本实用新型涉及车辆应急安全装置，特别涉及一种带自检报警功能的破窗器电路装置。
背景技术：
客车在火灾、侧翻、落水等紧急情况时，乘员通常是采用安全锤击碎侧窗的方式进行逃生，但传统的安全锤存在容易丢失、紧急情况下不易查找、不易击碎玻璃等缺点。
目前，根据《机动车运行安全技术条件》（gb7258-）中关于应急窗和撤离舱口的规定，客车根据车身长度一般要求配置2~4个具有自动破窗功能的应急窗。实现自动破窗功能的装置一般称为自动破窗器，是安装于车窗上的自动击打玻璃爆裂的辅助逃生系统装置，包括破玻合件、电源、开关和支架等部件；破玻合件通过支架安装在车窗上方，并对准车窗玻璃的顶角处，在发生紧急事故或灾害时，通过按压开关在一秒内使破玻合件击碎应急窗玻璃以便逃生。
自动破窗器的数量的增多，一般都需要通过增设控制器芯片单元来实现多个自动破窗器单元的电路连接、检测和操控，导致电路结构不够简洁，电路元器件增多，功耗上升，成本增加。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种带自检报警功能的破窗器电路装置。该装置在破玻合件上并联发光二极管，通过检测破玻合件的电压变化来控制蜂鸣器，实现声光自检和报警功能，降低整车静态电流，电路结构简洁、易于扩展。
本实用新型是这样实现的：
一种带自检报警功能的破窗器电路装置，包括第一电源和破窗器单元，第一电源与车身电源系统连接，破窗器单元包括破玻合件和第一开关，第一开关的一端连接第一电源，第一开关的另一端连接破玻合件的阳极，破玻合件的阴极接地。
所述破窗器电路装置还包括检测单元、声音单元、灯光单元、稳压单元和第二电源，灯光单元与破玻合件并联，破玻合件的阳极连接检测单元的输入端，检测单元的输出端连接声音单元的输入端，稳压单元的输入端接第一电源，稳压单元的输出端接第二电源，检测单元和声音单元均由第二电源供电。
所述第一开关经二极管正向偏压连接破玻合件的阳极。
所述破窗器单元包括多个破玻合件，即第一破玻合件、第二破玻合件、第三破玻合件和第四破玻合件，第一开关分别通过一个二极管与每个破玻合件的阳极连接；所述灯光单元为发光二极管，每个破玻合件分别与一个发光二极管并联；
所述检测单元包括单片机，单片机的第一输入引脚经第七电阻连接第一破玻合件的阳极，第一输入引脚经第四电阻与第二电源连接；单片机的输出引脚经第三电阻与声音单元的输入端连接；单片机的电源引脚与第二电源连接，单片机的复位引脚接地；
所述单片机的第一输入引脚还经第八电阻与第二破玻合件的阳极连接；
所述单片机的第二输入引脚经第五电阻与第三破玻合件的阳极连接，第二输入引脚经第六电阻与第四破玻合件的阳极连接，第二输入引脚经第二电阻与第二电源连接。
所述单片机的输出引脚的输出信号为脉冲宽度调制信号。
所述声音单元包括pnp三极管、蜂鸣器和第二开关，pnp三极管的基极为声音单元的输入端，pnp三极管的发射极与蜂鸣器的一个引线连接，pnp三极管的集电极接地，蜂鸣器的另一个引线经第二开关与第二电源连接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：采用单片机代替控制器单元使得电路结构简洁且易于扩展，降低整车的静态电流，兼具声光方式的自检和报警功能。
本实用新型取消了传统的控制器单元，采用单片机来检测破玻合件的阳极电压的变化，通过声音单元和灯光单元实现声光自检和报警，降低整车的静态电流，防止车辆长时间停放存在的馈电问题；同时该电路装置可由两路破玻合件扩展为四路破玻合件，电路结构简洁、成本低、体积小、安装方便，并易于扩展，可满足不同车型的安装布置要求。
附图说明
图1为本实用新型带自检报警功能的破窗器电路装置的总体原理图；
图2为本实用新型的接入四路破玻合件的电路图。
图中，1检测单元，2声音单元，3灯光单元，4破窗器单元，5稳压单元，6第一电源，7第二电源，ad1第一输入引脚，ad2第二输入引脚，dh1第一破玻合件，dh2破玻合件，dh3第三破玻合件，dh4第四破玻合件，gnd接地引脚，led发光二极管，pwm输出引脚，q1pnp三极管，r2第二电阻，r3第三电阻，r4第四电阻，r5第五电阻，r6第六电阻，r7第七电阻，r8第八电阻，r9第九电阻，rst复位引脚，s1第一开关，s2第二开关，spk蜂鸣器，u1单片机，u2稳压器，vdd电源引脚。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1和图2，一种带自检报警功能的破窗器电路装置，包括第一电源6和破窗器单元4，第一电源6与车身电源系统连接，破窗器单元4包括破玻合件和第一开关s1，第一开关s1为常开状态，第一开关s1的一端连接第一电源6，第一开关s1的另一端经二极管正向偏压连接破玻合件的阳极，破玻合件的阴极接地。
破窗器电路装置还包括检测单元1、声音单元2、灯光单元3、稳压单元5和第二电源7，灯光单元3与破玻合件并联，破玻合件的阳极连接检测单元1的输入端，检测单元1的输出端连接声音单元2的输入端，稳压单元5的输入端接第一电源6，稳压单元5的输出端接第二电源7，检测单元1和声音单元2均由第二电源7供电。
破窗器单元4包括多个破玻合件，即第一破玻合件dh1、第二破玻合件dh2、第三破玻合件dh3和第四破玻合件dh4，第一开关s1分别通过一个二极管且正向偏压与每个破玻合件的阳极连接；灯光单元3为发光二极管led，每个破玻合件分别与一个发光二极管led并联。
检测单元1包括单片机u1，单片机u1的第一输入引脚ad1经第七电阻r7连接第一破玻合件dh1的阳极，第一输入引脚ad1经第四电阻r4与第二电源7连接；单片机u1的输出引脚pwm经第三电阻r3与声音单元2的输入端连接；单片机u1的电源引脚vdd与第二电源7连接，单片机u1的复位引脚rst接地。
单片机u1的第一输入引脚ad1还经第八电阻r8与第二破玻合件dh2的阳极连接。
单片机u1的第二输入引脚ad2经第五电阻r5与第三破玻合件dh3的阳极连接，第二输入引脚ad2经第六电阻r6与第四破玻合件dh4的阳极连接，第二输入引脚ad2经第二电阻r2与第二电源7连接。
声音单元2包括pnp三极管q1、蜂鸣器spk和第二开关s2，pnp三极管q1的基极为声音单元2的输入端，pnp三极管q1的发射极与蜂鸣器spk的一个引线连接，pnp三极管q1的集电极接地，蜂鸣器spk的另一个引线经第二开关s2与第二电源7连接；第二开关s2为常闭状态。
本实施例中，第一电源6为直流12-24v，第二电源7为直流5v；单片机u1的型号为sn8p27118bit，提供了两个输入引脚，包括第一输入引脚ad1和第二输入引脚ad2，每个输入引脚可同时接二路破玻合件；单片机u1的输出引脚pwm提供脉冲宽度调制信号（pwm信号），电源引脚vdd与第二电源7连接，接地引脚gnd和复位引脚rst接地，其他引脚不定义使用。
由此可见，在一般的轻型客车车型上，根据安全规范，可由第一输入引脚ad1连接二路破玻合件，即全车实现二个配备破窗器的应急窗口；当不同型号的轻型客车因轴距、顶高和座椅数的不同而需要增设破窗器数量时，该电路装置可在第二输出引脚ad2上连接同样的电路结构，从而增加破窗器的数量，满足布置通用化的要求。
本实用新型还包括稳压单元5，稳压单元5的输入端与第一电源6连接，稳压单元5的输出端经第九电阻r9与第二电源7连接，稳压单元5采用的稳压器u2的型号为me6239。
第二电阻r2、第三r3、第四r4、第九r9的电阻值为1kω，第五电阻r5、第六r6、第七r7和第八r8的电阻值为4.7kω。每个破玻合件的启动电流大约为250ma。
本实用新型的工作过程和状态如下：
当按压破窗器单元的第一开关时，第一开关接通，12v电压接到破玻合件的阳极，破玻合件的电路导通，触发破玻器工作，实现击碎玻璃。
单片机内部定义当输入引脚的电位接近0v时，输出引脚无信号输出；当输入引脚的电位达到设定电压值范围，本实施例中为2.6v~3.7v时，则输出引脚输出pwm信号。
当破玻合件的电路正常连接且未被触发时，单片机的输入引脚的电位为~0v，输出引脚无信号输出，即声音单元无输入信号，蜂鸣器不工作；同时，灯光单元的输入端也未达到工作电流值，因此发光二极管也不会被触发亮起。
当按压破窗器单元的第一开关时，第一开关接通，破玻合件的电路导通，单片机的输入引脚的电位达到设定电压值范围，输出引脚输出pwm信号，声音单元得到输入信号使得蜂鸣器负极接地，蜂鸣器被触发工作响起，可通过打开第二开关断开蜂鸣器的电路使其停止工作；同时，灯光单元的输入端也达到工作电流值，发光二极管被触发亮起。
当破玻合件的电路连接不正常时，即断路状态，单片机的输入引脚检测到线路悬空时电位达到设定电压值范围，输出引脚输出pwm信号，声音单元得到输入信号使得蜂鸣器负极接地，蜂鸣器被触发工作响起；同时，灯光单元的输入端达到工作电流值，发光二极管被触发亮起。
本实用新型中的破窗器单元支持手动破窗，当车辆发生落水等情况时，整车电路可能存在断电中断时，亦可采用手动按压破玻合件，即可实现手动破窗功能。
另外，一些客车车型上配备蝶窗设计，蝶窗通常设置在车身尾部，因而蝶窗一般都需要安装自动破窗器作为应急窗。蝶窗在开启前后的横向位置最大相差10mm，本实用新型中的破玻合件的破玻头行程为30mm，因此将破玻合件布置在蝶窗前部，无论是蝶窗开启或关闭状态，破玻头行程均可覆盖蝶窗开启行程，兼顾蝶窗配置的车型。
本实用新型在破玻合件出现故障或者被触发启动时，单片机的输入引脚可以检测到破玻合件的输入电压的变化，使输出引脚为声音单元的输入端提供pwm信号，从而触发蜂鸣器工作响起，同时亦触发灯光单元的发光二极管工作亮起；pwm信号使得蜂鸣器一直发出滴滴滴声，可通过打开第二开关进行断路停止蜂鸣器工作。
本实用新型采用8位单片机芯片替换了传统的控制器电路，高性能、低功耗且成本低，通过单片机的输入管脚结合简洁的电路结构来检测破玻合件的阳极电压，从而控制声音单元和灯光单元的工作，在破玻器不工作的时候，只需要低电压小电流即可实现自检和报警功能，很大程度上降低了整车的静态电流，防止车辆长时间停放时的馈电问题，同时满足破玻器的电路自检要求。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，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。
技术特征：
1.一种带自检报警功能的破窗器电路装置，包括第一电源（6）和破窗器单元（4），第一电源（6）与车身电源系统连接，破窗器单元（4）包括破玻合件和第一开关（s1），第一开关（s1）的一端连接第一电源（6），第一开关（s1）的另一端经连接破玻合件的阳极，破玻合件的阴极接地；其特征在于：
所述破窗器电路装置还包括检测单元（1）、声音单元（2）、灯光单元（3）、稳压单元（5）和第二电源（7），灯光单元（3）与破玻合件并联，破玻合件的阳极连接检测单元（1）的输入端，检测单元（1）的输出端连接声音单元（2）的输入端，稳压单元（5）的输入端接第一电源（6），稳压单元（5）的输出端接第二电源（7），检测单元（1）和声音单元（2）均由第二电源（7）供电。
2.根据权利要求1所述的带自检报警功能的破窗器电路装置，其特征在于：所述第一开关（s1）经二极管正向偏压连接破玻合件的阳极。
3.根据权利要求2所述的带自检报警功能的破窗器电路装置，其特征在于：所述破窗器单元（4）包括多个破玻合件，即第一破玻合件（dh1）、第二破玻合件（dh2）、第三破玻合件（dh3）和第四破玻合件（dh4），第一开关（s1）分别通过一个二极管与每个破玻合件的阳极连接；所述灯光单元（3）为发光二极管（led），每个破玻合件分别与一个发光二极管（led）并联；
所述检测单元（1）包括单片机（u1），单片机（u1）的第一输入引脚（ad1）经第七电阻（r7）连接第一破玻合件（dh1）的阳极，第一输入引脚（ad1）经第四电阻（r4）与第二电源（7）连接；单片机（u1）的输出引脚（pwm）经第三电阻（r3）与声音单元（2）的输入端连接；单片机（u1）的电源引脚（vdd）与第二电源（7）连接，单片机（u1）的复位引脚（rst）接地；
所述单片机（u1）的第一输入引脚（ad1）还经第八电阻（r8）与第二破玻合件（dh2）的阳极连接；
所述单片机（u1）的第二输入引脚（ad2）经第五电阻（r5）与第三破玻合件（dh3）的阳极连接，第二输入引脚（ad2）经第六电阻（r6）与第四破玻合件（dh4）的阳极连接，第二输入引脚（ad2）经第二电阻（r2）与第二电源（7）连接。
4.根据权利要求3所述的带自检报警功能的破窗器电路装置，其特征在于：所述单片机（u1）的输出引脚（pwm）的输出信号为脉冲宽度调制信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述的带自检报警功能的破窗器电路装置，其特征在于：所述声音单元（2）包括pnp三极管（q1）、蜂鸣器（spk）和第二开关（s2），pnp三极管（q1）的基极为声音单元（2）的输入端，pnp三极管（q1）的发射极与蜂鸣器（spk）的一个引线连接，pnp三极管（q1）的集电极接地，蜂鸣器（spk）的另一个引线经第二开关（s2）与第二电源（7）连接。
技术总结
本实用新型涉及一种带自检报警功能的破窗器电路装置，包括第一电源（6）和破窗器单元（4），第一电源与车身电源系统连接，破窗器单元包括多个破玻合件和第一开关（S1），第一开关一端连接第一电源，第一开关另一端连接破玻合件阳极，破玻合件阴极接地；该电路装置还包括检测单元（1）、声音单元（2）、灯光单元（3）、稳压单元（5）和第二电源（7），灯光单元与破玻合件并联，破玻合件的阳极连接检测单元的输入端，检测单元的输出端连接声音单元的输入端，稳压单元的输入端接第一电源，稳压单元的输出端接第二电源，检测单元和声音单元均由第二电源供电。本实用新型实现声光自检和报警，降低整车静态电流，电路结构简洁、易于扩展。
技术研发人员：史仲仲;丁飞霞;王征洋;孙玉栋
受保护的技术使用者：上海汽车集团股份有限公司
技术研发日：.02.28
技术公布日：.01.07
