一种汽车安全系统的制作方法

本实用新型涉及汽车安全驾驶技术领域，具体而言，涉及一种汽车安全系统。

背景技术：

目前，汽车安全系统主要分为主动安全系统和被动安全系统。前者主要起到规避车祸事故的作用，包括abs（防抱死制动系统）、ebd（电子制动力分配系统）、tcs（牵引力控制系统）、eba（紧急刹车辅助系统）等；后者则是起到在事故发生后保护车内及被撞人员和车辆的作用，包括车内的安全带、安全气囊、侧门防撞钢梁等。一方面，以eba为例，系统主要是根据电脑检测到的刹车踏板上的刹车动作，来判断驾驶员的刹车意图，从而控制刹车系统。然而，现有的汽车安全系统固然重要且必不可少，但除此之外，汽车安全系统还应加入更多驾驶员参与的部分，即通过系统警告，让驾驶员自身做出判断。

另一方面，弗吉尼亚理工学院交通运输学院公布了一组关于驾驶员习惯、分心和碰撞原因的调查数据：将近85%的碰撞，65%即将发生的碰撞是由于驾驶员事发前3秒的疏忽造成的。由此可见，在事故较大概率可能发生的情况下，系统向驾驶员发出警告已获得驾驶员的注意，这对于避免事故的发生是十分有效的。因此，需要研发一种新型的、对改善驾驶员驾驶状态有帮助的、高效且低功耗的汽车安全系统。

技术实现要素：

本实用新型在于提供一种汽车安全系统，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型提供了一种汽车安全系统，包括汽车主体，所述汽车主体设置有防撞及防酒驾模块、防疲劳驾驶模块；

所述防撞及防酒驾模块包括mcu微控制器、蜂鸣器、四路继电器、酒精传感器、超声波传感器以及显示屏，所述mcu微控制器同时与所述蜂鸣器、所述四路继电器、所述酒精传感器、所述超声波传感器以及所述显示屏电连接；

所述防疲劳驾驶模块包括树莓派、摄像头以及扬声器，所述摄像头和所述扬声器均与所述树莓派电连接；

所述四路继电器由所述汽车主体的刹车继电器、点火继电器、安全带继电器以及声光报警继电器构成；

所述摄像头安装于所述汽车主体的驾驶位斜前上方，用于获取驾驶员的人脸图像；

所述酒精传感器安装于所述汽车主体的方向盘上，用于检测其所在位的酒精浓度值；

所述超声波传感器安装于所述汽车主体的车头部，用于检测汽车前方的障碍物距离。

进一步地，所述mcu微控制器为单片机，其型号为stm32f103c8t6。

更进一步地，所述酒精传感器的型号为mq-3。

更进一步地，所述显示屏为0.96英寸的7针oled显示屏。

更进一步地，所述蜂鸣器为3v有源蜂鸣器。

具体地，所述mcu微控制器的pa1引脚与所述酒精传感器的ao引脚连接；所述mcu微控制器的pa3、pa6引脚分别与所述超声波传感器的trig、echo引脚连接；所述mcu微控制器的pb11引脚与所述蜂鸣器的do引脚连接；所述mcu微控制器的pb12、pb13、pb14、pb15引脚分别与所述四路继电器的in1、in2、in3、in4引脚连接，所述四路继电器的in1、in2、in3、in4引脚分别为汽车主体的刹车继电器、点火继电器、安全带继电器以及声光报警继电器的信号输入引脚；所述mcu微控制器的pa4、pb1、pa5、pa7引脚分别与所述显示屏cs、dc、d0、d1引脚连接。

进一步地，所述摄像头为广角摄像头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：设计了防撞及防酒驾模块、防疲劳驾驶模块，在现有安全系统的基础上，进一步的增加汽车防撞功能、以及防酒驾和防疲劳驾驶功能；当汽车与前方障碍物距离过近时，对驾驶员进行提醒，直至刹车继电器工作，实现自动刹车；当酒精传感器检测到驾驶位酒精浓度过高，则点火继电器、安全带继电器、声光报警继电器工作，汽车不可启动，且此时监测到的酒精浓度值在显示屏上显示；树莓派通过摄像头判断驾驶员是否达到疲劳驾驶时间，若出现疲劳驾驶，则可通过扬声器发出语音提示，以提醒驾驶员合理安排休息。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型所述汽车安全系统的位置布局示意图；

图2是本实用新型所述防撞及防酒驾模块的结构示意框图；

图3是本实用新型所述防疲劳驾驶模块的结构示意框图；

图4是本实用新型所述防撞及防酒驾模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参照图1~图4，本实施例提供了一种汽车安全系统，包括汽车主体1，所述汽车主体1设置有防撞及防酒驾模块、防疲劳驾驶模块；

防撞及防酒驾模块包括mcu微控制器u3、蜂鸣器fm、四路继电器、酒精传感器p1、超声波传感器tx以及显示屏，mcu微控制器u3同时与蜂鸣器fm、四路继电器、酒精传感器p1、超声波传感器tx以及显示屏电连接；

防疲劳驾驶模块包括树莓派、摄像头以及扬声器，摄像头和扬声器均与树莓派电连接；

四路继电器由汽车主体1的刹车继电器、点火继电器、安全带继电器以及声光报警继电器构成；

摄像头为广角摄像头，安装于汽车主体1的驾驶位斜前上方，如可为驾驶位的正上方的前风窗框上横梁上，用于获取驾驶员的人脸图像，图1中位置a代表摄像头安装位；

酒精传感器p1安装于汽车主体1的方向盘上，一般位于靠近方向盘三轮辐中央的位置，用于检测其所在位的酒精浓度值，即检测驾驶员所呼出气体的酒精浓度，图1位置b代表酒精传感器安装位；

超声波传感器tx安装于汽车主体1的车头部，如可为汽车的前保险杠中央，用于检测汽车前方的障碍物距离，图1位置c代表超声波传感器安装位。

在本实施例中，为了实现发明目的，酒精传感器p1、超声波传感器tx、摄像头的安装位置进行了布局，而其它器件结构则不多做限制，一般安装在中控台。

在本实施例中，mcu微控制器u3为单片机，其型号为stm32f103c8t6，酒精传感器p1的型号为mq-3，显示屏为0.96英寸的7针oled显示屏，蜂鸣器fm为3v有源蜂鸣器fm。

具体地，mcu微控制器u3除其外围电路外，与其它功能器件的连接方式如下：

mcu微控制器u3的pa1引脚与酒精传感器p1的ao引脚连接；mcu微控制器u3的pa3、pa6引脚分别与超声波传感器tx的trig、echo引脚连接；mcu微控制器u3的pb11引脚与蜂鸣器fm的do引脚连接；mcu微控制器u3的pb12、pb13、pb14、pb15引脚分别与四路继电器的in1、in2、in3、in4引脚连接，四路继电器的in1、in2、in3、in4引脚分别为汽车主体1的刹车继电器、点火继电器、安全带继电器以及声光报警继电器的信号输入引脚；mcu微控制器u3的pa4、pb1、pa5、pa7引脚分别与显示屏cs、dc、d0、d1引脚连接。

本实用新型所述汽车安全系统的工作原理如下：

在汽车启动之后，调用摄像头对驾驶员的人脸信息采集，每3s识别一次，识别成功一次运行输出框显示“+1”，若连续三次判断为同一个人，则调用循环播放的程序。模拟每20分钟调用一次人脸识别，连续12次判断为同一个人则认定为连续驾驶四小时且中途休息不超过20分钟，即疲劳驾驶，防疲劳驾驶模块中的扬声器发出语音提示，以提醒驾驶员合理安排休息。

汽车启动时，防撞及防酒驾模块中的酒精传感器p1工作并开始预热，在预热20s后，对酒精浓度进行检测。并且，酒精传感器p1的ao端与mcu微控制器u3的pa1相连，从而将检测到的酒精浓度值返回mcu微控制器u3：当酒精浓度小于20mg/100ml时，判定驾驶员非酒驾，四路继电器中的点火继电器、安全带继电器、声光报警继电器不工作，汽车可正常启动；当酒精大于20mg/100ml时，判定驾驶员酒驾，点火继电器、安全带继电器、声光报警继电器工作，汽车不可启动，且此时监测到的酒精浓度值在显示屏上显示。

在行车过程中，主要使用到了防撞及防酒驾模块中的超声波传感器tx进行测距与四路继电器对汽车启动的控制。首先利用超声波测距的原理：给超声波传感器tx的脉冲触发引脚trig输入一个长为20us的高电平方波，输入方波后，模块会自动发射8个40khz的声波，与此同时回波引脚echo的电平会由0变为1；当超声波传感器tx接收到回波信号时，回波引脚echo的电平会由1变为0；定时器记下超声波由发射到返回的总时长。根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。因此置于车头的超声波传感器tx可实时测量车辆与前方障碍物的距离：当距离大于60cm时不报警；在40-60cm之间时，蜂鸣器fm缓慢报警；在20-40cm之间时，蜂鸣器fm急促报警；而小于20cm，蜂鸣器fm持续报警，刹车继电器工作。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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