技术领域
[0001] 本实用新型涉及物流交通运输安全技术领域，特别涉及一种客车的限速报警装置。
背景技术
[0002] 超速的车辆容易发生交通事故，而客车一旦发生事故，极易诱发群死群伤特大恶性事故，给国家、群众带来了极其重大的损失和伤害。市场上热销的
电子狗产品虽然具有超速提醒的功能，但其只是在接近超速测试
探头时才提醒驾驶人员控制车速，而在超速测试探头范围之外并不能进行提醒；并且电子狗仅仅起到提醒的作用，不具有主动规避事故的性能，没法强制控制客车行驶速度。因此需要一种更加安全可靠的车载电子产品，以有效降低超速引起的交通事故发生率。实用新型内容
[0003] (一)解决的技术问题
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型提供了一种客车的限速报警装置，通过将
油门踏板瞬间
位置信号转换为当前客车车速，当超出设定的车速上限值时进行语音报警，同时控制节气门
电机实现节气门的调节以降低车速，从而具有主动规避事故的功能。
[0005] (二)技术方案
[0006] 一种客车的限速报警装置，包括油门踏板监测单元、处理器单元、
键盘控制单元、存储单元、显示单元、语音报警单元、驱动单元和电源单元；所述油门踏板监测单元安装于油门踏板处，监测油门踏板的位置，
输出电压信号送入所述处理器单元的A/D转换通道；所述键盘控制单元用于设定车速上限值，设定的所述车速上限值数据存储于所述存储单元；所述处理器单元对所述电压信号进行A/D转换，提取出当前车速，并与设定的所述车速上限值进行比较；所述存储单元保存所述车速上限值和
算法数据；所述显示单元显示设定的所述车速上限值；当所述当前车速超出所述车速上限值时，所述语音报警单元进行语音报警提醒；所述驱动单元连接客车
发动机的节气门电机，所述处理器单元的D/A转换通道输出
控制信号经所述驱动单元控制电机以实现节气门的调节；所述电源单元为系统其它各单元提供工作电压。
[0007] 进一步的，所述处理器单元选用微
控制器MSP430F169。
[0008] 进一步的，所述油门踏板监测单元包括油门踏板
传感器、第一
运算放大器、第一和第二
二极管、第一～第三电容和第一～第三
电阻，其中所述油门踏板传感器选用磁阻式油门踏板传感器，所述第一
运算放大器选用LM358。
[0009] 进一步的，所述键盘控制单元包括第一～第四按键。
[0010] 进一步的，所述存储单元包括
存储器和第四～第六电阻，其中所述存储器选用EEPROM存储器24LC512。
[0011] 进一步的，所述显示单元包括4位8段数码管、数码管
驱动器和第七～第十三电阻，其中所述数码管驱动器选用共
阴极数码管驱动器CD4511。
[0012] 进一步的，所述语音报警单元包括语音芯片、扬声器、
石英晶振、第四～第十电容、第十四和第十五电阻，其中所述语音芯片选用ML22865，所述第四和第七电容为
电解电容。
[0013] 进一步的，所述驱动单元包括第二运算放大器、第十一和第十二电容、第十六和第十七电阻，其中所述第二运算放大器选用LM358。
[0014] 进一步的，所述电源单元为车载5V电源。
[0015] (三)有益效果
[0016] 本实用新型提供了一种客车的限速报警装置，通过将油门踏板瞬间位置信号转换为当前客车车速，当超出设定的车速上限值时进行语音报警，同时控制节气门电机实现节气门的调节以降低车速，从而具有主动规避事故的功能，其结构简单，体积小巧，安装灵活，不破坏原车的完整性和可靠性，成本低廉，系统功耗低，检测
精度高，响应灵敏，可靠性和
稳定性好，可扩展性强，能从根本上解决客车超速的问题，可极大地减少由客车超速引起的恶行交通事故发生率。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的系统结构
框图。
[0018] 图2为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的油门踏板监测单元
电路原理图。
[0019] 图3为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的键盘控制单元电路原理图。
[0020] 图4为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的存储单元电路原理图。
[0021] 图5为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的显示单元电路原理图。
[0022] 图6为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的语音报警单元电路原理图。
[0023] 图7为本实用新型所涉及的一种客车的限速报警装置的驱动单元电路原理图。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本实用新型所涉及的
实施例做进一步详细说明。
[0025] 如图1所示，一种客车的限速报警装置，包括油门踏板监测单元、处理器单元、键盘控制单元、存储单元、显示单元、语音报警单元、驱动单元和电源单元；油门踏板监测单元安装于油门踏板处，监测油门踏板的位置，输出电压信号送入处理器单元的A/D转换通道；键盘控制单元用于设定车速上限值，设定的车速上限值数据存储于存储单元；处理器单元对电压信号进行A/D转换，提取出当前车速，并与设定的车速上限值进行比较；存储单元保存车速上限值和算法数据；显示单元显示设定的车速上限值；当当前车速超出车速上限值时，语音报警单元进行语音报警提醒；驱动单元连接客车发动机的节气门电机，处理器单元的D/A转换通道输出控制信号经驱动单元控制电机以实现节气门的调节；电源单元为系统其它各单元提供工作电压。
[0026] 处理器单元选用
微控制器MSP430F169，其5V工作电压，内部具有60KB Flash存储器和2KB RAM存储器，12位ADC，双DAC，2个USART，I2C，HW乘法器，还有一个直接的存储通道DMA，功能十分强大。MSP430F169内置的高速12位ADC和DAC，能单片实现系统功能，无须再扩展外部模
块，即可提高系统运行的可靠性，降低系统成本。
[0027] 系统启动后，需要采集油门踏板的瞬时位置信号，故需具备
模拟信号采集功能。如图2所示，油门踏板监测单元包括油门踏板传感器U1、运算放大器U2、二极管D1和D2、电容C1～C3和电阻R1～R3，其中油门踏板传感器U1选用磁阻式油门踏板传感器，运算放大器U2选用LM358。磁阻式油门踏板传感器U1实际上是一个
角度传感器，可提取瞬时油门踏板的位置信号并将其转化为电压信号。为了将角度变化转化为电压信号磁阻元件往往做在同一块基片上接成三端式结构，且在片上一定高度处放一半圆形的磁
钢，当
主轴带动磁钢旋转时，磁阻元件MR1和MR2的电阻值随通过它们的磁通量的变化而变化，从而有电压信号从两个磁阻元件中点OUT脚输出，经过运算放大器LM358降低输出阻抗，然后输入MSP430F169的A/D输入脚A3，利用MSP430F169内部的12位ADC完成
模数转换，实现模拟信号的采集。MSP430F169用IIR滤波算法对转换的信号进行滤波计算，得到当前客车车速。
[0028] 如图3所示，键盘控制单元包括按键K1～K4，用MSP430F169的P3.4～P3.7脚实现4个独立按键，功能分别为限速
开关键、数值增加键、数值减少键以及确认键。为了保证客车行驶的安全性和平稳性，必须在停止状态下才能开启或关闭装置。
[0029] 设定的速度上限值，以及车速的滤波算法需要大量的存储空间，因此装置必须具备数据存储功能。如图4所示，存储单元包括存储器U3和电阻R4～R6，其中存储器U3选用EEPROM存储器24LC512。
[0030] 如图5所示，显示单元包括4位8段数码管Dp1、数码管驱动器U4和电阻R7～R13，其中数码管驱动器U4选用共阴极数码管驱动器CD4511。显示单元使用4位8段数码管Dp1显示4位设定的车速上限值。显示数据通过MSP430F169的P2口提供，MSP430F169的P1口作为数码管Dp1的控制口。为了节省系统功耗，数码管Dp1只有在按下键盘时才点亮，当一定时间内不再操作键盘时数码管Dp1熄灭。
[0031] 当MSP430F169计算得到的当前客车车速超出设定的车速上限值时，装置进行语音报警提醒。如图6所示，语音报警单元包括语音芯片U5、扬声器SPK1、石英晶振X1、电容C4～C10、电阻R14和R15，其中语音芯片U5选用ML22865，电容C4和C7为电解电容。ML22865为带功放的语音芯片，其芯片的SCL、SDA和CBUSYB脚分别接至MSP430F169的I/O口P5.2、P5.3和P5.4脚，SPM和SPP脚外接扬声器SPK1。
[0032] 触发语音报警后，MSP430F169通过驱动单元控制节气门电机实现对节气门的调节，以降低车速。如图7所示，驱动单元包括运算放大器U6、电容C11和C12、电阻R16和R17，其中运算放大器U6选用LM358。控制信号通过MSP430F169的D/A输出脚DAC0输出，利用MSP430F169内部的12位DAC实现
数模转换，并通过运算放大器LM358提升输出控制信号的驱
动能力。
[0033] 由于系统大部分芯片的工作电压均为5V，因此直接采用车载5V电源进行供电。在客车油门踏板与
电子控制单元(ECU)之间加入限速装置，不会破坏原车的完整性和可靠性，同时也具备了出厂前安装与售出后安装的条件，安装方式非常灵活。
[0034] 本实用新型提供了一种客车的限速报警装置，通过将油门踏板瞬间位置信号转换为当前客车车速，当超出设定的车速上限值时进行语音报警，同时控制节气门电机实现节气门的调节以降低车速，从而具有主动规避事故的功能，其结构简单，体积小巧，安装灵活，不破坏原车的完整性和可靠性，成本低廉，系统功耗低，检测精度高，响应灵敏，可靠性和稳定性好，可扩展性强，能从根本上解决客车超速的问题，可极大地减少由客车超速引起的恶行交通事故发生率。
[0035] 上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型
请求保护的技术内容，已经全部记载在
权利要求书中。
