CN105139588A - 一种车内安全监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车内安全监测系统及方法。该系统包括MPU、气体传感器、温度传感器。MPU包括气体温度浓度计算单元，用于根据车内有毒气体浓度信号和车内温度信号进行数据分析处理，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间，并将数据分析处理的结果输出至用户终端显示；气体传感器与MPU通信连接，用于连续采集车内有毒气体浓度信号并输出至所述MPU；温度传感器与MPU通信连接，用于连续采集车内的温度信号并输出至MPU。该系统及方法可以监测车内有毒气体，并提醒车内的人员，避免给相关人员造成生命财产的损失。
Description
技术领域
本发明涉及监测领域，更具体地说，涉及一种车内安全监测系统及方法。
背景技术
目前，由于车内燃油的不充分燃烧会产生有毒气体，在车内密闭空气中超过一定的浓度对人身财产安全都有很大的危险性。在高温环境中，由于车内空气密闭会产生更高于周围温度的危险温度，人特别是儿童，若长时间被锁在停运静止密闭的车内无任何通风情况下会由于高温和缺氧产生昏厥，甚至严重威胁生命安全。在现有技术中，还没有针对车内密闭空气环境下的安全监测报警系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种车内安全监测系统及方法,对车内有毒气体进行监测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车内安全监测系统，包括
MPU,所述MPU包括气体温度浓度计算单元，用于根据车内有毒气体浓度信号和车内温度信号进行数据分析处理，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间，并将数据分析处理的结果输出至用户终端显示；
气体传感器，与所述MPU通信连接，用于连续采集车内有毒气体浓度信号并输出至所述MPU；
温度传感器，与所述MPU通信连接，用于连续采集车内的温度信号并输出至所述MPU。
优选地，所述车内安全监测系统还包括
红外成像模块，与所述MPU通信连接，用于采集车内外的红外图像数据信号并输出至所述MPU；
第一报警装置，与所述MPU通信连接，用于进行第一信号报警；
所述MPU还包括红外数据处理单元，用于根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内是否有生命体，若有，则控制所述第一报警装置进行第一信号报警。
优选地，所述车内安全监测系统还包括
重力传感器，与所述MPU通信连接，用于采集车辆重力变化的数据并输出至所述MPU；
所述MPU还包括重力数据处理单元，所述重力数据处理单元与所述红外成像模块通信连接，用于根据车辆重力变化的数据进行数据分析处理，判断车辆是否为运动状态，若否，则控制所述红外成像模块开始工作。
优选地，所述车内安全监测系统还包括
第二报警装置，与所述MPU通信连接，用于进行第二信号报警；
所述红外数据处理单元根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内无生命体，则控制所述第二报警装置进行第二信号报警。
优选地，所述车内安全监测系统还包括
通讯模块，与所述MPU通信连接，用于接收所述MPU输出的数据分析处理的结果并转发至用户终端。
优选地，所述气体传感器为电化学传感器。
优选地，所述车内安全监测系统还包括锂电池和稳压芯片；
所述锂电池与所述稳压芯片连接，用于输出非稳定电压至所述稳压芯片，所述稳压芯片将非稳定电压转化为稳定电压为所述车内安全监测系统供电。
优选地，所述车内安全监测系统还包括太阳能电池板和充电管理芯片；
所述太阳能电池板与所述充电管理芯片连接，用于利用太阳能发电并将发电产生的电能输出至所述充电管理芯片；
所述充电管理芯片与所述锂电池连接，用于接收所述太阳能电池板输出的电能并输出至所述锂电池，且判断所述锂电池电量充满时停止给所述锂电池充电，还限制所述锂电池充电电流在安全范围内。
本发明还提供一种车内安全监测方法，包括下述步骤：
气体传感器连续采集车内有毒气体的浓度信号输出至MPU；
温度传感器连续采集车内的温度信号输出至所述MPU；
所述MPU根据所采集的车内有毒气体的浓度信号及车内的温度信号进行数据分析处理，计算出有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间；
所述MPU将计算的结果输出至用户终端显示。
优选地，所述车内安全监测方法还包括下述步骤：
重力传感器采集车辆重力变化的数据并输出至所述MPU；
所述MPU根据车辆重力变化的数据进行数据分析处理，判断车辆是否为运动状态；
当车辆为静止状态时，所述MPU启动红外成像模块；
所述红外成像模块采集车内外的红外图像数据信号并输出至所述MPU；
所述红外数据处理单元根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内是否有生命体，若有，则控制第一报警装置进行第一信号报警。
实施本发明，具有以下有益效果：通过气体传感器连续采集车内有毒气体的浓度信号输出至MPU，温度传感器采集车内气体的温度信号输出至MPU，MPU10根据车内有毒气体的浓度信号和温度信号，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间，并将数据分析处理的结果输出至用户终端显示，以提醒车内的人员提前做好相关的处理措施，避免给相关人员造成生命财产的损失。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明车内安全监测系统的原理框图；
图2是本发明车内安全监测方法的流程图一；
图3是本发明车内安全监测方法的流程图二。
具体实施方式
如图1所示，在本发明的车内安全监测系统第一实施例中，该车内安全监测系统包括MPU10、气体传感器20、温度传感器30。
MPU(MicroprocessorUnit，微处理器)10包括气体温度浓度计算单元101，气体温度浓度计算单元101用于根据车内有毒气体浓度信号和车内温度信号进行数据分析处理，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间，并将数据分析处理的结果输出至用户终端显示。其中，数据分析处理的结果包括有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间、有毒气体的浓度及温度。
气体温度浓度计算单元101根据间隔时间内，车内有毒气体浓度和温度的变化大小，计算有毒气体浓度和温度的变化速率，再根据当前有毒气体浓度和温度距离非舒适区域的有毒气体浓度和温度的大小，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间。其中，有毒气体可以是一氧化碳、氮氧化物、硫化物中的一种或几种。
气体传感器20与MPU10通信连接，用于连续采集车内有毒气体浓度信号并输出至MPU10。其中，气体传感器20为电化学传感器，也可以是其他类型的气体传感器，例如：半导体气体传感器。连续采集车内有毒气体浓度信号的间隔时间可以根据实际情况，由用户自行设定。气体传感器20输出的电流或者电压信号与当前测量环境中该气体的浓度成线性比例关系，其使用系统提供的特殊供电模块进行供电。
温度传感器30与MPU10通信连接，用于连续采集车内的温度信号并输出至MPU10。
车内安全监测系统还包括红外成像模块40、第一报警装置50。
红外成像模块40与MPU10通信连接，用于采集车内外的红外图像数据信号并输出至MPU10。红外成像模块40为具有特征轮廓提取功能的红外模块，也可采用通用的红外模块，此时需要通过MPU10进行数据的甄选和分析。
第一报警装置50与MPU10通信连接，用于进行第一信号报警。其中，第一报警装置50可以是蜂鸣报警器。
MPU10还包括红外数据处理单元102用于根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内是否有生命体，若有，则控制所述第一报警装置50进行第一信号报警。
车内安全监测系统还包括重力传感器60。
重力传感器60与MPU10通信连接，用于采集车辆重力变化的数据并输出至MPU10。
MPU10还包括重力数据处理单元103，重力数据处理单元103与红外成像模块40通信连接，用于根据车辆重力变化的数据进行数据分析处理，判断车辆是否为运动状态，若否，则控制红外成像模块40开始工作。当车辆重力在持续变化，则判断车辆还在行驶中，反之，车辆处于长时间停止状态。
车内安全监测系统还包括第二报警装置70。
第二报警装置70与MPU10通信连接，用于进行第二信号报警。第二报警装置70可以高亮警示灯进行报警，以表示车内异常，可能出现人员伤亡，需采取急救措施。
红外数据处理单元102根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内无生命体时控制第二报警装置70进行第二信号报警。
车内安全监测系统还包括通讯模块80。
通讯模块80与MPU10通信连接，用于接收MPU10输出的数据分析处理的结果并转发至用户终端。通讯模块80可以是2G、3G、4G模块中的一种。用户终端可以是关联的手机。这里，数据分析处理的结果还可包括车内生命体的相关信息。
车内安全监测系统还包括锂电池100和稳压芯片90。
锂电池100与稳压芯片90连接，用于输出非稳定电压至稳压芯片90，稳压芯片90将非稳定电压转化为稳定电压为车内安全监测系统供电。其中，稳压芯片90为低压差线性稳压器LDO。
车内安全监测系统还包括太阳能电池板120和充电管理芯片110。
太阳能电池板120与充电管理芯片110连接，用于利用太阳能发电并将发电产生的电能输出至充电管理芯片110，以延长整个系统的使用时间。
充电管理芯片110与锂电池100连接，用于接收太阳能电池板120输出的电能并输出至锂电池100，且判断锂电池100电量充满时停止给锂电池100充电，还限制锂电池100充电电流在安全范围内。
充电管理芯片110还接有USB接口，通过USB接口给充电管理芯片110提供电能。
本发明的车内安全监测系统解决车内安全监测系统由于单电池供电功耗大、使用寿命短的问题，设计了一种低功耗的硬件结构和软件算法对系统的功耗较大部分进行统筹控制管理，并通过太阳能和USB接口给锂电池充电，以实现系统的长时间运行。
如图2所示，本发明还通过一种车内安全监测方法，包括下述步骤：
S1、气体传感器20连续采集车内有毒气体的浓度信号输出至MPU10。
S2、温度传感器30连续采集车内的温度信号输出至MPU10。
S3、MPU10根据所采集的车内有毒气体的浓度信号及车内的温度信号进行数据分析处理，计算出有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间。
S4、MPU10将计算的结果输出至用户终端显示。
其中，步骤S1和S2可以同时进行。
如图3所示，车内安全监测方法还包括下述步骤：
S5、重力传感器60采集车辆重力变化的数据并输出至MPU10。
S6、MPU10根据车辆重力变化的数据进行数据分析处理，判断车辆是否为运动状态。
S7、当车辆为静止状态时，MPU10启动红外成像模块40。
S8、红外成像模块40采集车内外的红外图像数据信号并输出至MPU10。
S9、红外数据处理单元102根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内是否有生命体。
S10、车内是否有生命体时，则控制第一报警装置50进行第一信号报警。
在步骤S10之后，MPU10将根据红外图像数据信号进行数据分析处理的结果输出至用户终端显示。
需要说明的是，步骤S5可以在执行步骤S1或S2的时候，同时执行也可以不同时执行。
综上所述，通过气体传感器20连续采集车内有毒气体的浓度信号输出至MPU10，温度传感器30采集车内气体的温度信号输出至MPU10，MPU10根据车内有毒气体的浓度信号和温度信号，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间，并将数据分析处理的结果输出至用户终端显示，以提醒车内的人员提前做好相关的处理措施，避免给相关人员造成生命财产的损失。
同时，通过重力传感器60采集车辆重力变化的数据并输出至MPU10，MPU10根据车辆重力变化的数据判断车辆是否为运动状态，当车辆静止时则控制红外成像模块40开始工作，采集红外图像数据信号至MPU10，MPU10判断车内是否有生命特征，若有，则控制所述第一报警装置50进行第一信号报警，若无，则控制第二报警装置70进行第二信号报警，相关人员可以根据第一信号报警和第二信号报警判断车内是否有生命体，然后采取相应的措施，以减少人员伤亡和财产的损失。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种车内安全监测系统，其特征在于，包括
MPU(10),所述MPU(10)包括气体温度浓度计算单元(101)，用于根据车内有毒气体浓度信号和车内温度信号进行数据分析处理，计算有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间，并将数据分析处理的结果输出至用户终端显示；
气体传感器(20)，与所述MPU(10)通信连接，用于连续采集车内有毒气体浓度信号并输出至所述MPU(10)；
温度传感器(30)，与所述MPU(10)通信连接，用于连续采集车内的温度信号并输出至所述MPU(10)。
2.根据权利要求2所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述车内安全监测系统还包括
红外成像模块(40)，与所述MPU(10)通信连接，用于采集车内外的红外图像数据信号并输出至所述MPU(10)；
第一报警装置(50)，与所述MPU(10)通信连接，用于进行第一信号报警；
所述MPU(10)还包括红外数据处理单元(102)，用于根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内是否有生命体，若有，则控制所述第一报警装置(50)进行第一信号报警。
3.根据权利要求2所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述车内安全监测系统还包括
重力传感器(60)，与所述MPU(10)通信连接，用于采集车辆重力变化的数据并输出至所述MPU(10)；
所述MPU(10)还包括重力数据处理单元(103)，所述重力数据处理单元(103)与所述红外成像模块(40)通信连接，用于根据车辆重力变化的数据进行数据分析处理，判断车辆是否为运动状态，若否，则控制所述红外成像模块(40)开始工作。
4.根据权利要求2所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述车内安全监测系统还包括
第二报警装置(70)，与所述MPU(10)通信连接，用于进行第二信号报警；
所述红外数据处理单元(102)根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内无生命体时控制所述第二报警装置(70)进行第二信号报警。
5.根据权利要求1-4任一项所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述车内安全监测系统还包括
通讯模块(80)，与所述MPU(10)通信连接，用于接收所述MPU(10)输出的数据分析处理的结果并转发至用户终端。
6.根据权利要求1-4任一项所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述气体传感器(20)为电化学传感器。
7.根据权利要求1-4任一项所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述车内安全监测系统还包括锂电池（100）和稳压芯片（90）；
所述锂电池（100）与所述稳压芯片（90）连接，用于输出非稳定电压至所述稳压芯片（90），所述稳压芯片（90）将非稳定电压转化为稳定电压为所述车内安全监测系统供电。
8.根据权利要求7所述的车内安全监测系统，其特征在于，所述车内安全监测系统还包括太阳能电池板（120）和充电管理芯片（110）；
所述太阳能电池板（120）与所述充电管理芯片（110）连接，用于利用太阳能发电并将发电产生的电能输出至所述充电管理芯片（110）；
所述充电管理芯片（110）与所述锂电池（100）连接，用于接收所述太阳能电池板（120）输出的电能并输出至所述锂电池（100），且判断所述锂电池（100）电量充满时停止给所述锂电池（100）充电，还限制所述锂电池（100）充电电流在安全范围内。
9.一种车内安全监测方法，其特征在于，包括下述步骤：
气体传感器(20)连续采集车内有毒气体的浓度信号输出至MPU(10)；
温度传感器(30)连续采集车内的温度信号输出至所述MPU(10)；
所述MPU(10)根据所采集的车内有毒气体的浓度信号及车内的温度信号进行数据分析处理，计算出有毒气体的温度和浓度上升至预设非舒适区域的时间；
所述MPU(10)将计算的结果输出至用户终端显示。
10.根据权利要求9所述的车内安全监测方法，其特征在于，所述车内安全监测方法还包括下述步骤：
重力传感器(60)采集车辆重力变化的数据并输出至所述MPU(10)；
所述MPU(10)根据车辆重力变化的数据进行数据分析处理，判断车辆是否为运动状态；
当车辆为静止状态时，所述MPU(10)启动红外成像模块(40)；
所述红外成像模块(40)采集车内外的红外图像数据信号并输出至所述MPU(10)；
所述红外数据处理单元(102)根据红外图像数据信号进行数据分析处理，判断车内是否有生命体，若有，则控制第一报警装置(50)进行第一信号报警。
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