CN104200612B - 一种车内婴儿检测报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种车内婴儿检测报警装置,它包括控制模块、电源模块、按键模块、振动检测模块、压力检测模块、音频报警模块,控制模块采用附带晶振电路和复位电路的MSP430F1232单片机;电源模块包括充电电路和电压转换电路,充电电路输入端连接车内点烟头,输出端连接锂电池输入端,锂电池输出端接电压转换电路的输入端,电压转换电路的输出端输出3V电压;按键模块、振动检测模块、压力检测模块、音频报警模块分别电连接到单片机上,且压力检测模块利用差动式电容传感器作为核心检测器件。该装置利用差动式电容产生的电磁场以及其变化程度,实现对座椅上是否存在婴幼儿的认定,并结合音频报警、GPRS短信报警的方式,提醒父母。<!-- 2 -->

Description

一种车内婴儿检测报警装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种报警装置,具体地说是一种车内婴儿检测报警装置。
背景技术
[0002] 近几年来,随着各种车辆的增多,儿童被锁车内事件频繁发生,汽车一旦熄火停止 后,车门窗紧闭,车内温度迅速增加,婴幼儿的体温调节系统不发达,自救能力薄弱,这种情 况下很容易导致孩子中暑死亡。
[0003] 目前,应用于儿童校车上的检测装置已有相关专利(专利号:2012101381302),该 装置主要由电源模块、单片机控制模块、检测模块以及报警模块组成。电源模块由汽车电源 和辅助电源电路组成;检测模块采用声音检测和微波检测方式结合,分别用于采集人体活 动所发出的声音和人体红外线数据;报警模块包括车门自动打开模块、语音提醒模块和GSM 手机短信报警模块,用于执行单片机控制模块传送的数据信息,进而实现相应报警。
[0004] 现有技术是针对儿童校车展开设计的,其中的检测模块主要为声音检测和微波检 测。微波检测主要采集人体移动时所产生的信号,对于婴儿座上的婴儿而言,一旦孩子处于 熟睡状态,在装置设定的检测时间内,没有出现移动情况也没有发出声音时,该装置会判定 车内没人而自动进入待机状态,可见,对于家用轿车而言,声音检测和微波检测的可靠性较 差。此外,该装置在汽车熄火拔出钥匙后被唤醒,若此时车内除了婴儿本身之外还有其它监 护人的话,装置依然会报警,显然这种报警是多余的。现在的婴儿座椅都有安全带固定,1岁 左右的婴幼儿自救能力相当薄弱,很难自行打开安全带,车门自动打开装置对于很小的孩 子来讲是不需要的,且车门打开后对孩子以及轿车而言都是不安全的。因此该装置不适合 安装在家用轿车中。
发明内容
[0005] 针对婴幼儿自救能力薄弱以及现有技术存在不足等问题提出了一种适合在家用 轿车内使用的婴儿检测报警装置,防止了父母因日程繁忙、粗心大意将孩子遗忘在车内而 导致的悲剧事件的发生。
[0006] 本发明采用以下技术方案:一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,包括控制模 块、电源模块、按键模块、振动检测模块、压力检测模块、音频报警模块,所述的控制模块采 用附带晶振电路和复位电路的MSP430F1232单片机;所述的电源模块为装置提供电力供应, 所述的电源模块包括充电电路和电压转换电路,所述的充电电路的输入端连接车内点烟 头,所述充电电路的输出端连接锂电池输入端,所述锂电池的输出端连接电压转换电路的 输入端,所述电压转换电路的输出端输出3V电压;所述的按键模块、振动检测模块、压力检 测模块、音频报警模块分别电连接到单片机上,且压力检测模块利用差动式电容传感器作 为核心检测器件。
[0007] 进一步的,所述的装置还包括连接到单片机上的GPRS模块,所述的GPRS模块采用 MC52i芯片。
[0008] 进一步的,所述的装置包括JTAG接口,所述的JTAG接口连接到单片机上。
[0009] 进一步的,所述的充电电路包括极性电容C19、电容C21、降压芯片LM7805、电容 C22、极性电容C20、电容C17、充电芯片TP4056、电容C18、prog脚电阻,所述极性电容C19的正 极连接车内点烟头,极性电容C19的负极接地,电容C21与极性电容C19并联,降压芯片 LM7805的第一引脚接极性电容C19正极,降压芯片LM7805的第二引脚通过电容C22接地,降 压芯片LM7805的第三引脚接地,极性电容C20与电容C22并联,且极性电容的正极接5V电压, 极性电容C20的负极接地,电容C17的一端接5V电压,电容C17的另一端接地,充电芯片 TP4056的第四引脚和第八引脚分别连接5V电压,充电芯片TP4056的第三引脚、第六引脚和 第七引脚分别接地,充电芯片TP4056的第一引脚接地,充电芯片TP4056的第二引脚通过 prog脚电阻接地,充电芯片TP4056的第五引脚通过电容C18接地。
[0010] 进一步的,所述的电压转换电路包括电容C12、稳压芯片PAM2312、电感L1、电阻R7、 电阻R8、电容Cl 1、电容C13,电容C12的一端接锂电池输出端,电容C12的另一端接地,稳压芯 片PAM2312的第一引脚和第四引脚接锂电池输出端,稳压芯片PAM2312的第二引脚接地,稳 压芯片PAM2312的第三引脚通过电感L1接输出端,稳压芯片PAM2312的第五引脚通过电容 Cl 1接输出端,电阻R7的一端接输出端,电阻R7的另一端分别连接稳压芯片PAM2312的第五 引脚和电阻R8-端,电阻R8另一端接地,电容C13的一端接输出端,电容C13的另一端接地。 [0011]进一步的,所述的振动检测模块包括电阻R1、可变电阻R2、电阻R3、发光二级管D1、 振动传感器ANS-801S、比较器LM393AH,电阻R1的一端连接3V供电电压,电阻R1的另一端连 接发光二级管D1的正极,发光二级管D1的负极接输出端,所述可变电阻R2的一端接3V电压, 可变电阻R2的另一端接地,可变电阻R2的滑片连接比较器LM393AH的第二引脚,电阻R3的一 端接3V电压,电阻R3的另一端分别连接振动传感器ANS-801S-端和比较器LM393AH的第三 引脚,振动传感器ANS-801S的另一端接地,比较器LM393AH的第八引脚接3V电压,比较器 LM393AH的第四引脚接地,比较器LM393AH的第一引脚接输出端。
[0012] 进一步的,所述的压力检测模块包括电容数字转换器AD7746、可调电容C5、可调电 容C6、可调电容C7、可调电容C8、电容C4、极性电容C2、0值电阻R4,电容数字转换器AD7746的 第三引脚分别连接可调电容C5-端和可调电容C6-端,可调电容C5的另一端接电容数字转 换器AD7746第八引脚,可调电容C6的另一端接电容数字转换器AD7746的第七引脚,电容数 字转换器AD7746的第四引脚分别连接可调电容C7-端和可调电容C8-端,可调电容C7的另 一端接电容数字转换器AD7746第九引脚,可调电容C8的另一端接电容数字转换器AD7746的 第十引脚,电容数字转换器AD7746的第十三引脚接地,电容数字转换器AD7746的第十四引 脚通过电容C4接地,极性电容C2与电容C4并联,且极性电容C2的正极接3V电压,极性电容C2 的负极接地,所述〇值电阻R4的两端分别接模拟地和数字地。
[0013] 进一步的,所述的音频报警模块包括数字电位器MCP41010、语音芯片WTV020、音频 功放LM4871、电阻R6、电容C10、电阻R9、极性电容C14、电容C15、电容C16、电阻R11、电阻R12、 扬声器,数字电位器MCP41010的第四引脚和第五引脚接地,数字电位器MCP41010的第八引 脚接3V电压,数字电位器MCP41010的第六引脚接电容C16-端,电容C16另一端接电阻R11 - 端,电阻Rl 1另一端接音频功放LM4871第四引脚,数字电位器MCP41010的第七引脚分别连接 电阻R9-端和语音芯片WTV020第七引脚,电阻R9的另一端接3V电压,极性电容C14的正极接 3V电压,极性电容C14的负极接地,语音芯片WTV020的第五引脚接3V电压,语音芯片WTV020 的第二引脚接地,语音芯片WTV020的第三引脚接电容CIO-端,电容CIO另一端接语音芯片 WTV020第四引脚,电阻R6与电容C10并联,语音芯片WTV020的第^^一引脚和第十二引脚分别 接3V电压,音频功放LM4871第一引脚接地,音频功放LM4871第二引脚和第三引脚分别通过 电容C15接地,音频功放LM4871的第四引脚连接电阻R12-端,电阻R12另一端接音频功放 LM4871第五引脚,音频功放LM4871的第六引脚接3V电压,音频功放LM4871的第七引脚接地, 音频功放LM4871的第五引脚和第八引脚分别接到扬声器的输入端。
[0014] 本发明的有益效果是:
[0015] 1、该装置利用差动式电容产生的电磁场以及其变化程度,实现对座椅上是否存在 婴幼儿的认定,并结合音频报警、GPRS短信报警的方式,提醒父母,避免将婴幼儿锁在车内 的悲剧。
[0016] 2、本设计采用MSP430F1232单片机作为主控制器,它是一款超低功耗系列单片机, 具有5种低功耗模式,运行电流200μΑ(2.2V1MHZ),待机模式下电流只有0.7μΑ,从待机到唤 醒不超过6ys,响应速度快,功耗极低。
[0017] 3、采用差动式电容传感器进行检测,由于人体是一个介电常数近似为80的良好导 电体,因此利用电容传感器原理,通过电容数字转换器(CDC)输出的电容变化可以准确判断 座椅上有无人体存在。由于CDC输出的电容大小取决于物体本身的导电性和介电常数,因 此,通过检测、分析电容值的大小可以较容易的区分出人体和其它物体,减小误判几率。
[0018] 4、采用高精度电容数字转换芯片AD7746与电容传感器直接相连进行电容值测量。 AD7746是由美国ADI公司最新推出的一款24位电容式带有片上温度传感器的数字转换器, 具有较高的分辨率、准确度和线性度等内在特性,其功耗仅为〇. 7mA,且具有两个外接电容 通道,两个电容传感器可共用一个CDC器件,降低了装置的开发成本。
[0019] 5、由于汽车发动机一旦运转,势必会产生振动现象,发动机停止,振动消失,因此 采用灵敏度可调的振动传感器检测汽车熄火停止,这样无需在汽车点火开关处安装复杂的 电路来监控汽车运行状态。装置采用型号为ANS-801S的振动传感器,其为电阻式振动传感 器,振动时电阻的大小随着振动的力度而变化,有极宽的振动侦测范围,低功耗,灵敏度可 由电路自行调整。
[0020] 6、GPRS模块西门子公司推出的双频模块MC52i,它适用于亚洲的频段场的900/ 1800MHz,支持GSM/GPRS功能。此外,该模块内嵌TCP/IP协议栈,降低了开发难度,且提供了 标准UART接口,可直接与单片机控制器的UART接口进行连接,硬件电路实现简单。
[0021] 7、报警单元采用音频报警、短信报警、拨号报警三者之间相互结合的方式进行报 警,提高报警的可靠性。
[0022] 8、锂电池供电,可利用汽车点烟头随时充电,当充电完成时,TP4056将自动终止充 电循环,因此不会出现过充情况,该装置可以一直与点烟头接口相连,充电自动完成,无需 人工干涉。
附图说明
[0023]图1是本发明原理结构框图;
[0024]图2是本发明控制模块的原理结构示意图;
[0025]图3是本发明电源模块中充电电路的电路原理图;
[0026]图4是本发明电源模块中电压转换电路的电路原理图;
[0027]图5是本发明压力检测模块的电路原理图;
[0028]图6是本发明振动检测模块的电路原理图;
[0029]图7是本发明音频报警模块的电路原理图;
[0030] 图8是本发明按键模块的电路原理图;
[0031] 图9是本发明GPRS模块的电路原理图;
[0032]图10是本发明JTAG接口的电路原理图。
具体实施方式
[0033]如图1所示的一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,包括控制模块、电源模块、 按键模块、振动检测模块、压力检测模块、音频报警模块、GPRS模块、JTAG接口,所述的控制 模块采用附带晶振电路和复位电路的MSP430F1232单片机;所述的电源模块为装置提供电 力供应,所述的电源模块包括充电电路和电压转换电路,所述的充电电路的输入端连接车 内点烟头,所述充电电路的输出端连接锂电池输入端,所述锂电池的输出端连接电压转换 电路的输入端,所述电压转换电路的输出端输出3 V电压;所述的按键模块、振动检测模块、 压力检测模块、音频报警模块、GPRS模块、JTAG接口分别电连接到单片机上,且压力检测模 块利用差动式电容传感器作为核心检测器件,所述的GPRS模块采用MC52i芯片。
[0034]整个装置的工作原理:振动传感器检测到振动信号后通过中断方式唤醒单片机, 此时整个装置开始正常工作。一旦检测到振动信号消失,单片机控制器便通知CDC去测量电 容值并提供数据,单片机对每个CDC发过来的数据进行分析、处理、判断,如果出现婴儿座椅 上有人体存在而其他座椅上无人体存在的情况时,装置中的音频报警模块开始报警,报警 音量每1分钟增加一次,直至孩子被抱走。若报警5分钟后孩子依然未被抱走,装置中的GPRS 短信模块便会向指定一个(或几个)手机号码发送形如"有孩子滞留在您车上,请马上采取 措施"的短信提醒,倘若发送短信后的5分钟内孩子还是未被抱走,GPRS模块随即向预存的 手机号码拨号,提醒司机或父母尽快解救孩子。当装置检测到振动信号消失后(熄火停止) 的15分钟内,未检测到人体存在的信号,装置自动进入睡眠状态,有效降低功耗,等待振动 信号再次出现将其唤醒。整个装置采用可充电的锂电池供电,可通过连接线将装置连接至 车内点烟头,随时给锂电池充电。
[0035] 如图2所示,所述的控制模块主要由MSP430F1232单片机、32.768kHz的低频晶振电 路、复位电路构成。
[0036]振荡电路原理:振荡电路的两个30pF电容起并联谐振的作用,两个电容值的选取 一般是相同的,如果相差太大,极易造成谐振不平衡,致使停振或者根本不起振。
[0037]复位电路原理:复位电路中电阻的作用是限制电流的大小。串联时,电阻越大,对 电容的充电就越慢,充电周期也就越长;并联时,电阻越大,对电容的充电就越快,周期也就 越快。该单片机为低电平复位,单片机上电后,首先电源通过电阻R5给电容C9充电,电容电 压缓慢上升,电压没升到电源电压3.0V时,复位引脚为低电平,于是单片机复位,接近电源 电压3.0V时芯片复位完成,开始工作。当按下按键时,复位引脚呈现低电平,实现单片机复 位。当单片机掉电后,电容会通过二极管迅速放电,保证短时间内再开机时的复位效果。 [0038] 如图3所示,所述的充电电路包括极性电容C19、电容C21、降压芯片LM7805、电容 C22、极性电容C20、电容C17、充电芯片TP4056、电容C18、prog脚电阻,所述极性电容C19的正 极连接车内点烟头,极性电容C19的负极接地,电容C21与极性电容C19并联,降压芯片 LM7805的第一引脚接极性电容C19正极,降压芯片LM7805的第二引脚通过电容C22接地,降 压芯片LM7805的第三引脚接地,极性电容C20与电容C22并联,且极性电容的正极接5V电压, 极性电容C20的负极接地,电容C17的一端接5V电压,电容C17的另一端接地,充电芯片 TP4056的第四引脚和第八引脚分别连接5V电压,充电芯片TP4056的第三引脚、第六引脚和 第七引脚分别接地,充电芯片TP4056的第一引脚接地,充电芯片TP4056的第二引脚通过 prog脚电阻接地,充电芯片TP4056的第五引脚通过电容C18接地。
[0039]由于汽车点烟头输出电压一般为12V,而充电芯片TP4056的最大输入电压为10V, 因此需要进行电压装换,这里采用LM7805芯片将输入12V电压转换为5VJP4056是一款给单 节锂离子电池充电的、采用恒定电流/恒定电压充电方式的线性充电器,充电电流IBAT由电 阻Rprog控制,其计算公式为:
Figure CN104200612BD00081
[0041]当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时,TP4056将自动终止充电 循环,因此不会出现过充情况,该装置可以一直与点烟头接口相连,充电自动完成,无需人 工干涉。
[0042] 如图4所示,所述的电压转换电路包括电容C12、稳压芯片PAM2312、电感L1、电阻 R7、电阻R8、电容C11、电容C13,电容C12的一端接锂电池输出端,电容C12的另一端接地,稳 压芯片PAM2312的第一引脚和第四引脚接锂电池输出端,稳压芯片PAM2312的第二引脚接 地,稳压芯片PAM2312的第三引脚通过电感L1接输出端,稳压芯片PAM2312的第五引脚通过 电容C11接输出端,电阻R7的一端接输出端,电阻R7的另一端分别连接稳压芯片PAM2312的 第五引脚和电阻R8-端,电阻R8另一端接地,电容C13的一端接输出端,电容C13的另一端接 地。
[0043]由于3.7V锂电池充满电电压为4.2V,而装置大部分供电电压为3.0V,因此需要电 压转换。该电路采用PAM2312开关稳压芯片实现。PAM2312是一个降压型DC-DC转换器。在高 负载电流模式中,固定频率PWM保证了最佳静态和瞬时特性。为了提高便携设备电池的使用 寿命,PAM2312含有一个省电脉冲频率调试(PSM)模式,它可以在低负载条件下采用降低开 关频率的方式来为设备省电,为系统降低功耗。PAM2312提供固定输出方式和可调输出方 式,输入电压从2.5V到5.5V,输出可以在0.6V到输入电压之间调节,可适用于单节锂电池供 电的系统。输出电压可通过调节R7、R8的阻值来改变。其计算公式如下所示:
Figure CN104200612BD00082
[0045] 如图5所示,所述的振动检测模块包括电阻R1、可变电阻R2、电阻R3、发光二级管 D1、振动传感器ANS-801S、比较器LM393AH,电阻R1的一端连接3V供电电压,电阻R1的另一端 连接发光二级管D1的正极,发光二级管D1的负极接输出端,所述可变电阻R2的一端接3V电 压,可变电阻R2的另一端接地,可变电阻R2的滑片连接比较器LM393AH的第二引脚,电阻R3 的一端接3V电压,电阻R3的另一端分别连接振动传感器ANS-801S-端和比较器LM393AH的 第三引脚,振动传感器ANS-801S的另一端接地,比较器LM393AH的第八引脚接3V电压,比较 器LM393AH的第四引脚接地,比较器LM393AH的第一引脚接输出端。
[0046]图中ANS-801S为电阻式振动传感器,振动时电阻的大小随着振动的力度而变化, 具有较宽的振动检测范围,接脚表面镀金,不易受环境条件影响。该检测电路中,LM393为一 双电压比较器,通过比较引脚2,3的电压值进而控制输出。当传感器检测到振动时,比较器 输出低电平,此时指示灯D1点亮;无振动时输出高电平,指示灯不亮,其灵敏度可通过滑动 变阻器R2进行调节。比较器的输出直接接单片机的中断引脚P1.1,通过边沿触发的方式响 应中断,唤醒睡眠中的单片机,执行其他操作。
[0047]如图6所示,所述的压力检测模块包括电容数字转换器AD7746、可调电容C5、可调 电容C6、可调电容C7、可调电容C8、电容C4、极性电容C2、0值电阻R4,电容数字转换器AD7746 的第三引脚分别连接可调电容C5-端和可调电容C6-端,可调电容C5的另一端接电容数字 转换器AD7746第八引脚,可调电容C6的另一端接电容数字转换器AD7746的第七引脚,电容 数字转换器AD7746的第四引脚分别连接可调电容C7-端和可调电容C8-端,可调电容C7的 另一端接电容数字转换器AD7746第九引脚,可调电容C8的另一端接电容数字转换器AD7746 的第十引脚,电容数字转换器AD7746的第十三引脚接地,电容数字转换器AD7746的第十四 弓丨脚通过电容C4接地,极性电容C2与电容C4并联,且极性电容C2的正极接3V电压,极性电容 C2的负极接地,所述0值电阻R4的两端分别接模拟地和数字地。
[0048]图中,C5、C6和C7、C8各构成一个差动电容传感器,分别来自两个座椅,两通道连接 方式。AD7746为电容数字转换器,直接将电容值转换成数字量,通过I2C总线与单片机控制 器进行通信。其中,引脚1为时钟线SCL,与单片机P3.7口相连;引脚16为数据线SDA,与单片 机P2.3 口相连;引脚2为状态位,与单片机P3.6口相连,当出现下降沿时标志着电容通道转 换完成。通过对AD7746进行编程控制,读取器件内部各个寄存器的数值来获取传感器电容 值的变化情况。值得注意的是,AD7746测得的电容值C包括待测电容和附加电容。其中,附加 电容的值可以在未接电容传感器时测量获得。
[0049] 该检测电路设计了抗干扰措施,电源VCC与器件工作电源ADD以及数字地之间接有 滤波电容,数字地与模拟地之间接有〇值电阻。由于小型汽车一般可容纳4-5人,需至少装设 5个电容传感器,因此整个装置需要3个电容数字转换器(CDC),通过并联方式挂在I2C总线 上实现与单片机通信,实现电容值的获取。
[0050] 如图7所示,所述的音频报警模块包括数字电位器MCP41010、语音芯片WTV020、音 频功放LM4871、电阻R6、电容C10、电阻R9、极性电容C14、电容C15、电容C16、电阻R11、电阻 R12、扬声器,数字电位器MCP41010的第四引脚和第五引脚接地,数字电位器MCP41010的第 八引脚接3V电压,数字电位器MCP41010的第六引脚接电容C16-端,电容C16另一端接电阻 Rl 1-端,电阻Rl 1另一端接音频功放LM4871第四引脚,数字电位器MCP41010的第七引脚分 别连接电阻R9-端和语音芯片WTV020第七引脚,电阻R9的另一端接3V电压,极性电容C14的 正极接3V电压,极性电容C14的负极接地,语音芯片WTV020的第五引脚接3V电压,语音芯片 WTV020的第二引脚接地,语音芯片WTV020的第三引脚接电容C10-端,电容C10另一端接语 音芯片WTV020第四引脚,电阻R6与电容C10并联,语音芯片WTV020的第^^一引脚和第十二引 脚分别接3V电压,音频功放LM4871第一引脚接地,音频功放LM4871第二引脚和第三引脚分 别通过电容C15接地,音频功放LM4871的第四引脚连接电阻R12-端,电阻R12另一端接音频 功放LM4871第五引脚,音频功放LM4871的第六引脚接3V电压,音频功放LM4871的第七引脚 接地,音频功放LM4871的第五引脚和第八引脚分别接到扬声器的输入端。
[0051]当孩子被滞留后,单片机会控制音频报警模块进行报警,报警音量由软件程序自 动控制,每一分钟增加一次音量,达到5分钟时,音量便不再增加。该电路主要由语音芯片 WTV020、数字电位器MCP41010、音频功放LM4871及外围器件构成。这三种芯片连接方式为: MCP41010芯片的PB0、PW0、PA0相当于电位器的三个端子,ΡΒ0引脚与语音芯片的音频输出引 脚SPK_N相连,电位器中间抽头PW0通过电容C16、电阻R11与音频功放的反向输入端-IN相 连。电位器另一端子ΡΑ0接地。R6和C10为内置功放反馈电路元件,LM4871的音量输出端V01 和V02直接与扬声器相连。
[0052]控制方式:语音芯片WTV020采用"三线串口控制方式"进行控制,其片选引脚CS、数 据引脚DATA、时钟引脚SCK以及复位引脚RESET分别于单片机的P3.0、P3.3、P3.2、P3.G_ 连接,实现控制。数字电位器MCP41010通过SPI总线与单片机通信,片选端CS、时钟线SCK、数 据线SI分别与单片机?2.0、?2.1、?2.2引脚相连,单片机采用软件模拟5?1总线时序进行控 制。
[0053]语音芯片可以录制多种格式的报警音乐,采用循环播放形式播放报警音,单片机 通过程序控制数字电位器定时增加音量,音量通过功放芯片进行放大,实现音量可调的报 警模式。
[0054]如图8所示,所述的按键模块主要用于设置婴儿座椅位置。三个发光二极管分别代 表三个座椅位置,以驾驶舱位置为左,依次为左、中、右。装置默认设置为左,可通过按键S2 设置其他位置。当用户按下按键2次时,设置为中,按下3次为右,相应发光二极管点亮证明 已设置成功,也可通过单片机复位键复位到初始设置状态进行重新设置。
[0055]如图9所示,所述的GPRS模块为西门子公司推出的双频模块MC52i,MC52i模块内部 带有TCP/IP协议栈,支持GSM/GPRS功能,具有两个波段(900MHz和1800MHz ),功耗低,可靠性 较高,该模块提供了标准的UART接口,可直接与单片机控制器的UART口相连,硬件电路实现 简单。模块的RX0引脚与单片机的P3.5接口相连,ΤΧ0与单片机的P3.4 口相连,当音频报警5 分钟后车内婴儿未被抱走,此时单片机会通过UART接口向MC52i发送AT指令,模块接收到AT 指令后,以短信形式发送文字信息到指定一个或多个手机用户终端,实现短信报警;当短信 发送5分钟后婴儿仍然未被抱走,单片机会向该模块发送相应拨号指令,模块收到指令后直 接给父母或其它监护人的手机拨号,寻求援助。该模块可通过卡座连接SIM卡,按照相应指 令从SIM卡中读取用户电话号码,以进行相关操作。
[0056]该模块使用时需注意:
[0057] 1、与单片机进行相连时,TXD0对应的是输入,而RXD0对应的是输出,将TXD0引脚直 接与单片机的UTXD0引脚相连,将RXD0与单片机的URXD0相连即可。
[0058] 2、模块发送数据时瞬时电流可达到2A,因此,设计供电电源时需要重点考虑输出 电流的大小。
[0059] 如图10所示,所述JTAG接口的TD0、TD1、TMS、TCK、AVSS、RST引脚分别对应单片机的 丁00、了01、了1^、了0(、¥33、1^1'引脚,1^6接口的第二引脚接3¥电压,该模块主要用于测试芯 片和修改芯片内部的程序,可以在出售时拆除,在检修或更新时加装。
[0060]电容传感器的安装:整个电容传感器极板由导电层、绝缘层、电容极板以及外围绝 缘抗压材料构成,可以在不影响舒适度的情况下放置在专用座椅垫内部或由座椅生产厂家 将传感器嵌入座椅内部,传感器与单片机控制装置采用导线连接。
[0061]用户初次使用该装置时,通过按键自行设定婴儿座椅安装位置,设定好后将装置 通过连接线与汽车点烟头接口相连,由于电池充电过程自动完成且大部分汽车熄火停止后 点烟头失电,因此,在点烟头空闲状态下,装置可以一直与点烟头相连,无需重复拔插。装置 在长期不用的情况下可以通过拔掉电池,实现彻底断电。
[0062]除本发明所述的结构外,其余均为现有技术。
[0063]以上所述只是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在 不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也被视为本发 明的保护范围。

Claims (5)

1. 一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,包括控制模块、电源模块、按键模块、振动 检测模块、压力检测模块、音频报警模块,所述的控制模块采用附带晶振电路和复位电路的 MSP430F1232单片机;所述的电源模块为装置提供电力供应,所述的电源模块包括充电电 路和电压转换电路,所述的充电电路的输入端连接车内点烟头,所述充电电路的输出端连 接锂电池输入端,所述锂电池的输出端连接电压转换电路的输入端,所述电压转换电路的 输出端输出3V电压;所述的按键模块、振动检测模块、压力检测模块、音频报警模块分别电 连接到单片机上,且压力检测模块利用差动式电容传感器作为核心检测器件;所述的装置 还包括连接到单片机上的GPRS模块,所述的GPRS模块采用MC52i芯片;所述的装置包括 JTAG接口,所述的JTAG接口连接到单片机上;所述的充电电路包括极性电容C19、电容 C21、降压芯片LM7805、电容C22、极性电容C20、电容C17、充电芯片TP4056、电容C18、prog脚 电阻,所述极性电容C19的正极连接车内点烟头,极性电容C19的负极接地,电容C21与极 性电容C19并联,降压芯片LM7805的第一引脚接极性电容C19正极,降压芯片LM7805的 第二引脚通过电容C22接地,降压芯片LM7805的第三引脚接地,极性电容C20与电容C22 并联,且极性电容的正极接5V电压,极性电容C20的负极接地,电容C17的一端接5V电 压,电容C17的另一端接地,充电芯片TP4056的第四引脚和第八引脚分别连接5V电压,充 电芯片TP4056的第三引脚、第六引脚和第七引脚分别接地,充电芯片TP4056的第一引脚 接地,充电芯片TP4056的第二引脚通过prog脚电阻接地,充电芯片TP4056的第五引脚通 过电容C18接地。
2. 根据权利要求1所述的一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,所述的电压转换电 路包括电容C12、稳压芯片PAM2312、电感L1、电阻R7、电阻R8、电容C11、电容C13,电容C12的 一端接锂电池输出端,电容C12的另一端接地,稳压芯片PAM2312的第一引脚和第四引脚接 锂电池输出端,稳压芯片PAM2312的第二引脚接地,稳压芯片PAM2312的第三引脚通过电 感L1接输出端,稳压芯片PAM2312的第五引脚通过电容C11接输出端,电阻R7的一端接 输出端,电阻R7的另一端分别连接稳压芯片PAM2312的第五引脚和电阻R8-端,电阻R8 另一端接地,电容C13的一端接输出端,电容C13的另一端接地。
3. 根据权利要求1所述的一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,所述的振动检测模 块包括电阻R1、可变电阻R2、电阻R3、发光二级管D1、振动传感器ANS-801S、比较器LM393AH, 电阻R1的一端连接3V供电电压,电阻R1的另一端连接发光二级管D1的正极,发光二级 管D1的负极接输出端,所述可变电阻R2的一端接3V电压,可变电阻R2的另一端接地,可 变电阻R2的滑片连接比较器LM393AH的第二引脚,电阻R3的一端接3V电压,电阻R3的另 一端分别连接振动传感器ANS-801S -端和比较器LM393AH的第三引脚,振动传感器ANS-801S的另一端接地,比较器LM393AH的第八引脚接3V电压,比较器LM393AH的第四引脚 接地,比较器LM393AH的第一引脚接输出端。
4. 根据权利要求1所述的一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,所述的压力检测模 块包括电容数字转换器AD7746、可调电容C5、可调电容C6、可调电容C7、可调电容C8、电容 C4、极性电容C2、0值电阻R4,电容数字转换器AD7746的第三引脚分别连接可调电容C5 - 端和可调电容C6 -端,可调电容C5的另一端接电容数字转换器AD7746第八引脚,可调电 容C6的另一端接电容数字转换器AD7746的第七引脚,电容数字转换器AD7746的第四引 脚分别连接可调电容C7 -端和可调电容C8 -端,可调电容C7的另一端接电容数字转换 器AD7746第九引脚,可调电容C8的另一端接电容数字转换器AD7746的第十引脚,电容数 字转换器AD7746的第十三引脚接地,电容数字转换器AD7746的第十四引脚通过电容C4接 地,极性电容C2与电容C4并联,且极性电容C2的正极接3V电压,极性电容C2的负极接 地,所述〇值电阻R4的两端分别接模拟地和数字地。
5.根据权利要求1所述的一种车内婴儿检测报警装置,其特征在于,所述的音频报警模 块包括数字电位器MCP41010、语音芯片WTVO 20、音频功放LM4871、电阻R6、电容C10、电阻R9、 极性电容C14、电容C15、电容C16、电阻R11、电阻R12、扬声器,数字电位器MCP41010的第四 引脚和第五引脚接地,数字电位器MCP41010的第八引脚接3V电压,数字电位器MCP41010 的第六引脚接电容C16 -端,电容C16另一端接电阻R11 -端,电阻R11另一端接音频功 放LM4871第四引脚,数字电位器MCP41010的第七引脚分别连接电阻R9 -端和语音芯片 WTV020第七引脚,电阻R9的另一端接3V电压,极性电容C14的正极接3V电压,极性电容 C14的负极接地,语音芯片WTV020的第五引脚接3V电压,语音芯片WTV020的第二引脚接 地,语音芯片WTV020的第三引脚接电容C10 -端,电容C10另一端接语音芯片WTV020第 四引脚,电阻R6与电容C10并联,语音芯片WTV020的第^^一引脚和第十二引脚分别接3V 电压,音频功放LM4871第一引脚接地,音频功放LM4871第二引脚和第三引脚分别通过电 容C15接地,音频功放LM4871的第四引脚连接电阻R12 -端,电阻R12另一端接音频功放 LM4871第五引脚,音频功放LM4871的第六引脚接3V电压,音频功放LM4871的第七引脚接 地,音频功放LM4871的第五引脚和第八引脚分别接到扬声器的输入端。
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