延误救援时间；通过通讯模块与后端设备进行数据交互，实现远程破窗；通过按钮模块手动实现手动破窗，多种驱动方式并行，有效保障车内人员人身安全；通过语音合成模块播报车内数据异常的传感器信息，避免驾驶人员在驾驶过程中需要目光查看报警信息危险驾驶。
附图说明
13.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1为本发明提供的一种汽车智能破窗逃生防护装置的结构示意图；图2为本发明提供的一种汽车智能破窗逃生防护装置的控制处理模块电路结构示意图；图3为本发明提供的一种汽车智能破窗逃生防护装置的中遇险报警模块电路结构示意图；图4为本发明提供的一种汽车智能破窗逃生防护装置的火灾报警模块电路结构示意图；图5为本发明本发明提供的一种汽车智能破窗逃生防护装置的生命体征报警模块电路结构示意图。
具体实施方式
14.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
15.参阅图1和图2，本发明提供了一种汽车智能破窗逃生防护装置，包括：控制处理模块1、遇险报警模块2、火灾报警模块3、生命体征报警模块4、按钮模块5和破窗装置6；控制处理模块1分别连接遇险报警模块2、火灾报警模块3、生命体征报警模块
4和破窗装置6；其中，控制处理模块1为单片机，设置于车辆中控位置；遇险报警模块2包括设置于车身的水位传感器21和碰撞传感器22，通过有线或无线连接的方式连接至控制处理模块1的单片机进行感应信号的传输；火灾报警模块3包括设置于车辆内部的可燃气体传感器31、烟雾气敏传感器32，通过有线或无线方式连接至控制处理模块1的单片机进行感应信号的传输；生命体征报警模4块包括设置于车辆内部的co浓度传感器41、co2浓度传感器42、温度传感器43、红外传感器44，通过有线或无线方式连接至控制处理模块1的单片机进行感应信号的传输；破窗装置6设置于车辆内部靠近车窗的位置，连接至单片机，根据单片机的控制指令启动执行破窗动作；按钮模块5连接于控制处理模块1和破窗装置6之间。
16.其中，控制处理模块1为arduino mega2560单片机，控制处理模块1处理遇险报警模块2、火灾报警模块3、生命体征报警模块4、按钮模块5发送的报警信息并根据报警信息自动驱动破窗装置6动作。控制处理模块1连接一与外界通讯的通讯模块7，型号为esp8266；通讯模块7用于接收控制处理模块2的报警数据并将报警数据无线发送出去，通讯模块7还用于接收无线信号并将信号传输至控制处理模块1。同时控制处理模块1连接一语音合成模块8，为syn6288语音合成模块。当各报警模块传感器测量数值异常时，控制处理模块1驱动语音合成模块8播报异常数据，避免驾驶人员在驾驶过程中需要目光查看报警信息危险驾驶。
17.如图3所示，水位传感器21为water sensor for arduino水位传感器，碰撞传感器22为sen030200 arduino碰撞传感器。
18.水位传感器21设置于车内的副驾驶的窗侧，车辆落水时一般情况做类平抛运动，而发动机、变速箱这些较重的部件大都处在车头的位置，导致车辆落水后下沉速度变快，且以车头向下的形式沉入水中。当水位传感器21检测到水位超过设定阈值时，控制处理模块1驱动语音合成模块8发出报警指示音；当水位超过设定阈值持续时间超过设定时间后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗。碰撞传感器22设置于车身四周易被撞击位置，为避免破窗装置6误动作，当两个及以上碰撞传感器22都被撞击时，控制处理模块1确认车辆遇险，驱动语音合成模块8发出报警指示音，当撞击信号持续时间超过设定时间未复原后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗。
19.如图4所示，可燃气体传感器31为mq
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4 ch4传感器，烟雾气敏传感器32为mq
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2烟雾气敏传感器。当汽车内发生火情时，汽油燃烧会产生可燃气体及大量烟雾，为避免因车内抽烟等情况导致烟雾气敏传感器误报，控制处理模块1需要接收可燃气体传感器31及烟雾气敏传感器32同时报警才会驱动语音合成模块8发出报警指示音，当可燃气体传感器31及烟雾气敏传感器32任何一个报警持续时间超过设定时间后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗。
20.如图5所示， co传感器41为mq
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9 co传感器，co2浓度传感器42为sgp30 co2浓度传感器，温度传感器43为dht11温度传感器，红外传感器44为hc
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sr312红外传感器。生命体征报警模块4需要通过红外传感器44确认车内有宠物或人的情况下发出的报警信号才会被控制处理模块1确认为有效报警信号；当车辆停止时，如果仍将空调开放，发动机排出的co很可能聚集到车辆之中，co无色无味，很难发现，通过co浓度传感器41检测车内co浓度，当超过设定阈值时，控制处理模块1驱动语音合成模块8发出报警指示音提示车内人员开车通风，如果报警持续时间超过限定时间后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗。co2
浓度传感器41用于判断车内是否缺氧，当车窗密闭车内形成密闭舱室，车内人员通过呼吸吸入氧气呼出co2，当co2浓度超过设定阈值时，控制处理模块1驱动语音合成模块8发出报警指示音提示车内人员开窗通风，如果报警持续时间超过限定时间后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗。温度传感器43用于判断车内温度是否过高，夏季时太阳对车体直射，车内温度上升速度较快，当温度高于50摄氏度时，车内人员会逐渐脱水中暑丧失意识，当温度超过设定阈值时，控制处理模块1驱动语音合成模块8发出报警指示音提示车内人员开窗降温，如果报警持续时间超过限定时间后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗。
21.其中，破窗装置6为电动破窗装置，通过控制处理模块1发送控制信号延时驱动继电器动作，延时继电器线圈得电后触点闭合，破窗装置6得电动作。破窗装置6通过一按钮模块5进行控制，包括启动按钮51和中止按钮52；破窗装置6通过控制处理模块1控制进行通电，控制处理模块1通过一延时继电器为破窗装置供电；启动按钮51为延时继电器的常开触点开关，当启动按钮51的触点开关闭合时，延时继电器的线圈延时得电，使破窗装置6延时通电；同时，设置另一继电器，继电器的常闭触点开关为中止按钮，其线圈连接至延时继电器的线圈，且在中止按钮的常闭触点开关闭合时，继电器线圈失电，从而使控制处理模块1无法继续为破窗装置6供电，中断破窗装置6的破窗操作。
22.因破窗装置6动作后窗体碎裂，造成经济损失较大，为避免误触启动按钮导致破窗装置误动，设置启动按钮51设置有固定延时，车内人员按下启动按钮51超过设定时间后，控制处理模块1驱动延时继电器得电，延时继电器线圈得电后触点闭合，破窗装置6得电动作。为避免车内传感器检测值不正常控制处理模块1自动驱动破窗装置6自动动作，设置中止按钮52，设置在语音合成模块8发出报警指示音后，车内人员可以根据判断按下中止按钮52，避免破窗装置动作。
23.其中，控制处理模块1与一gps模块9连接，gps模块9为gt
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u7 gps模块。当破窗装置6动作后控制处理模块1读取gps模块9位置信息，通过通讯模块7将位置信息发送至后端设备，确定事故位置方便营救。
24.本发明的汽车智能破窗逃生防护装置提供了三种智能破窗模式，具体工作过程如下：自动驱动模式，通过遇险报警模块2、火灾报警模块3、生命体征报警模块4内各传感器检测车辆遇险情况，当任一传感器报警后，控制处理模块1驱动语音合成模块8发出报警指示音提示，如果报警持续时间超过限定时间后，控制处理模块1驱动破窗装置6动作，击碎车窗，当破窗装置6动作后控制处理模块1读取gps模块9位置信息，通过通讯模块7将位置信息发送至后端设备，确定事故位置方便营救。
25.手动驱动模式，当遇险报警模块2、火灾报警模块3、生命体征报警模块4内各传感器检测车辆遇险情况，当任何一个传感器报警后控制处理模块1驱动语音合成模块8发出报警指示音提示，车内人员可以根据现场情况判断是否需要紧急启动破窗装置6，当需要紧急启动时，长按启动按钮51，启动按钮51按下超过设定时间后，控制处理模块1驱动延时继电器得电，延时继电器线圈得电后触点闭合，破窗装置6得电动作。当破窗装置6动作后控制处理模块1读取gps模块9位置信息，通过通讯模块7将位置信息发送至后端设备，确定事故位置方便营救。当不需要紧急启动时，按下中止按钮52，控制处理模块1接收到中止信号中止
语音合成模块8报警，延时设定时间后各报警模块重新进行检测。
26.远程驱动模式，控制处理模块1实时采集各传感器数据并通过通讯模块7将各传感器数据发送至后端设备，用户可以根据后端设备显示的传感器数据判断是否需要远程驱动破窗装置6动作，用户远程驱动破窗装置6动作后，通讯模块7接收到远程控制指令并发送至控制处理模块1，控制处理模块1驱动破窗装置6动作。
27.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。