CN212749577U - 一种安全驻车警示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安全驻车警示装置，包括分别与控制模块连接的电源模块、输入模块和输出模块；控制模块接收输入模块传入的信号判断手刹状态，将处理结果传递给输出模块。电源模块包括核心电路设计和抗干扰电路；本实用新型能够实时判断车辆翘板总电源、ON档电源和手刹信号的状态，根据内置MCU内部的判断信息及时给予司机提示，避免故障发生。

Description

一种安全驻车警示装置

技术领域

本实用新型涉及一种安全驻车警示装置。

背景技术

车辆在停车熄火后，如果驾驶员出于驾驶习惯或忘记操作而没有拉起手刹，则车辆会在有坡道的路段上出现溜滑。近年来，常有媒体报道因手刹未拉起引发的溜滑事故。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种安全驻车警示装置。

一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种安全驻车警示装置，包括：控制模块,分别与控制模块连接的电源模块、输入模块和输出模块；

控制模块为启用了LVI和COP状态的MCU，接收输入模块传入的信号，判断手刹状态，将处理结果传递给输出模块。

电源模块与车载电瓶连接，将输入的24VDC车载电源降压到5VDC输出。

电源模块具有滤波电路，滤波电路滤除电容性负载，电感性负载、阻性负载和瞬态冲击。

车载电瓶正极与电源模块连接，电瓶负极与车身连接。

输入模块包括信号输入电路和判断电路，信号输入电路输入ON挡信号、翘板开关信号和手刹信号，判断ON档和翘板开关按钮状态。

信号输入电路具有阻容滤波网络和共模抑制电路，对外部干扰进行全面抑制。

还具有蜂鸣器，蜂鸣器与输出模块连接。

输出模块包括信号输出电路和驱动电路，信号输出电路连接蜂鸣器，驱动电路驱动蜂鸣器发出报警。

控制模块、电源模块、输入模块、输出模块和蜂鸣器共同安装在外壳内。

外壳固定在车身内部，与整车控制器连接。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、在关闭ON档电源或翘板开关电源，且手刹未拉起时，发出提示音进行提示，直至手刹被拉起，防止车辆无人状态下出现事故。

2、引入滤波电路，避免大量车载电器对电源电路造成干扰而出现异常的电压抖动。

3、控制模块的MCU启用了LVI和COP，能够防止错误代码、超出规范运行、电气噪声事件引发的程序计数器故障。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型一个或多个实施例提供的示意图；

图2是本实用新型一个或多个实施例提供的电路原理图；

图中：1控制模块,2电源模块、3输入模块、4输出模块。

具体实施方式

以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1-2所示，一种安全驻车警示装置，包括控制模块1,分别与控制模块1连接的电源模块2、输入模块3和输出模块4；上述模块安装在带有蜂鸣器的外壳内。

控制模块1接收输入模块3传入的信号，判断手刹状态，将处理结果传递给输出模块4。电源模块2与车载电瓶连接，具有滤波电路。输入模块3包括信号输入电路和判断电路，信号输入电路输入ON挡信号、翘板开关信号和手刹信号，判断ON档和翘板开关按钮状态。信号输入电路具有阻容滤波网络和共模抑制电路。输出模块4包括信号输出电路和驱动电路，信号输出电路连接蜂鸣器，驱动电路驱动蜂鸣器发出报警。

电源电路及其滤波电路是利用输入的24VDC车载电源降压到5VDC输出。由于车辆上用电器众多，包含有电容性负载，电感性负载和阻性负载，同时发电机还存在有抛负载的失效模式，所以车辆的电源电压存在各种纹波和异常电压抖动。

为防止电源电压的异常对智能安全驻车警示装置电路的破坏损伤，滤波电路将电压的波动抑制到智能安全驻车警示装置内部电路可以接受的程度。采用能够满足车规要求的电容，滤波模块，电压瞬时吸收器件等按照设计规范，考虑到印刷电路板的EMC规定，进行设计和布局，利用电源电磁干扰测试仪，分项测试，利用示波器测量处理后的电压波形，直至得到理想的电压输出。

智能安全驻车警示装置需要实时判断ON档和翘板开关按钮状态，及时通过提示声音方式给出“拉起手刹开关”的提示，在输入管脚设置了阻容滤波网络和共模抑制电路，对外部干扰进行全面抑制。

控制模块1采用单片机9S系列MCU来实现，但是单片机存在有程序跑飞的风险。导致代码跑飞的原因可能是错误的代码、超出规范允许范围运行MCU、或者是严重的EMI或电气噪声事件。从定义来看，并没有明确指出在代码跑飞期间会出现什么情况，但是由于它是超出规范运行环境而导致的，很容易破坏程序计数器，从而导致MCU出现不可预测的行为。

在代码跑飞后，MCU的运行是不可预测的，甚至不能相信其I/O端口会继续输出可接受的状态。这就有可能使其端口进入一种不可预测的状态，进而导致外部硬件也进入不可预测的状态。

防止代码跑飞的最重要的方法是低电压禁止功能(LVI)。当Vdd电源降低到规定的最小值以下时，LVI能让MCU保持复位状态。尽管LVI可以在电源故障时保护应用***，但它最重要的作用还是在有意关断电源时出现的瞬时状态下提供保护。

掉电时，内部LVI可以控制复位脚，但在上电过程中，内部的上电复位(POR)电路在振荡器启动前(一般是在Vdd达到2伏的几毫秒后)，会保持复位脚为低电平，然后再持续4096个时钟周期的低电平。如果这段时间还不够长，无法确保电源电压在复位脚变为高平前达到规定的范围，那么就需要采取措施，使复位脚维持更长时间的低电平。

掉电时，当电源电压超出规定的范围，内部LVI会拉低复位脚并且一直保持低电平，直到电源重新建立。这样就允许采用电源衰减时间很长的设计，例如使用较大的存储电容，或者掉电时***的电流消耗很低。只要加在LVI上的电源电压还能让其电路正常运行，LVI就可以在复位脚上保持低电平。如果深入观察复位脚上的信号就会发现，一旦电源降得非常低，复位脚会回漂到十分之几伏的电压。这种情况只有在电源电压已经降得非常低(不足1伏)，不可能执行任何代码，也不会破坏闪存时才会发生。

代码跑飞是对MCU程序计数器(PC)的破坏。此时MCU可能不受控制地从存储器程序代码区的未用地址中执行程序，为避免可能有害的影响，应该保持在其中填充已知的安全代码。无论代码保存在ROM、闪存，还是在EEPROM中，这条原则都是适用的。在ROM应用中，唯一需要关心的是I/O动作，以及保存在EEPROM中的数据遭到破坏的可能性。在基于闪存的应用中，还存在代码破坏的可能性。所有未使用的地址都应该包含一条合理而且适宜的指令。该指令可能是一个以SWI指令结尾的NOP序列，或者更简单，都是SWI指令。这么做以后，不受控地在这些地址中执行代码就会发生软件中断。然后程序员就能确定到底发生了什么意外。SWI中断矢量应该指向一个相应的故障处理程序。这可能是一个不给COP置数的无限循环、执行STOP的指令，或是跳转到应用软件的起始点。如果未采用外部看门狗芯片，就应该启用片上COP，并在正常的代码执行期间定时写入。这应该在主代码中完成，而不是在中断程序里做。之所以这样推荐是因为即使主后台任务出现故障，中断也可能继续正确进行。通过正确使用COP，能够抓住大多数代码跑飞的情形，而通过其它方法是无法检测的。结合对未使用地址的适当填充，在程序计数器发生破坏的情况下，COP能够提供充分的复位保护。

综述，采用下面的技术方案来满足单片机抗干扰的需求：

1.启用LVI；在5伏应用中，目前的LVI规范能防止3.9伏电压以下的代码跑飞，并且可以用于确保电源下降时的复位。在908KX8或908GP32等电压可以低至2.7伏的器件中，LVI能在5伏应用提供更好的保护。

2.用合理的指令(如SWI)来填充应用代码的未使用字节(ROM或闪存)。SWI矢量(及所有其它未使用矢量)应该编程指向相应的错误处理子程序。

3.启用COP，并以合适的频率清空计数器，较短的超时周期可以提供更好的保护。

4.在基于闪存的应用中，充分启用闪存块保护功能。

如图2所示的电路原理图，瞬态抑制二极管D1，用来吸收电源电压的突波干扰，防止电源异常变动，对控制器内部的破坏。电阻R1，电容C1,C2,C3,C4用于吸收尖峰脉冲，保持电压稳定，配合LDO的使用，控制器内部的电源电压能够稳定到一个良好的水平上，保证控制器的良好运行。

芯片U2控制器是智能安全驻车警示装置的核心部件，程序的运行，控制各个执行元件的顺序执行，来完成报警信息的播报。我们使用的***元件和程序设计上的冗余考虑来保证程序在任何极端状态下的正常运行，防止程序跑飞。

电阻R6，R7,R8，二极管D7，电容C8,提供了输入管脚的取消抖动干扰。程序的多次判断再次滤除了可能的输入干扰。保证动作的正常执行。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种安全驻车警示装置，其特征在于：包括控制模块,分别与控制模块连接的电源模块、输入模块和输出模块；控制模块接收输入模块传入的信号，判断手刹状态，将处理结果传递给输出模块。

2.如权利要求1所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述电源模块与车载电瓶连接，将输入的24VDC车载电源降压到5VDC输出。

3.如权利要求2所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述车载电瓶正极与电源模块连接，电瓶负极与车身连接。

4.如权利要求1所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述电源模块具有滤波电路，滤波电路滤除电容性负载，电感性负载、阻性负载和瞬态冲击。

5.如权利要求1所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述输入模块包括信号输入电路和判断电路，信号输入电路输入ON挡信号、翘板开关信号和手刹信号，判断ON档和翘板开关按钮状态。

6.如权利要求5所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述信号输入电路具有阻容滤波网络和共模抑制电路，对外部干扰进行全面抑制。

7.如权利要求1所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：还具有蜂鸣器，蜂鸣器与输出模块连接。

8.如权利要求1所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述输出模块包括信号输出电路和驱动电路，信号输出电路连接蜂鸣器，驱动电路驱动蜂鸣器发出报警。

9.如权利要求1所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：控制模块、电源模块、输入模块、输出模块和蜂鸣器共同安装在外壳内。

10.如权利要求9所述的一种安全驻车警示装置，其特征在于：所述外壳固定在车身内部，与整车控制器连接。

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