CN102582560A - 一种自适应红外车内环境监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应红外车内环境监控系统，包含传感器、ECU电子控制单元系统、信号处理模块、模数转换电路、无线通信模块、天线、电源；所述电源为所述传感器、ECU电子控制单元系统、信号处理模块、模数转换电路、无线通信模块、天线提供电能；所述传感器获得的信号先经信号处理模块整理，再经模数转换电路转换后输入ECU电子控制单元系统；所述ECU电子控制单元系统综合不同传感器传入的信息和天线获取的车钥匙启车或锁车信号进行智能学习和分析判断；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动无线通讯模块发出短信提示车内有异常情况出现；本发明方案具有智能模糊判断和自适应学习能力，不需要从汽车行车电脑或其它部件获取车况信息。

Description

一种自适应红外车内环境监控系统

技术领域

本发明涉及一种车内环境监控系统，特别是一种能保护车内生命安全的自适应红外车内环境监控系统，属于汽车智能监控和生命安全保障系统技术领域。

背景技术

近年来，由车内环境温度失控、或汽车自燃或一氧化碳/二氧化碳等气体浓度过高而导致的人员伤亡事件屡有发生，例如当驾乘者在密闭静止的车内休息或专注于某项活动时，因为封闭环境内二氧化碳浓度逐渐升高或者发动机燃烧不充分产生的一氧化碳等有毒气体进入车厢内，导致车内人员在不知不觉中中毒伤亡，或者因为车内温度过高或过低导致中暑或冻伤冻死；此外还有因车主大意致使离开后的封闭车内仍遗留有婴幼儿、老人或睡眠者等暂无自主能力人员而导致的意外也不鲜见，如何杜绝此类悲剧的发生尚未有良好的措施，因此本发明对于实现汽车内部环境的连续实时监测以及保障驾乘人员的生命安全尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能保护车内生命安全的自适应红外车内环境监控系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自适应红外车内环境监控系统，包含传感器、ECU电子控制单元系统、信号处理模块、模数转换电路、无线通信模块、天线、电源；所述电源为所述传感器、ECU电子控制单元系统、信号处理模块、模数转换电路、无线通信模块、天线提供电能；所述传感器获得的信号先经信号处理模块整理，再经模数转换电路转换后输入ECU电子控制单元系统；所述ECU电子控制单元系统综合不同传感器传入的信息和天线获取的车钥匙启车或锁车信号进行智能学习和分析判断；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动无线通讯模块发出短信提示车内有异常情况出现。

优选的，所述的自适应红外车内环境监控系统，还包含报警电路；所述电源为报警电路供电；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动报警电路，发出声、光振动。

优选的，所述的自适应红外车内环境监控系统，还包含LCD显示模块；所述电源为LCD显示模块供电；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动LCD显示模块，显示危险出现和危险内容。

优选的，所述的天线还作为无线通讯模块的发射装置。

优选的，所述传感器为运动传感器、红外传感器和环境传感器的组合。

优选的，所述的运动传感器为振动传感器和加速度传感器的组合，用于向ECU电子控制单元系统传输汽车不同状态时的特征振动和加速度信号。

优选的，所述红外传感器对生命体频段敏感，可以有效从高低温环境中辨识出生命红外信号；所述红外传感器置于车顶，便于最大范围的探测车内生命情况。

优选的，所述环境传感器用于检测汽车内部环境的温度高低、空气中的氧气、二氧化碳以及一氧化碳等有毒可燃气体的含量以及是否有不明烟雾出现，是一个多传感器组合。

优选的，所述ECU电子控制单元系统是以包括但不限于MCU或DSP或CPLD或MPU微处理器为核心，兼以其它辅助电路和逻辑算法构成的一个模糊分析和智能决策系统。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的自适应红外车内环境监控系统通过振动/加速度传感器获取汽车特征状态信号、通过天线获取车钥匙启车或锁车信号，通过环境传感器和红外传感器对车内环境和生命存在情况连续扫描、监测，然后通过模糊运算和智能决策对驾乘人员的环境生命安全提供有力的保证：在汽车停驶、车内有人的情况下，遇到温度过高/过低、或氧气不足、二氧化碳过高、或一氧化碳等有毒气体浓度超标或出现不明烟雾时，ECU电子控制单元系统启动报警电路报警、LCD模块显示及通过无线通讯模块发送短信进行提示，以保证人身安全；在汽车停驶、车内有人/生命的情况下，遇到车主大意锁车离开则本系统将直接报警并手机短信警示，以保证不会出现婴幼儿、睡眠休息者等暂无自主能力人员或其它生命(如宠物)被遗留在封闭锁死车内的情况，从而避免悲剧发生；此外，本发明方案具有智能模糊判断和自适应学习能力，不需要从汽车行车电脑或其它部件获取车况信息，所述环境传感器采用电池供电时可以独立自由的安装在车内任一视角良好位置，无需布线连线，装卸使用极其简便。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的一种自适应红外车内环境监控系统的工作原理图；

附图2为本发明所述的一种自适应的红外车内环境监控系统的标准工作流程图；

附图3为本发明所述的一种自适应的红外车内环境监控系统的自学习神经网络结构图；

附图4为本发明所述的一种自适应的红外车内环境监控系统的自学习示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如附图1-2所示的本发明所述的一种自适应红外车内环境监控系统，包含传感器、信号处理模块、模数转换电路、ECU电子控制单元系统，天线、电源、报警电路、LCD显示模块、无线通信模块；所述电源为传感器、信号处理模块、模数转换电路、ECU电子控制单元系统，天线、电源、报警电路、LCD显示模块、无线通信模块供电；所述传感器获得的信号先经信号处理模块整理，再由模数转换电路转换后输入电子控制单元系统；所述电子控制单元系统综合不同传感器和天线获取的车钥匙启车或锁车信号进行智能运算和模糊判断；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统发出指令，启动报警电路发出声、光、振动报警以提醒驾乘人员；启动LCD显示模块显示危险出现和危险内容；启动无线通信模块向车主发送短信警示以提醒车辆有异常情况出现；所述传感器包含运动传感器、红外传感器和环境传感器；所述的运动传感器为振动传感器和加速度传感器的组合，用于向ECU电子控制单元系统传输汽车不同状态时的特征振动和加速度信号；所述的天线还作为无线通讯模块的发射装置，可以发送手机短信讯号；所述红外传感器对生命体频段敏感，可以有效从高低温环境中辨识出生命红外信号；所述红外传感器置于车内视角良好位置，如车顶，便于最大范围的探测车内生命情况；所述环境传感器用于检测汽车内部环境的温度高低、空气中的氧气、二氧化碳以及一氧化碳等有毒可燃气体的含量以及是否有不明烟雾出现；所述环境传感器采用电池供电时可以独立自由的安装在车内任一视角良好位置，无需布线连线，装卸使用极其简便。所述ECU电子控制单元系统是以包括但不限于MCU或DSP或CPLD或MPU微处理器为核心，兼以其它辅助电路和逻辑算法构成的一个模糊分析和智能决策系统。

如附图3-4所示本发明所述自适应红外车内环境监控系统具有自我学习和适应本车特征信号并智能分析判断的能力。所述自学部分，可以用各种方法实现，其中包括(1)模糊逻辑，(2)神经网络，(3)支持向量机。本实施例中我们仅对神经网络的方法加以叙述。一个神经网络由多层分布的神经元组成。如附图3所示，第一层为输入层，最后一层为输出层，中间一般有一层，也可以有二层或者三层，每个神经元的输入与前一层神经元的输出通过不同的权重连结。通过调节这些权重，一个神经网络可以自学习。自学习的算法有多种，最常见的算法是反向传播算法(Back propagation)。以环境自学习模块为例，其神经网络的结构如图所示，输入层有5个神经元，分别代表5个输入值，中间层的神经元个数可以通过实验决定输出层有一个神经元组成，低电位时表示环境正常，高电位时表示环境不正常。各个神经元之间的连接权重(Wij)通过反向传播算法自学习决定。附图4为具体内容自学习过程的示意图。

所述之自适应红外车内环境监控系统，其工作原理和流程如下：ECU电子控制单元系统根据天线获取的车钥匙启车或锁车信号、加速度传感器感应到的行驶加速度方向和大小、振动传感器感应到的振动幅值和频率，综合之后运用模糊算法可以智能分析出车子当前的运动状态，如行驶、怠速、静止有人或静止无人等；而后加以记忆、比对、识别和适应；当系统判断车速为0时，进入遥控信号等待期，时长为若干分钟，一般为5～10分钟，若此段时间内ECU电子控制单元系统检测到有车主离开锁车的遥控信号，则立即启动红外传感器对车内扫描，发现车内仍留有人则马上声、光、振动报警并通过无线通信模块发送短信，提示车主车内有非本意留人；如果等待期内没有出现车主锁车离开的信号，则在其结束后再启动红外传感器进行扫描，一旦发现车内有人，则进一步启动环境传感器对车内环境进行连续监测，当发现车内温度过高或过低、或氧气含量过低、或二氧化碳浓度过高、或一氧化碳等有毒气体浓度超过安全值、或出现不明烟雾，则立即发出声、光、振动报警，LCD模块显示，同时通过无线通讯模块也发出短信提示；上述工作模式在汽车从无人、闭锁状态变转变为车门开启、汽车启用状态时，都将自动重新启动，进入工作流程。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的自适应红外车内环境监控系统通过振动/加速度传感器获取汽车特征状态信号、通过天线获取车钥匙启车或锁车信号，通过红外传感器和环境传感器对车内环境和生命存在情况连续扫描、监测，然后通过模糊运算和智能决策对驾乘人员的环境生命安全提供有力的保证：在汽车停驶、车内有人的情况下，遇到温度过高/过低、或氧气不足、二氧化碳过高、或一氧化碳等有毒气体浓度超标或出现不明烟雾时，ECU电子控制单元系统启动报警电路报警、LCD模块显示及通过无线通讯模块发送短信进行提示，以保证人身安全；在汽车停驶、车内有人/生命的情况下，遇到车主大意锁车离开则本系统将直接报警并手机短信警示，以保证不会出现婴幼儿、睡眠休息者等暂无自主能力人员或其它生命，如宠物被遗留在封闭锁死车内的情况，从而避免悲剧发生；此外，本发明方案具有智能模糊判断和自适应学习能力，不需要从汽车行车电脑或其它部件获取车况信息，所述环境传感器采用电池供电时可以独立自由的安装在车内任一视角良好位置，无需布线连线，装卸使用极其简便。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：包含传感器、ECU电子控制单元系统、信号处理模块、模数转换电路、无线通信模块、天线、电源；所述电源为所述传感器、ECU电子控制单元系统、信号处理模块、模数转换电路、无线通信模块、天线提供电能；所述传感器获得的信号先经信号处理模块整理，再经模数转换电路转换后输入ECU电子控制单元系统；所述ECU电子控制单元系统综合不同传感器传入的信息和天线获取的车钥匙启车或锁车信号进行智能学习和分析判断；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动无线通讯模块发出短信提示车内有异常情况出现。

2.根据权利要求1所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：还包含报警电路；所述电源为报警电路供电；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动报警电路，发出声、光振动。

3.根据权利要求1所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：还包含LCD显示模块；所述电源为LCD显示模块供电；当发现车内环境恶化或有人员/生命被遗留时锁车，所述ECU电子控制单元系统启动LCD显示模块，显示危险出现和危险内容。

4.根据权利要求1所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：所述的天线还作为无线通讯模块的发射装置。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：所述传感器为运动传感器、红外传感器和环境传感器的组合。

6.根据权利要求5所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：所述的运动传感器为振动传感器和加速度传感器的组合，用于向ECU电子控制单元系统传输汽车不同状态时的特征振动和加速度信号。

7.根据权利要求5所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：所述红外传感器对生物体频段敏感，可以有效从高低温环境中辨识出生命红外信号；所述红外传感器置于车顶，便于最大范围的探测车内生命情况。

8.根据权利要求5所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：所述环境传感器用于检测汽车内部环境的温度高低、空气中的氧气、二氧化碳以及一氧化碳等有毒可燃气体的含量以及是否有不明烟雾出现，是一个多传感器组合。

9.根据权利要求1或2或3或4或6或7或8所述的自适应红外车内环境监控系统，其特征在于：所述ECU电子控制单元系统是以包括但不限于MCU或DSP或CPLD或MPU微处理器为核心，兼以其它辅助电路和逻辑算法构成的一个模糊分析和智能决策系统。

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