一種汽車發動機艙內電氣放電報警系統的制作方法

本實用新型涉及一種汽車發動機艙內電氣放電報警系統。

背景技術：

現有的汽車發動機艙布置有大量的電氣線路和用電設備，電氣故障引發的火災是汽車發動機艙起火的主要原因。車輛駕駛人員往往無法第一時間發現發動機艙的短路等電氣故障，直到車輛發生自燃起火，有煙氣冒出時才能感知到，那時火災已經不容易控制，對乘員的生命安全和財產造成了極大的威脅。

汽車發動機艙內正常狀況下，除發動機缸體內的火花塞在車輛發動后會發出電火花之外，其他的任何電火花的產生都屬不正現象，這些異常的電氣放電現象對車輛的安全構成很大隱患，因此，也會對駕乘人員，以及周圍車輛、人員和道路交通造成安全隱患。

電氣放電伴有紫外線發出，正常情況下發動機艙內無紫外線發出，因此可以通過檢測艙內紫外線，實現對發動機艙內的電氣放電的實時在線監測。

現有的國內外車輛發動機艙還未進行這種線路放電預警，不能提前進行火災危險報警。

技術實現要素：

鑒于現有技術的狀況及存在的不足，本實用新型提供了一種汽車發動機艙內電氣放電報警系統，基于寬波長范圍紫外線傳感器模塊，設計應用于發動機艙內的電氣放電監測，在駕駛室內安裝報警器，采用485接口電路實現紫外線波長數據傳輸，電氣放電發生實時報警提醒駕駛人員車內電氣放電異常現象，以應對現在進一步提高汽車安全性的需求。

本實用新型為實現上述目的，所采用的技術方案是：一種汽車發動機艙內電氣放電報警系統，其特征在于：包括電氣放電傳感器電路、報警接收器電路，電氣放電傳感器電路與報警接收器電路連接；

所述電氣放電傳感器電路，包括12V轉5V電源模塊N1、紫外線傳感器模塊U1、485接口電路N3、單片機N2，所述單片機N2分別與紫外線傳感器模塊U1、485接口電路N3連接，所述12V轉5V電源模塊N1分別與紫外線傳感器模塊U1、單片機N2、485接口電路N3連接；

所述報警接收器電路，包括12V轉5V電源模塊N4、時鐘芯片N5、單片機N6、485接口電路N7、按鍵電路、LCD顯示電路、蜂鳴器B1、蜂鳴器B2，所述單片機N6分別與時鐘芯片N5、單片機N6、485接口電路N7、按鍵電路、LCD顯示電路、蜂鳴器B1、蜂鳴器B2連接，所述12V轉5V電源模塊N4分別與時鐘芯片N5、單片機N6、485接口電路N7、按鍵電路、LCD顯示電路、蜂鳴器B1、蜂鳴器B2連接。

本實用新型的有益效果是：在發動機艙內安裝紫外線傳感器，在駕駛室內安裝報警器，當發動機艙有電氣放電現象發生時，第一時間對發動機艙內的電氣線路故障進行報警。當汽車發動機艙內有電氣放電發生時，傳感器檢測到紫外線，單片機進行AD轉換并使用485通信電路發送到報警器，報警器發出聲光報警信息提示駕駛員，車主或駕駛員可以通過報警器知道發動機艙內電氣放電異常發生，使駕駛員及時發現車輛存在的電氣故障，避免短路起火的可能性。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路連接框圖；

圖2為本實用新型電氣放電傳感器的電路連接框圖；

圖3為本實用新型報警接收器電路的電路連接框圖；

圖4為本實用新型電氣放電傳感器中12V轉5V電源模塊N1的電路圖；

圖5為本實用新型電氣放電傳感器中紫外線傳感器模塊U1、485接口電路N3、單片機N2的連接電路圖；

圖6為本實用新型報警接收器電路中12V轉5V電源模塊N4的電路圖；

圖7為本實用新型報警接收器電路中時鐘芯片N5的電路圖；

圖8為本實用新型報警接收器電路中單片機N6、485接口電路N7、LCD顯示電路的連接電路圖；

圖9為本實用新型報警接收器電路中蜂鳴器B1的電路圖；

圖10為本實用新型報警接收器電路中蜂鳴器B2的電路圖；

圖11為本實用新型報警接收器電路中電阻排UN1的電路圖；

圖12為本實用新型報警接收器電路中按鍵電路電阻排UN2的電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種汽車發動機艙內電氣放電報警系統，包括電氣放電傳感器電路、報警接收器電路，電氣放電傳感器電路與報警接收器電路連接。

如圖2所示，電氣放電傳感器電路，包括12V轉5V電源模塊N1、紫外線傳感器模塊U1、485接口電路N3、單片機N2，所述單片機N2分別與紫外線傳感器模塊U1、485接口電路N3連接，所述12V轉5V電源模塊N1分別與紫外線傳感器模塊U1、單片機N2、485接口電路N3連接。

如圖3所示，報警接收器電路，包括12V轉5V電源模塊N4、時鐘芯片N5、單片機N6、485接口電路N7、按鍵電路、LCD顯示電路、蜂鳴器B1、蜂鳴器B2，所述單片機N6分別與時鐘芯片N5、單片機N6、485接口電路N7、按鍵電路、LCD顯示電路、蜂鳴器B1、蜂鳴器B2連接，所述12V轉5V電源模塊N4分別與時鐘芯片N5、單片機N6、485接口電路N7、按鍵電路、LCD顯示電路、蜂鳴器B1、蜂鳴器B2連接。

如圖4、圖5所示，電氣放電傳感器電路具體連接為：電源電路的12V轉5V電源模塊N1的1腳、2腳分別與電容C3、電容C4并聯，1腳接電源+5V，2腳接地，電源模塊N1的3腳、4腳分別與電容C5、電容C6并聯，3腳接地，4腳為電源+5V；

單片機N2的3腳、4腳與晶體G1并聯，晶體G1的一端通過電容C1接地，晶體G1的另一端通過電容C2接地，單片機N2的12腳接地，30腳通過電阻R1接地，紫外線傳感器模塊U1的1腳接地，3腳一路通過電容C9接地，另一路接電源+5V，2腳通過電阻R4分別接電阻R5的一端、單片機N2的18腳，485接口電路N3的1腳接單片機N2的32腳，2腳、3腳接單片機N2的22腳，4腳接單片機N2的32腳，5腳接地，6腳、7腳分別與電阻R3、雙向觸發二極管VD2并聯，6腳通過穩壓二極管VD1接地，7腳通過穩壓二極管VD3接地，8腳一路接電源+5V，另一路通過電容C7接地。

電源模塊N1的型號為YD5-12S05，紫外線傳感器模塊的型號為UVM-30A，單片機N2的型號為STC12C5616AD，485接口電路N3的型號為MAX485E。

如圖6至圖12所示，報警接收器電路具體連接為：12V轉5V電源模塊N4的1腳、2腳分別與電容C10、電容C11并聯，1腳接12V電源，2腳接地，3腳、4腳分別與電容C12、電容C13并聯，3腳為電源+5V，4腳接地。

單片機N6的18腳、19腳與晶體G3并聯，晶體G3的一端通過電容C16接地，晶體G3的另一端通過電容C17接地，單片機N6的9腳通過電阻R9接地，單片機N6的10腳接485接口電路N7的1腳，11腳接485接口電路N7的4腳，25腳接485接口電路N7的2腳和3腳，485接口電路N7的5腳接地，6腳與485接口XS1的2口相接，7腳與485接口XS1的1口相接，8腳接電源+5V，單片機N6的35腳、36腳、37腳、38腳、39腳分別依次對應LCD顯示電路U2的7口、6口、5口、4口、3口相連接，LCD顯示電路U2的2口接地，1口接電源+5V。

時鐘電路N5的1腳接電源+5V，2腳、3腳與晶體G2并聯，晶體G2的一端通過電容C14接地，晶體G2的另一端通過電容C15接地，5腳接單片機N6的14腳，6腳接單片機N6的15腳，7腳接單片機N6的39腳，8腳接電池BT1正極，BT1負極及時鐘電路N5的4腳接地。

按鍵電路電阻排UN2的5腳、6腳、7腳、8腳接電源電源+5V，1腳、2腳、3腳、4腳分別依次對應接單片機N6的34腳、33腳、32腳、28腳相連接，電阻排UN1的1腳通過按鍵S1接地，2腳通過按鍵S2接地，3腳通過按鍵S3接地，4腳通過按鍵S4接地。

報警輸出電路中電阻排UN1的2腳通過發光二極管VD4接地，3腳通過發光二極管VD5接單片機N6的11腳，4腳通過發光二極管VD6接單片機N6的10腳，6腳通過發光二極管VD7分別接三極管VT1的集電極、蜂鳴器B1的一端，8腳通過發光二極管VD7分別接三極管VT2的集電極、蜂鳴器B2的一端，9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳、15腳、16腳分別接電源+5V，三極管VT1、三極管VT2的發射極接地，三極管VT1的基極通過電阻R7接單片機N6的27腳，三極管VT2的基極通過電阻R8接單片機N6的26腳，蜂鳴器B1、蜂鳴器B2的另一端接電源+5V。

12V轉5V電源模塊N4的型號為YD5-12S05，時鐘芯片N5的型號為DS1302，單片機N6的型號為8031，485接口電路N7的型號為MAX485E。

一種汽車發動機艙內電氣放電報警系統的實現方法，步驟如下：將電氣放電傳感器電路安裝在發動機艙內，用車載12V直流電源供電，將報警接收器電路安裝在駕駛室，用車載12V直流電源供電。

紫外線傳感器模塊U1檢測由于電氣放電產生的紫外線，由其端口輸出相應的模擬量，這個模擬量送到單片機N2自帶的12位A/D轉換器，可以將檢測精度做到0.1nm，單片機N2把這個檢測數據由其串口送到485接口電路N3，485接口電路N3的輸出、輸入通過串口線分別與485接口電路N7的輸入、輸出連接，485接口電路N7的串口接單片機N6的串口，這樣單片機N2輸出的檢測數據就送到了單片機N6，中間采用一對485接口電路N3、485接口電路N7，目的就是增加抗干擾性能，單片機N6將接收到檢測數據進行判別，當判斷為電氣放電故障時，啟動蜂鳴器B1、蜂鳴器B2及LCD顯示電路指示燈進行報警，有效監測機艙內異常電火花的產生，達到預防火災發生的目的。

紫外線傳感器模塊，主要參數如下：

（1）工作電壓：3.3V ~ 5.0VDC

（2）工作電流：<1mA

（3）檢測波長范圍：210nm-370nm

（4）響應時間：≤1S。

紫外線的波長在5 nm～370 nm之間。通過器件選型工作，我們發現完全覆蓋此波長范圍的紫外線傳感器是不存在的。但是經過實際發動機艙電氣放電試驗，了解到火花放電紫外線波長大多在 280 nm～400 nm。我們選用了波長檢測范圍在210nm～370nm的紫外線傳感器，基本可以覆蓋所需檢測的波長范圍。

所選紫外線傳感器輸出信號形式是模擬量，需要進行模數轉換，我們使用單片機自帶的12位AD轉換器，可以將檢測精度做到0.1nm。可以有效監測機艙內異常電火花的產生，達到預防火災發生的目的。

該傳感器模塊對紫外線檢測靈敏度很高，使用壽命長，穩定性高，尺寸小巧，功耗低，可實現對電氣放電所產生的紫外線的實時在線監測。

車載電源以12V為主，所以選用12V轉5V電源轉換模塊，采用微功率小尺寸的單列封裝，寬輸入的模塊，在5V輸出情況下，最大電流可達200mA，完全適應設計需求。

Max485通信電路，考慮到發動機艙可能發生的電氣放電和靜電放電現象，485接口電路必須具備一定的抗電磁干擾、抗靜電功能，因此在普通的485接口芯片外圍我們設計了接口保護電路，

單片機，采用低功耗、帶AD轉換功能的STC12AD系列單片機。

單片機每隔0.2S進行一次AD轉換，讀取紫外線傳感器模塊的數據，通過MAX485通信電路發送到報警接收器電路。

指示燈，設計電源指示燈、電池指示燈、報警指示燈和一個備用指示燈。

蜂鳴器，使用蜂鳴器作為發動起艙內電氣放電報警時的報警信號。