CN107097645B - 一种汽车车内环境安全监测及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车车内环境安全监测及控制装置，它包括主控制器、酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感电路、存储电路、按键电路、液晶显示器、供电控制驱动电路和天窗控制驱动电路；所述酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感器电路、按键电路的输出端分别接所述主控制器的相应输入端，存储电路与主控制器双向相连；所述主控制器的三路输出端分别接液晶显示器、供电控制驱动电路、天窗控制驱动电路的输入端，所述供电控制驱动电路的输出端接所述汽车供电电源回路的输入端，所述天窗控驱动电路的输出端接所述汽车天窗开启控制回路的输入端。本发明有利于改善车内空气环境，有效增加了车内人员的安全系数。

Description

一种汽车车内环境安全监测及控制装置

技术领域

本发明涉及一种汽车车内环境安全监测及控制装置，适用于检测控制汽车车内环境的安全。

背景技术

随着人们生活水平的提高，拥有私家车的家庭也越来越多，近年来，由于驾驶私家车而发生的一些危机人身安全的事故时有发生，如酒后驾驶，启动着发动机在车内休息会产生一氧化碳等，这些都对人们的生命安全造成极大的安全隐患。这一切急需要通过科技技术产品来解决。

发明内容

本发明针对以上问题而提供了一种汽车车内环境安全监测及控制装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种汽车车内环境安全监测及控制装置，其特征在于它包括主控制器、酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感电路、存储电路、按键电路、液晶显示器、供电控制驱动电路和天窗控制驱动电路；所述酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感器电路、按键电路的输出端分别接所述主控制器的相应输入端，存储电路与主控制器双向相连；所述主控制器的三路输出端分别接液晶显示器、供电控制驱动电路、天窗控制驱动电路的输入端，所述供电控制驱动电路的输出端接所述汽车供电电源回路的输入端，所述天窗控制驱动电路的输出端接所述汽车天窗控制开关回路的输入端。

所述主控制器包括处理器U1；所述处理器U1的型号为IAP15f2k61s2。

它还包括报警电路和电源电路；所述报警电路的输入端接主控制器的相应输出端。

所述电源电路包括稳压芯片U2、电容C8-C9、电阻R13和发光二极管DS3；所述稳压芯片U2的型号为LM7805，其输入端1脚接所述汽车电源中的+12V，其输出端3脚为电源VCC，滤波电容C8接在稳压芯片U2的1脚与地之间，滤波电容C9接在稳压芯片U2的3脚与地之间，电阻R13与发光二极管DS3相串联后接在稳压芯片U2的3脚与地之间；

所述报警电路包括蜂鸣器LS1、三极管Q2、续流二极管D5和电阻R22-R23；所述三极管Q2的基极经电阻R22接处理器U1的40脚，其发射极接所述VCC，其集电极依次经电阻R23、蜂鸣器LS1接地；所述续流二极管D5并接在蜂鸣器LS1的两端。

所述酒精传感器电路与一氧化碳传感器电路结构相同；所述酒精传感器电路包括酒精传感器M3、电阻R15-R16；所述酒精传感器M3的型号为MQ-3，其1脚、2脚、3脚均接所述VCC，其5脚经电阻R15接地，其4脚与6脚均接处理器U1的9脚，所述电阻R16接在酒精传感器MQ-3的4脚与地之间；

所述一氧化碳传感器电路包括一氧化碳传感器M7、电阻R17-R18；所述一氧化碳传感器M7的型号为MQ-7，其1脚、2脚、3脚均接所述VCC，其5脚经电阻R18接地，其4脚与6脚均接处理器U1的10脚，所述电阻R17接在一氧化碳传感器MQ-7的4脚与地之间。

所述热释电红外传感器电路包括芯片U4、探头U5、电阻R3-R12和电容C15-C21；所述芯片U4的型号为BISS0001，所述探头U5的型号为RE200B；所述探头U5的1脚接所述VCC，其3脚接地，其2脚接所述芯片U4的14脚，所述电阻R12与电容C20相并联后接在探头U5的2脚与地之间；所述电阻R6与电容C17相并联后接在芯片U4的15脚与16脚之间，所述电阻R10与电容C21相并联后一端接芯片U4的12脚，另一端依次经电阻R4、电容C16接芯片U4的16脚，所述电阻R11接在芯片U4的10脚与地之间，电阻R3与电容C15相串联后接在芯片U4的15脚与地之间；所述电阻R7接在芯片U4的8脚与9脚之间，芯片U4的8脚接所述VCC，所述电阻R8接在芯片U4的3脚与4脚之间，电容C18接在芯片U4的4脚与地之间，所述电阻R9接在芯片U4的5脚与6脚之间，电容C19接在芯片U4的6脚与地之间，所述芯片U4的输出脚2脚经电阻R5接所述处理器U1的34脚。

所述存储电路包括芯片U3、电阻R19-R20；所述芯片U3的型号为AT24C02，其1脚-4脚、7脚均接地，其5脚、6脚分别接处理器U1的13脚、12脚，其8脚接所述VCC；所述电阻R19接在芯片U3的5脚与VCC之间，所述电阻R20接在芯片U3的6脚与VCC之间。

所述按键电路包括开关S1-S5、电阻R33-R37；所述开关S1、电阻R33相串联后接在VCC与地之间，开关S1与电阻R33的节点接处理器U1的39脚；所述开关S2、电阻R34相串联后接在VCC与地之间，开关S2与电阻R34的节点接处理器U1的38脚；所述开关S3、电阻R35相串联后接在VCC与地之间，开关S3与电阻R35的节点接处理器U1的37脚；所述开关S4、电阻R36相串联后接在VCC与地之间，开关S4与电阻R36的节点接处理器U1的36脚；所述开关S5、电阻R37相串联后接在VCC与地之间，开关S5与电阻R37的节点接处理器U1的35脚。

所述液晶显示器的型号为LCD12864，所述液晶显示器包括显示器P3和滑动变阻器RP20；所述显示器P3的数据端口7脚-14脚分别接单片机的1脚-8脚，显示器P3的4脚-6脚分别接处理器U1的31脚-29脚；所述滑动变阻器RP20两端接在显示器P3的1脚与2脚之间，其滑动端接在显示器P3的3脚。

所述供电控制驱动电路与天窗控制驱动电路的结构相同；所述供电控制驱动电路包括继电器J1、三极管Q1、续流二极管D7和电阻R31-R32；所述三极管Q1的型号为S8050；所述三极管Q1的基极经电阻R31接处理器U1的17脚，其集电极接地，其发射极经继电器J1的线圈接VCC；继电器J1的常闭触电J1-1接在所述汽车供电电源回路中；所述电阻R32接在三极管Q1是基极与地之间，所述续流二级管D7并接在继电器J1的线圈的两端；

所述天窗控制驱动电路包括继电器J2、三极管Q3、续流二极管D6和电阻R29-R30；所述三极管Q3的型号为S8050；所述三极管Q3的基极经电阻R29接处理器U1的33脚，继电器J2的常开触电J2-1接在所述汽车天窗开启控制回路中。

所述酒精传感器设置在驾驶员方向盘中间位置，所述一氧化碳传感器设置在内部车顶的中心位置，所述热释电红外传感器设置在内部车顶的中间位置。

本发明的有益效果如下：

本发明采用酒精传感器检测车内酒精浓度，将检测结果送入控制器，当超出安全规定值时由处理器U1发出控制信号经供电控制驱动电路切断汽车供电电源，可有效控制酒后驾车；本发明一氧化碳传感器和热释电红外传感器用来检测车内一氧化碳含量和车内人员，当车内一氧化碳含量超出安全规定值，并且检测到车内有人，处理器U1将发出控制信号，经汽车天窗控制驱动电路，开启汽车天窗，改善车内空气环境，有效增加了车内人员的安全系数。同时发出报警提醒车内人员。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的主控制器的电路原理图；

图3为本发明的酒精传感器的电路原理图；

图4为本发明的一氧化碳传感器的电路原理图；

图5为本发明的热释电红外传感器电路的电路原理图；

图6为本发明的存储电路的电路原理图；

图7为本发明的按键电路的电路原理图；

图8为本发明的液晶显示器的电路原理图；

图9为本发明的供电控制驱动电路；

图10为本发明的报警电路的电路原理图；

图11为本发明的天窗控制驱动电路的电路原理图；

图12为本发明的电源电路的电路原理图；

在附图中1为汽车排风天窗开关回路，2为汽车供电电源回路。

具体实施方式

参见附图1-附图12所示，本实施例涉及一种汽车车内环境安全监测及控制装置，它包括主控制器、酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感电路、存储电路、按键电路、液晶显示器、供电控制驱动电路和天窗控制驱动电路；所述酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感器电路、按键电路的输出端分别接所述主控制器的相应输入端，存储电路与主控制器双向相连；所述主控制器的三路输出端分别接液晶显示器、供电控制驱动电路、天窗控制驱动电路的输入端，所述供电控制驱动电路的输出端接所述汽车供电电源回路的输入端，所述天窗控制驱动电路的输出端接所述汽车天窗控制开关回路的输入端。

参见附图2所示，所述主控制器包括处理器U1；所述处理器U1的型号为IAP15f2k61s2；IAP15f2k61s2内部集成了高可靠的复位电路和震荡电路，并且震荡频率在5MHz～35MHz宽范围可进行设置。

参见附图1所示，本实施例它还包括报警电路和电源电路；所述报警电路的输入端接主控制器的相应输出端。

参见附图12所示，所述电源电路包括稳压芯片U2、电容C8-C9、电阻R13和发光二极管DS3；所述稳压芯片U2的型号为LM7805，其输入端1脚接所述汽车电源中的+12V，其输出端3脚为电源VCC，滤波电容C8接在稳压芯片U2的1脚与地之间，滤波电容C9接在稳压芯片U2的3脚与地之间，电阻R13与发光二极管DS3相串联后接在稳压芯片U2的3脚与地之间。

参见附图10所示，所述报警电路包括蜂鸣器LS1、三极管Q2、续流二极管D5和电阻R22-R23；所述三极管Q2的基极经电阻R22接处理器U1的40脚，其发射极接所述VCC，其集电极依次经电阻R23、蜂鸣器LS1接地；所述续流二极管D5并接在蜂鸣器LS1的两端。

参见附图3与附图4所示，所述酒精传感器电路与一氧化碳传感器电路结构相同；所述酒精传感器电路包括酒精传感器M3、电阻R15-R16；所述酒精传感器M3的型号为MQ-3，其1脚、2脚、3脚均接VCC，其5脚经电阻R15接地，其4脚与6脚均接处理器U1的9脚，所述电阻R16接在酒精传感器MQ-3的4脚与地之间。

所述一氧化碳传感器电路包括一氧化碳传感器M7、电阻R17-R18；所述一氧化碳传感器M7的型号为MQ-7，其1脚、2脚、3脚均接VCC，其5脚经电阻R18接地，其4脚与6脚均接处理器U1的10脚，所述电阻R17接在一氧化碳传感器MQ-7的4脚与地之间。

参见附图5所示，所述热释电红外传感器电路包括芯片U4、探头U5、电阻R3-R12和电容C15-C21；所述芯片U4的型号为BISS0001，所述探头U5的型号为RE200B；所述探头U5的1脚接VCC，其3脚接地，其2脚接芯片U4的14脚，所述电阻R12与电容C20相并联后接在探头U5的2脚与地之间；所述电阻R6与电容C17相并联后接在芯片U4的15脚与16脚之间，所述电阻R10与电容C21相并联后一端接芯片U4的12脚，另一端依次经电阻R4、电容C16接芯片U4的16脚，所述电阻R11接在芯片U4的10脚与地之间，电阻R3与电容C15相串联后接在芯片U4的15脚与地之间；所述电阻R7接在芯片U4的8脚与9脚之间，芯片U4的8脚接VCC，所述电阻R8接在芯片U4的3脚与4脚之间，电容C18接在芯片U4的4脚与地之间，所述电阻R9接在芯片U4的5脚与6脚之间，电容C19接在芯片U4的6脚与地之间，所述芯片U4的输出脚2脚经电阻R5接所述处理器U1的34脚。

参见附图6所示，所述存储电路包括芯片U3、电阻R19-R20；所述芯片U3的型号为AT24C02，其1脚-4脚、7脚均接地，其5脚、6脚分别接处理器U1的13脚、12脚，其8脚接VCC；所述电阻R19接在芯片U3的5脚与VCC之间，所述电阻R20接在芯片U3的6脚与VCC之间。

参见附图7所示，所述按键电路包括开关S1-S5、电阻R33-R37；所述开关S1、电阻R33相串联后接在VCC与地之间，开关S1与电阻R33的节点接处理器U1的39脚；所述开关S2、电阻R34相串联后接在VCC与地之间，开关S2与电阻R34的节点接处理器U1的38脚；所述开关S3、电阻R35相串联后接在VCC与地之间，开关S3与电阻R35的节点接处理器U1的37脚；所述开关S4、电阻R36相串联后接在VCC与地之间，开关S4与电阻R36的节点接处理器U1的36脚；所述开关S5、电阻R37相串联后接在VCC与地之间，开关S5与电阻R37的节点接处理器U1的35脚。

参见附图8所示，所述液晶显示器的型号为LCD12864，所述液晶显示器包括显示器P3和滑动变阻器RP20；所述显示器P3的数据端口7脚-14脚分别接单片机的1脚-8脚，显示器P3的4脚-6脚分别接处理器U1的31脚-29脚；所述滑动变阻器RP20两端接在显示器P3的1脚与2脚之间，其滑动端接在显示器P3的3脚。

参见附图9所示，所述供电控制驱动电路与汽车天窗控制驱动电路的结构相同；所述供电控制驱动电路包括继电器J1、三极管Q1、续流二极管D7和电阻R31-R32；所述三极管Q1的型号为S8050；所述三极管Q1的基极经电阻R31接处理器U1的17脚，其集电极接地，其发射极经继电器J1的线圈接VCC；继电器J1的常闭触电J1-1接在所述汽车供电电源回路中；所述电阻R32接在三极管Q1是基极与地之间，所述续流二级管D7并接在继电器J1的线圈的两端。

参见附图11所示，所述汽车天窗控制驱动电路包括继电器J2、三极管Q3、续流二极管D6和电阻R29-R30；所述三极管Q3的型号为S8050；所述三极管Q3的基极经电阻R29接处理器U1的33脚，继电器J2的常开触电J2-1接在所述汽车天窗开启控制回路中。

所述酒精传感器设置在驾驶员方向盘中间位置，所述一氧化碳传感器设置在内部车顶的中心位置，所述热释电红外传感器设置在内部车顶的中间位置。

本实施例的工作原理如下：

本实施例采用酒精传感器检测车内酒精浓度，将检测结果送入处理器U1，当车内酒精含量超出安全规定值时，将由处理器U1发出信号经供电控制驱动电路 切断汽车供电电路，使汽车无法启动，这就可有效控制酒后驾车发生事故；本实施例还有一氧化碳传感器和热释电红外传感器来检测车内一氧化碳含量和检测有无人员在车内，当车内一氧化碳含量超出安全规定值，并且检测到车内有人，处理器U1将发出控制信号经天窗控制驱动电路，开启天窗（或车窗），改善车内空气环境；有效增加了车内人的安全系数。本实施例同时发出报警提醒车内人员。

Claims (1)

1.一种汽车车内环境安全监测及控制装置，其特征在于它包括主控制器、酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感电路、存储电路、按键电路、液晶显示器、供电控制驱动电路和天窗控制驱动电路；所述酒精传感器电路、一氧化碳传感器电路、热释电红外传感器电路、按键电路的输出端分别接所述主控制器的相应输入端，存储电路与主控制器双向相连；所述主控制器的三路输出端分别接液晶显示器、供电控制驱动电路、天窗控制驱动电路的输入端，所述供电控制驱动电路的输出端接所述汽车供电电源回路的输入端，所述天窗控驱动电路的输出端接所述汽车天窗开启控制回路的输入端；

所述主控制器包括处理器U1；

采用酒精传感器检测车内酒精浓度时，将检测结果送入处理器U1，当车内酒精含量超出安全规定值时，将由处理器U1发出信号经供电控制驱动电路切断汽车供电电路，使汽车无法启动；采用一氧化碳传感器和热释电红外传感器来检测车内一氧化碳含量和检测有无人员在车内时，当车内一氧化碳含量超出安全规定值，并且检测到车内有人，处理器U1将发出控制信号经天窗控制驱动电路，开启天窗或车窗；

所述主控制器包括处理器U1；所述处理器U1的型号为IAP15f2k61s2；

还包括报警电路和电源电路；所述报警电路的输入端接主控制器的相应输出端；

所述电源电路包括稳压芯片U2、电容C8-C9、电阻R13和发光二极管DS3；所述稳压芯片U2的型号为LM7805，其输入端1脚接所述汽车电源中的+12V，其输出端3脚为电源VCC，滤波电容C8接在稳压芯片U2的1脚与地之间，滤波电容C9接在稳压芯片U2的3脚与地之间，电阻R13与发光二极管DS3相串联后接在稳压芯片U2的3脚与地之间；

所述报警电路包括蜂鸣器LS1、三极管Q2、续流二极管D5和电阻R22-R23；所述三极管Q2的基极经电阻R22接处理器U1的40脚，其发射极接所述VCC，其集电极依次经电阻R23、蜂鸣器LS1接地；所述续流二极管D5并接在蜂鸣器LS1的两端；

所述酒精传感器电路与一氧化碳传感器电路结构相同；所述酒精传感器电路包括酒精传感器M3、电阻R15-R16；所述酒精传感器M3的型号为MQ-3，其1脚、2脚、3脚均接所述VCC，其5脚经电阻R15接地，其4脚与6脚均接处理器U1的9脚，所述电阻R16接在酒精传感器MQ-3的4脚与地之间；

所述一氧化碳传感器电路包括一氧化碳传感器M7、电阻R17-R18；所述一氧化碳传感器M7的型号为MQ-7，其1脚、2脚、3脚均接所述VCC，其5脚经电阻R18接地，其4脚与6脚均接处理器U1的10脚，所述电阻R17接在一氧化碳传感器MQ-7的4脚与地之间；

所述热释电红外传感器电路包括芯片U4、探头U5、电阻R3-R12和电容C15-C21；所述芯片U4的型号为BISS0001，所述探头U5的型号为RE200B；所述探头U5的1脚接所述VCC，其3脚接地，其2脚接所述芯片U4的14脚，所述电阻R12与电容C20相并联后接在探头U5的2脚与地之间；所述电阻R6与电容C17相并联后接在芯片U4的15脚与16脚之间，所述电阻R10与电容C21相并联后一端接芯片U4的12脚，另一端依次经电阻R4、电容C16接芯片U4的16脚，所述电阻R11接在芯片U4的10脚与地之间，电阻R3与电容C15相串联后接在芯片U4的15脚与地之间；所述电阻R7接在芯片U4的8脚与9脚之间，芯片U4的8脚接所述VCC，所述电阻R8接在芯片U4的3脚与4脚之间，电容C18接在芯片U4的4脚与地之间，所述电阻R9接在芯片U4的5脚与6脚之间，电容C19接在芯片U4的6脚与地之间，所述芯片U4的输出脚2脚经电阻R5接所述处理器U1的34脚；

所述存储电路包括芯片U3、电阻R19-R20；所述芯片U3的型号为AT24C02，其1脚-4脚、7脚均接地，其5脚、6脚分别接处理器U1的13脚、12脚，其8脚接所述VCC；所述电阻R19接在芯片U3的5脚与VCC之间，所述电阻R20接在芯片U3的6脚与VCC之间；

所述按键电路包括开关S1-S5、电阻R33-R37；所述开关S1、电阻R33相串联后接在VCC与地之间，开关S1与电阻R33的节点接处理器U1的39脚；所述开关S2、电阻R34相串联后接在VCC与地之间，开关S2与电阻R34的节点接处理器U1的38脚；所述开关S3、电阻R35相串联后接在VCC与地之间，开关S3与电阻R35的节点接处理器U1的37脚；所述开关S4、电阻R36相串联后接在VCC与地之间，开关S4与电阻R36的节点接处理器U1的36脚；所述开关S5、电阻R37相串联后接在VCC与地之间，开关S5与电阻R37的节点接处理器U1的35脚；

所述液晶显示器的型号为LCD12864，所述液晶显示器包括显示器P3和滑动变阻器RP20；所述显示器P3的数据端口7脚-14脚分别接单片机的1脚-8脚，显示器P3的4脚-6脚分别接处理器U1的31脚-29脚；所述滑动变阻器RP20两端接在显示器P3的1脚与2脚之间，其滑动端接在显示器P3的3脚；

所述供电控制驱动电路与天窗控制驱动电路的结构相同；所述供电控制驱动电路包括继电器J1、三极管Q1、续流二极管D7和电阻R31-R32；所述三极管Q1的型号为S8050；所述三极管Q1的基极经电阻R31接处理器U1的17脚，其集电极接地，其发射极经继电器J1的线圈接VCC；继电器J1的常闭触电J1-1接在所述汽车供电电源回路中；所述电阻R32接在三极管Q1是基极与地之间，所述续流二级管D7并接在继电器J1的线圈的两端；

所述天窗控制驱动电路包括继电器J2、三极管Q3、续流二极管D6和电阻R29-R30；所述三极管Q3的型号为S8050；所述三极管Q3的基极经电阻R29接处理器U1的33脚，继电器J2的常开触电J2-1接在所述汽车天窗开启控制回路中；

所述酒精传感器设置在驾驶员方向盘中间位置，所述一氧化碳传感器设置在内部车顶的中心位置，所述热释电红外传感器设置在内部车顶的中间位置。