CN105928665A - 一种含有振动自启动功能的汽车后备箱漏水检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，包括主控模块、振动传感模块、显示模块、液体检测模块和电源模块，主控模块包括MCU装置和阵列式键盘输入装置，振动传感模块为加速度传感器，电源模块分别给加速度传感器、MCU装置和显示模块供电；加速度传感器负责把检测到的数据传送至MCU装置并进行处理，阵列式键盘输入装置根据MCU装置接收到的数据信息设置检测电路自动开启的最低行驶颠簸程度，显示模块用于显示加速度传感器的加速度值，液体检测模块根据MCU装置传送的数据，判断是否进行液体泄漏检测；本发明装置克服了现有技术的缺陷，不仅成本低、通用性强和占用空间小，且能实现智能实时监测，保证了汽车在运行中安全。

Description

一种含有振动自启动功能的汽车后备箱漏水检测装置

技术领域

本发明涉及一种液体泄漏检测装置，尤其是一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置。

背景技术

随着社会经济发展，人民生活水平提高，汽车普及率日益增高，各类车用装置向智能化、小型化发展，人们对驾驶体验的要求越来越高，驾驶者更加关注车辆的安全性和舒适性。车辆制造水平的整体提高，使得车辆的各类驾驶辅助设备、安全监测设备技术含量更高，新技术、新方法、新物件层出不穷，为驾驶员对驾驶环境、乘客乘坐空间的管理、调整提供了良好的策略指导。但是，现有的技术并非对汽车进行全方位的监控管理，以车用后备箱为代表的各类角落依然无法被驾驶员及时观察和管理。其中，后备箱液体泄漏令驾驶员最为烦恼，轻者，使得后备箱内饰损坏，物品浸水，重者，腐蚀底部的备用轮胎，甚至危及电控线路，引发故障。传统的轿车中，由于后备箱与驾驶舱处于隔离或半隔离状态，后备箱的情况不易被座舱内的人员掌握，一旦发生液体泄漏事件，仅能依靠驾驶员的人为检查方可发现故障。因此，开发一套小型的智能化后背箱液体泄漏装置具有十分重要的现实意义。

在现有技术中，液体泄漏检测方式类型繁多，应用广泛。在建筑检测、管道检测、船舶检测领域中主要检测技术有以下三种：一是单点漏水检测仪；二是微波方式；三是漏水检测线。单点漏水检测仪可以分为液位计法、光电法等等，其将探头置于可能发生液体泄漏的地方，当有水时就发出信号；其缺点是对安装位置有要求，现有设备要求有足够大的水量。微波方式是利用微波对介质的介电常数的敏感性来检测的，由于各材质含水率不同引起介电常数不同，因此，通过微波就能检测漏水位置，其又叫微波测湿法；其缺点是覆盖区域小，而且其对于钢结构的材质基本无效。漏水检测线分为不定位、定位两种，一般是多芯线，当有水流经过检测线时，会改变检测线的阻值，控制器就可检测出信号的变化；其缺点是检测线成本较高，尤其是定位式检测线，主要是国外产品，每米达到百元，难以应用于小型场所的漏水检测。另外，现有的各类成熟技术虽然适合工业级应用，但其普遍对硬件要求极高，占用空间大，能耗高，成本高昂，维护困难，完全无法直接应用到汽车上，因而需要重新考虑一种新型的液体泄漏检测装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种低成本、使用灵活、通用性强和占用空间小，且能实现智能实时监测的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案为：一种含有振动自启动功能的 汽车后备箱液体泄漏检测装置，包括主控模块、振动传感模块、显示模块、液体检测模块和电源模块，其特征在于，所述主控模块包括MCU装置和阵列式键盘输入装置，所述阵列式键盘输入装置与MCU装置通过四个输入输出接口连接，所述振动传感模块为加速度传感器，所述加速度传感器与MCU装置采用串行通信模式且通过一个输入输出接口连接，所述显示模块通过四位并行通信方式与MCU装置进行信息传送且通过四个输入输出接口连接，所述液体检测模块为继电器隔离模块，所述继电器隔离模块的控制检测电路与三极管的集电极连接，所述三极管的基极与MCU装置的输入输出端口连接，所述电源模块分别给加速度传感器、MCU装置和显示模块供电；所述加速度传感器负责把检测到的数据传送至MCU装置并进行处理，所述阵列式键盘输入装置根据MCU装置接收到的数据信息设置检测电路自动开启的最低行驶颠簸程度，所述显示模块用于显示加速度传感器的加速度值，所述液体检测模块根据MCU装置传送的数据，判断是否进行检测。

作为改进，所述MCU装置为八位单片机，所述阵列式键盘输入装置由弹簧开关组成，包括四个不同敏感度的按键，所述按键低电平有效。

作为改进，所述加速度传感器为三轴加速度传感器，实时检测汽车行驶的合成加速度。

作为改进，所述显示模块为液晶显示器，用于显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。

作为改进，所述继电器隔离模块分为一级继电器和二级继电器，所述一级继电器为控制回路，用于控制整体检测电路的开合状态，所述控制回路包括两个发光二极管、蜂鸣器和检测线，所述二级继电器为一级继电器控制回路的一个并联支路。所述一级继电器设有液体泄漏的检测线，所述检测线沿汽车后备箱边缘铺设，用于检测后备箱外部的液体泄漏，所述二级继电器设有九个液体泄漏检测点，所述九个检测点以三乘三的阵列形式均匀排布在所述检测线内部，用于检测后备箱内部的液体泄漏。所述检测线为两根并行的硬质裸铜线，所述两根并行的硬质裸铜线之间由聚酰胺树脂制成的支撑条连接，所述支撑条用于固定铜线和保持两根铜线间的绝缘性。所述检测检测点为圆柱形水槽，所述水槽为聚酰胺树脂，上端开口用于收集泄漏液体，所述水槽底部设有两根裸露的铜导线，当有液体泄漏时，所述检测点或检测线的两根铜线短路，所述控制回路闭合与报警装置形成回路，所述蜂鸣器和发光二极管启动声光报警。

进一步地，所述电源模块的输入电源为车载电源，所述车载电源为12V稳压直流电源，所述电源模块的输出电压为3.7V和5V，所述3.7V供给振动传感模块，所述5V供给MCU装置和显示模块。

本发明的优点在于：

1、本发明可应用于各类小型汽车的后备箱液体泄漏检测，不仅能够实现智能实时监测，而且还具有振动响应自启动功能，可实时对加速度传感器数据分析，并配合档位设置控制泄漏检测电路工作，填补了国内现有汽车后备箱检测技术的空白。

2、本发明采用可靠性高的集成电路作为中控***，占用空间少。液体检测电路安置在后备箱的底层，不影响储物空间。整套装置体积小，重量轻，不为汽车带来多余负荷。

3、本发明通用性强，不受车型限制，不受后备箱形状、大小影响。液体检测电路可以方便灵活地安装于任何材质上，还可以根据后备箱的大小灵活增减检测传感器数量。

4、本发明装置安装后，只要车载电瓶有电就能够长期低功耗工作，具有长期性、实时性。而且，本发明具有自断电能力，每次维持一分钟接通时间，既留有充分的液体流动时间，可防止无人监管情况下车载电瓶过度放电。

5、本发明充分考虑了后备箱内部液体发生泄漏和外部环境渗漏两种情况的不同特点，将检测电路分为边沿检测线和中部检测点，采用分列控制，使用灵活方便。

6、本发明采用一套控制电路进行控制，实施成本低，经济性优良。8位单片机P89C51RD2HBP市场报价30元，三轴加速度传感器ADXL345市场报价50元，OCMJ4X16C液晶屏市场报价10元，LM317模块市场报价12元，HRB-N80蜂鸣器市场价格10元，继电器HK4100F-DC5V-SHG市场报价6元，90系列三极管市场报价2元，2mmT2紫铜裸导线市场报价10元每米，以市面上的一般三厢轿车为例，后备箱尺寸一般为长x宽＝1600x1100(mm)，因此漏水检测线长度为5400mm，共计54元。计及其他电路元件、电路板制作和装置外包装费用，本发明成本约为300元每套。

附图说明

图1为本发明的主控模块和振动传感模块的电路原理示意图。

图2为本发明的液体检测模块的电路原理图。

图3为本发明的电源模块的电路原理图。

图4为本发明的各模块间的通信接口示意图。

图5为本发明的汽车后备箱检测线和检测点分布实物图。

图6为本发明的硬件组成框架图。

1-主控模块、1.1-MCU装置、1.2-阵列式键盘输入装置、2-振动传感模块、3-显示模块、4-液体检测模块、4.1-一级继电器、4.2-二级继电器、5-电源模块。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，根据图4和图6所示，包括主控模块1、振动传感模块2、显示模块3、液体检测模块4和电源模块5，其特征在于，所述主控模块1包括MCU装置1.1和阵列式键盘输入装置1.2，所述阵列式键盘输入装置1.2与MCU装置1.1通过四个输入输出接口连接，所述振动传感模块2为加速度传感器，所述加速度传感器与MCU装置1.1采用串行通信模式且通过一个输入输出接口连接，所述显示模块3通过四位并行通信方式与MCU装置1.1进行信息传送且通过四个输入输出接口连接，所述液体检测模块4为继电器隔离模块，所述继电器隔离模块的控制检测电路与三 极管的集电极连接，所述三极管的基极与MCU装置1.1的输入输出端口连接，所述电源模块5分别给加速度传感器、MCU装置1.1和显示模块3供电；所述加速度传感器负责把检测到的数据传送至MCU装置1.1并进行处理，所述阵列式键盘输入装置1.2根据MCU装置1.1接收到的数据信息设置检测电路自动开启的最低行驶颠簸程度，所述显示模块3用于显示加速度传感器的加速度值，所述液体检测模块4根据MCU装置1.1传送的数据，判断是否进行检测。

所述MCU装置1.1为八位单片机，所述阵列式键盘输入装置1.2由弹簧开关组成，包括四个不同敏感度的按键，所述按键低电平有效。

所述加速度传感器为三轴加速度传感器，实时检测汽车行驶的合成加速度。

所述显示模块3为液晶显示器，用于显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。

根据图2所示，所述继电器隔离模块分为一级继电器4.1和二级继电器4.2，所述一级继电器4.1为控制回路，用于控制整体检测电路的开合状态，所述控制回路包括两个发光二极管、蜂鸣器和检测线，所述二级继电器4.2为一级继电器4.1控制回路的一个并联支路。根据图5所示，所述检测线用于检测后备箱外部的液体泄漏且沿汽车后备箱边缘铺设，所述二级继电器4.2设有九个液体泄漏检测点，所述九个检测点以三乘三的阵列形式均匀排布在所述检测线内部，用于检测后备箱内部的液体泄漏。所述检测线为两根并行的硬质裸铜线，所述两根并行的硬质裸铜线之间由聚酰胺树脂制成的支撑条连接，所述支撑条用于固定铜线和保持两根铜线间的绝缘性。所述检测检测点为圆柱形水槽，所述水槽为聚酰胺树脂，上端开口用于收集泄漏液体，所述水槽底部设有两根裸露的铜导线。当有液体泄漏时，所述检测点或检测线的两根铜线短路，所述控制回路闭合，所述蜂鸣器和发光二极管启动声光报警。

所述电源模块5的输入电源为车载电源，所述车载电源为12V稳压直流电源，所述电源模块5的输出电压为3.7V和5V，所述3.7V供给振动传感模块2，所述5V供给MCU装置1.1和显示模块3。

根据附图1所示，所述MCU装置1.1为单片机，所述单片机采用P89C51RD2HBP，最小单片机***由复位电路、心脏电路和单片机本体组成。RESET端口通过S6复位开关与5V电平相连，接收复位信息，X1与X2端口与外设晶振电路相连，晶振器Y2设置频率为12MHZ。单片机VCC端口、GND端口分别与5V、电源地相连。单片机EA/VPP端口接高电平以使用片内ROM。

所述振动传感模块2为加速度传感器，所述加速度传感器采用ADXL345，其中，VDD和GND端口分别接3.7V和电源地，VS，CS端口通过阻值为一千欧姆的电阻接3.7V电源，SDO端口通过一千欧姆电阻接地。悬空的端口为RESERVED和NC端口，不接任何电路。ADXL345与单片机连接线共有四根，SCL，SDL端口通过一千欧姆电阻与高电平连接后与单片机的P1口相连，用于输入采集数据，INT1，INT2端口分别与单片机的INT0和INT1接口相接，用于传送时间中断信号。

根据附图1所示，所述显示模块3为液晶显示器，所述液晶显示器采用型号 为OCMJ14X16C，其中VDD和VSS端口分别接5V和电源地，其它功能端口接地的为LEDB，LEDA和PSB端口接5V高电平。液晶屏的数据接收端口DB4-DB7同单片机的I/O端口P2.4-P2.7相连。电源模块选用LM317作为调压集成电路，车载电瓶12V电源经过电容滤波后送入LM317输入端Vin，Vout端经过C13，C15滤波后输出5V和3.7V电源供主控电路和检测电路使用。根据附图3所示，本例所用的电源电路中，电容C12，C14对输入电压有滤波改善波形作用，输出端电容C13，C15对提升输出电压的瞬态响应有重要作用。二极管D13，D15防止短路时输出端电容经集成电路直接放电，二极管D14，D15防止电容C8，C9短路时对集成电路直接放电。根据LM317的电压调整特性，当电阻R15，R16为定值电阻时，电位器R17，R18在不同位置可调整输出电压的高低，经过计算，输出电压5V时，R17应为600欧姆；输出电压3.7V时，R18应为392欧姆。

根据附图4所示，液体泄漏检测模块4的一级继电器4.1、二级继电器4.2分别接受单片机P0.1和P0.0端口的控制信号。根据附图2所示，三极管9013的基极通过一千欧姆的电阻和二极管与单片机I/O端口相连。三极管的发射极直接接地，集电极通过二极管4148与继电器连接，同时，二极管的负极与5V电源连接，具有稳压功能。一级继电器控制液体检测模块的主要回路，包括发光二极管D12、D11，蜂鸣器LS1、漏水检测线以及二级继电器的并联回路。当一级继电器开关K3闭合时，D11工作指示灯亮，漏水检测线通电，处于工作状态；二级继电器K4在此情况下闭合时，漏水检测点(S23-S31)通电，处于工作状态。

所述图6为本发明检测装置的硬件分布框架图，所述装置的工作流程为，当电源模块的输入端开关闭合时，接通与车载电瓶的连接，输入12V电源。电源模块5为主控模块供电，经过复位电路作用，MCU装置1.1(单片机)开始工作，振动传感模块2实时监测汽车的振动程度，并将测得的最大加速度传递至单片机，加速度值显示在显示模块3(液晶显示器)中，单片机根据加速度传感器的采集数据判断汽车是否处于行驶状态，若为行驶状态，则一级继电器4.1控制开关闭合，漏水检测线处于工作状态，如果此时后备箱边缘有泄漏液体，检测线的两根铜线短路，报警装置发出声光声息提醒驾驶员；此时，单片机扫描与阵列式键盘输入装置1.2的开关相连的输入输出端口的输入信息，当驾驶员按下某一档位按钮时，单片机接受低电平信息，通过内部程序转换为具体的加速度数值，当加速度传感器采集数据大于该值时，二级继电器4.2控制开关闭合，检测点处于工作状态，如果后备箱中间部分出现泄露液体时，检测点铜线端头短路，声光报警装置回路接通，发出报警信息。一级继电器4.1每次启动维持接通状态一分钟，防止由于液体存在导致电路长期接通，车载电瓶过度放电。

Claims (10)

1.一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，包括主控模块(1)、振动传感模块(2)、显示模块(3)、液体检测模块(4)和电源模块(5)，其特征在于，所述主控模块(1)包括MCU装置(1.1)和阵列式键盘输入装置(1.2)，所述阵列式键盘输入装置(1.2)与MCU装置(1.1)通过四个输入输出接口连接，所述振动传感模块(2)为加速度传感器，所述加速度传感器与MCU装置(1.1)采用串行通信模式且通过一个输入输出接口连接，所述显示模块(3)通过四位并行通信方式与MCU装置(1.1)进行信息传送且通过四个输入输出接口连接，所述液体检测模块(4)为继电器隔离模块，所述继电器隔离模块的控制检测电路与三极管的集电极连接，所述三极管的基极与MCU装置(1.1)的输入输出端口连接，所述电源模块(5)分别给加速度传感器、MCU装置(1.1)和显示模块(3)供电；所述加速度传感器负责把检测到的数据传送至MCU装置(1.1)并进行处理，所述阵列式键盘输入装置(1.2)根据MCU装置(1.1)接收到的数据信息设置检测电路自动开启的最低行驶颠簸程度，所述显示模块(3)用于显示加速度传感器的加速度值，所述液体检测模块(4)根据MCU装置(1.1)传送的数据，判断是否进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述MCU装置(1.1)为八位单片机，所述阵列式键盘输入装置(1.2)由弹簧开关组成，包括四个不同敏感度的按键，所述按键低电平有效。

3.根据权利要求1所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述加速度传感器为三轴加速度传感器，实时检测汽车行驶的合成加速度。

4.根据权利要求1所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述显示模块(3)为液晶显示器，用于显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。

5.根据权利要求1所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述继电器隔离模块分为一级继电器(4.1)和二级继电器(4.2)，所述一级继电器(4.1)为控制回路，用于控制整体检测电路的开合状态，所述控制回路包括两个发光二极管、蜂鸣器和检测线，所述二级继电器(4.2)为一级继电器(4.1)控制回路的一个并联支路。

6.根据权利要求5所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述检测线用于检测后备箱外部的液体泄漏且沿汽车后备箱边缘铺设，所述二级继电器(4.2)设有九个液体泄漏检测点，所述九个检测点以三乘三的阵列形式均匀排布在所述检测线内部，用于检测后备箱内部的液体泄漏。

7.根据权利要求6所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述检测线为两根并行的硬质裸铜线，所述两根并行的硬质裸铜线之间由聚酰胺树脂制成的支撑条连接，所述支撑条用于固定铜线和保持两根铜线间的绝缘性。

8.根据权利要求6所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述检测检测点为圆柱形水槽，所述水槽为聚酰胺树脂，上端开口用于收集泄漏液体，所述水槽底部设有两根裸露的铜导线。

9.根据权利要求5或6或7或8所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：当有液体泄漏时，所述检测点或检测线的两根铜线短路，所述控制回路闭合，所述蜂鸣器和发光二极管启动声光报警。

10.根据权利要求1所述的一种含有振动自启动功能的汽车后备箱液体泄漏检测装置，其特征在于：所述电源模块(5)的输入电源为车载电源，所述车载电源为12V稳压直流电源，所述电源模块(5)的输出电压为3.7V和5V，所述3.7V供给振动传感模块(2)，所述5V供给MCU装置(1.1)和显示模块(3)。