CN108248507A - 一种幼儿遗落校车报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种幼儿遗落校车报警系统及方法，所述系统包括客户端和车内报警装置，车内报警装置包括微控制器、温度传感器、红外阵列温度传感器、GPS模块、第一继电器驱动电路、第二继电器驱动电路、电磁阀、语音播放模块、GSM模块和触摸屏；所述方法包括：（1）判断车内温度是否超过28℃；（2）判断车内是否有人；（3）获取车辆位置信息；（4）判断车内温度是否高于30℃；（5）向客户端发送报警信息；（6）判断车内温度是否高于35℃；（7）车门打开，播放语音信息催促车内人员下车，同时向客户端发送车门打开的提示信息。本发明所述的系统及方法可以有效避免幼儿遗落在校车内引发的危险，保证幼儿安全，具有较好的社会效益。

Description

一种幼儿遗落校车报警系统及方法

技术领域

本发明属于校车安全技术领域，尤其涉及一种幼儿遗落校车报警系统及方法。

背景技术

随着我国车辆保有量的持续增加，校车作为幼儿培训机构的交通工具也越来越普遍。校车数量的增加也带来了安全问题，特别是幼儿乘车的安全问题越来越突出。由于司机或司乘人员的疏忽导致幼儿遗落校车而造成的伤亡事故屡见不鲜。特别是在夏天，车内温度上升速度非常快，如果幼儿被留在车内，在短时间将因高温脱水导致全身脏器衰竭，危及生命。虽然通过媒体宣传和岗位教育可以减少此类事故的发生，但人不是机器，总有犯错的时候，幼儿遗落校车造成伤亡的事故在短期内还是无法杜绝。

发明内容

本发明旨在提供一种使用简单，使用效果好的幼儿遗落校车报警系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种幼儿遗落校车报警系统，包括客户端和车内报警装置，车内报警装置包括微控制器、温度传感器、红外阵列温度传感器、GPS模块、第一继电器驱动电路、第一继电器、第二继电器驱动电路、第二继电器、电磁阀、语音播放模块、GSM模块和与微控制器通讯的触摸屏；

微控制器通过GSM模块与客户端通信；

温度传感器、红外阵列温度传感器和GPS模块的信号输出端均连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输出端连接第一继电器驱动电路和第二继电器驱动电路，第一继电器驱动电路和第二继电器驱动电路分别驱动第一继电器和第二继电器的线圈的工作，第一继电器的常开触点串联于语音播放模块的电源电路中，第二继电器的常开触点并联于车门的电源电路中。

校车的车厢外侧壁上设报警烟雾警示装置，报警烟雾警示装置包括装有烟雾的壳体，壳体上设进烟口和出烟口，进烟口上设进气阀门，出烟口上设出气电磁阀，进烟口上连接有朝向车辆的侧下方设置的出烟管，微控制器输出信号控制出气电磁阀的工作。

校车的车厢外侧壁上设显示屏，微控制器的信号输出端连接显示驱动电路，显示驱动电路驱动显示屏的工作。

壳体内设烟雾压力传感器，烟雾压力传感器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输入端连接烟雾不足报警显示电路。

车辆的车厢壁上设应急窗口，应急窗口上配合设置应急窗板，应急窗板滑动设置于车厢壁上，车厢壁上配合应急窗板设置应急电动推杆，应急电动推杆的长度方向与应急窗板的滑动方向相同，应急电动推杆的末端连接应急窗板，微控制器的信号输出端连接应急窗板驱动电路，应急窗板驱动电路驱动应急电动推杆的伸长或缩短。

车辆的车厢壁上设与应急窗口连通的夹层，应急电动推杆设置于夹层内，应急窗板滑动设置于夹层内。

一种利用上述系统进行的幼儿遗落校车报警方法，所述方法依次包括如下步骤：

（1）判断车内温度是否超过28℃，如为是则进行步骤（2），如为否则重复步骤（1）；

（2）判断车内是否有人，如为是则进行步骤（3），如为返回步骤（1）；

（3）获取车辆位置信息；

（4）判断车内温度是否高于30℃，如为是则进行步骤（5），如为否则返回步骤（4）；

（5）向客户端发送报警信息，报警信息包含步骤（3）获取到的车辆的位置信息；

（6）判断车内温度是否高于35℃，如为是则进行步骤（7），如为否则重复步骤（6）；

（7）车门打开，播放语音信息催促车内人员下车，同时向客户端发送车门打开的提示信息。

步骤（5）中每隔5s向客户端发送一次报警信息。

步骤（5）中向客户端发送报警信息后，客户端会判断报警信息是否被读取，如为否，则

首先，客户端读取约定格式的报警信息；

随后，客户端进入声音和振动报警界面，报警界面内有“消除警报”和“车辆位置”两个按钮以及文字报警信息，文字报警信息提示“孩子有危险，请立即采取措施”；

最后，判断“消除警报”按钮是否被点击，如为是则停止声音和振动报警；

判断“车辆位置”按钮是否被点击，如为是则客户端上显示电子地图界面，电子地图界面显示校车的具体位置。

步骤（3）之后，需要判断校车内的温度增长趋势，校车内的温度增长趋势确定方法为：

首先：在30s内，每隔1s获取一次车内的温度信息，则共有29个时间段，可以获得29个温度数据，得到数据为T _n （n=1~29），T _n 为第n个时间段获取到的车辆内的温度信息；

然后：通过公式（1）获得校车内温度初始与最终的跳动值；

； （公式1）

为校车内温度初始与最终的跳动值；T ₂₉为第29个时间段校车内的温度值，T ₁为第1个时间段校车内的温度值；

随后：通过以下方法获得校车内温度的变化趋势；

_bx =T _m+1 -T _m ；（m=1~28）

_bx =（ _b1 、 _b2 、 _b3 、...、 _b27 ）

T _m+1为第m+1时间段校车内的温度；T _m 为第m时间段校车内的温度；

_bx 为温度差值数列；

_b1 为第2个时间段和第1个时间段校车内的温度差值； _b2 为第3个时间段和第2个时间段校车内的温度差值； _b3 为第4个时间段和第3个时间段校车内的温度差值； _b27 为第28个时间段和第27个时间段校车内的温度差值；

判断 _bx 数列的最后5个数是否大于等于1；

对 _bx 进行大小比较，最大的值记为 _max ，判断 _max 是否位于数列的最后一位；

最后：当满足以下3个条件时直接进入步骤（7），否则进行步骤（4），条件（1）：校车内温度初始与最终的跳动值超过1℃/15s时；条件（2）： _bx 数列的最后5个数大于等于1；条件（3）： _max 位于数列的最后一位。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：本发明所述的系统结构简单，安装方便，可靠性高，效果良好，可有效避免幼儿遗落校车造成的幼儿伤亡事故的发生，有显著的经济和社会效益。本发明所述的方法可以在幼儿困在校车内后迅速做出判断保证校车内人员的安全，同时，保证校车的安全。

附图说明

图1为实施例1原理框图；

图2为实施例2原理框图；

图3为壳体结构示意图；

图4为应急窗板结构示意图。

具体实施方式

实施例1，一种幼儿遗落校车报警系统，如图1所示，包括客户端和车内报警装置，车内报警装置用于检测和判断车内状态，在必要情况下向客户端发送信息，实现与客户端的通信。

本实施例中，客户端为手机客户端。

其中，车内报警装置包括微控制器、温度传感器、红外阵列温度传感器、GPS模块、第一继电器驱动电路、第一继电器、第二继电器驱动电路、第二继电器、电磁阀、语音播放模块、GSM模块和与微控制器通讯的触摸屏，触摸屏用于设置，增加或删减，接收报警短信的手机号码，通过触摸屏与微控制器通讯，从而将信息输入到微控制器为成熟的现有技术。

本实施例中，微控制器包括单片机。

微控制器通过GSM模块与客户端通信，微控制器通过GSM模块与客户端通信，从而微控制器可以向客户端发送报警信息，或提示信息，使用方便。单片机通过GSM模块向客户端发送信息为成熟的现有技术，在此不再赘述其实现方式。

温度传感器用于检测校车内的温度信息，温度传感器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，温度传感器将检测到的校车内的温度信息传输到微控制器，微控制器判断校车内的温度是否达到阈值。

红外阵列温度传感器用于检测车内是否有人，工作的时候，红外阵列温度传感器检测测量范围内不同区域的温度，微控制器读取红外阵列温度传感器不同区域的温度值加以判断，一个或几个相连区域的温度值高于车内环境温度值时可以认为温度高的区域有人。红外阵列温度传感器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，红外阵列温度传感器将检测到的不同区域的温度信息传输到微控制器，微控制器根据接收到的信号判断车内是否有人。

GPS模块用于检测校车的位置，GPS模块的信号输出端连接微控制器的信号输入端，GPS模块将检测到的校车的经纬度信息传输到微控制器，微控制器对接收到的校车的经纬度信息进行存储

第一继电器驱动电路连接微控制器的信号输出端，同时，第一继电器驱动电路驱动第一继电器的常开触点的工作，第一继电器的常开触点串联于语音播放模块的电源电路中，语音播放模块的电源电路为给语音播放模块提供电源的电路。微控制器发出信号到第一继电器驱动电路，在第一继电器驱动电路的作用下第一继电器的常开触点闭合，从而使得语音播放模块的电源电路导通，最终使得语音播放模块工作，发出语音，对车内人员进行提示。其中，第一继电器驱动电路为成熟的现有技术，语音播放模块也为成熟的现有技术。

第二继电器驱动电路连接微控制器的信号输出端，同时，第二继电器驱动电路驱动第二继电器的常开触点的工作，第二继电器的常开触点并联于车门的电源电路中，车门的电源电路为给车门提供电源的电路。微控制器发出信号到第二继电器驱动电路，在第二继电器驱动电路的作用下第二继电器的常开触点闭合，从而使得校车车门的电源电路导通，使得控制车门开启的电磁阀得电，最终使得车门打开，车内人员可以及时从车内出来。本实施例中的校车为电动车门，得电后车门开启为成熟的现有技术。其中，第二继电器驱动电路也为成熟的现有技术。

同时，在校车的车厢外侧壁上设显示屏，微控制器的信号输出端连接显示驱动电路，显示驱动电路驱动显示屏的工作。当校车内有人时，微控制器输出信号到显示驱动电路，显示驱动电路驱动显示屏，从而在显示屏上显示“车内有人”的字样，从而可以使得周围人员对校车内遗落人员进行营救。

本发明所述的系统结构简单，安装方便，可靠性高，效果良好，可有效避免幼儿遗落校车造成的幼儿伤亡事故的发生，有显著的经济和社会效益。

本发明还公开了一种利用上述系统进行的幼儿遗落校车报警方法，所述方法依次包括如下步骤：

（1）判断车内温度是否超过28℃，如为是则进行步骤（2），如为否则重复步骤（1）；温度传感器将采集到的车内的温度信息传输到微控制器，微控制器根据接收到的信息判断车内的温度是否超过28℃，如果超过了则进行步骤（2），如果没有超过，则车内暂时是安全的，只需要随时检测车内温度信息即可。

（2）判断车内是否有人，如为是则进行步骤（3），如为否返回步骤（1）；红外阵列温度传感器检测其检测范围内不同区域的温度信息，当某个区域高于车内温度时，则表明车内有人，如果车内有人则会进行步骤（3）。如果此时检测到车内没有人，则表明暂时是安全的，返回步骤（1）即可。

（3）获取车辆位置信息。GPS模块采集车辆所在位置的信息，并将采集到的信息传输到微控制器进行存储，此步骤对于车内遗落人员的营救有着重要的意义。

（4）判断车内温度是否高于30℃，如为是则进行步骤（5），如为否则返回步骤（4）；温度传感器持续工作，将采集到的温度信息传输到微控制器，微控制器将接收到的温度信息与30℃进行比较，当发现车内温度超过30℃时，说明车内人员面临到了威胁，此时进行步骤（5），如车内温度没有超过30℃时，说明车内人员暂时是安全的，只需要对车内温度进行持续的监测即可。

（5）向客户端发送报警信息，报警信息包含步骤（3）获取到的车辆的位置信息。当车内温度超过30℃后，微控制器通过GSM模块向客户端发送报警信息，报警信息中会包含车辆的位置信息，从而保证车内人员可以被快速营救。

步骤（5）中每隔5s向客户端发送一次报警信息，在危急情况下，通过信息轰炸的方式保证信息可以被读取到，防止信息被遗忘的问题。

步骤（5）中向客户端发送报警信息后，客户端会判断报警信息是否被读取，如为否，则：

首先，客户端读取约定格式的报警信息；

随后，客户端进入声音和振动报警界面，报警界面内有“消除警报”和“车辆位置”两个按钮以及文字报警信息，文字报警信息提示“孩子有危险，请立即采取措施”；

最后，判断“消除警报”按钮是否被点击，如为是则停止声音和振动报警；

判断“车辆位置”按钮是否被点击，如为是则客户端上显示电子地图界面，电子地图界面显示校车的具体位置。通过这种方式，保证报警信息可以被相关人员读取到，保证车内遗落人员的安全。

（6）判断车内温度是否高于35℃，如为是则进行步骤（7），如为否则重复步骤（6）；温度传感器持续工作，将采集到的温度信息传输到微控制器，微控制器将接收到的温度信息与35℃进行比较，当发现车内温度超过35℃时，说明车内人员很危急，此时进行步骤（7），实施对车内人员的营救。如车内温度没有超过35℃时，说明车内情形没有达到特别危急的地步，只需要对车内温度进行持续的监测即可。

（7）车门打开，播放语音信息催促车内人员下车，同时向客户端发送车门打开的提示信息。微控制器输出信号到第二继电器驱动电路，第二继电器驱动电路驱动第二继电器的线圈得电，从而使得第二继电器的常开触点闭合，最终使得车门的电源电路被导通，车门打开。微控制器输出信号到第一继电器驱动电路，第一继电器驱动电路驱动第一继电器的线圈得电，从而使得第一继电器的常开触点闭合，最终使得语音模块得电，发出语音提示音，提示车内人员及时下车。

通过以上步骤，保证车内人员的安全，避免车内人员被遗落在车内后在高温状态下出现生命的威胁。

为了进一步保证车内人员的安全，步骤（3）之后，需要判断校车内的温度增长趋势，校车内的温度增长趋势确定方法为：

首先：在30s内，每隔1s获取一次车内的温度信息，则共有29个时间段，可以获得29个温度数据，得到数据为T _n （n=1~29），T _n 为第n个时间段获取到的车辆内的温度信息；

然后：通过公式（1）获得校车内温度初始与最终的跳动值；

； （公式1）

为校车内温度初始与最终的跳动值；T ₂₉为第29个时间段校车内的温度值，T ₁为第1个时间段校车内的温度值；

随后：通过以下方法获得校车内温度的变化趋势；

_bx =T _m+1 -T _m ；（m=1~28）

_bx =（ _b1 、 _b2 、 _b3 、...、 _b27 ）

T _m+1为第m+1时间段校车内的温度；T _m 为第m时间段校车内的温度；

_bx 为温度差值数列；

_b1 为第2个时间段和第1个时间段校车内的温度差值； _b2 为第3个时间段和第2个时间段校车内的温度差值； _b3 为第3个时间段和第2个时间段校车内的温度差值； _b27 为第28个时间段和第27个时间段校车内的温度差值；

判断 _bx 数列的最后5个数是大于等于1；

对 _bx 进行大小比较，最大的值记为 _max ，判断 _max 是否位于数列的最后一位；

最后：当满足以下3个条件时直接进入步骤（7），否则进行步骤（4），条件（1）：校车内温度初始与最终的跳动值超过1℃/15s时；条件（2）： _bx 数列的最后5个数大于等于1；条件（3）： _max 位于数列的最后一位。

当满足以上3个条件时，说明车内的温度在迅速增加，如果再依次进行以下步骤可能会错过最佳的营救时间，则此时可以直接进行步骤（7）将车门打开，进行车内人员的营救，从而降低车内人员可能遇到的高温风险。当以上3个条件任一不满足时，说明车内温度增长速度不是很快，可以进行以下步骤。通过这种方法一方面保证了车内人员的安全，另一方面也对校车的安全性进行了保护。

本发明所述的方法可以有效避免幼儿遗落在校车内引发的危险，保证幼儿安全，具有较好的社会效益。

实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于：在幼儿遗落校车报警系统中为了保证校车的使用效果，如图2~4所示，在校车的车厢外侧壁上设报警烟雾警示装置，报警烟雾警示装置包括装有烟雾的壳体1，壳体1上设进烟口2和出烟口3，进烟口2上设进气阀门，出烟口3上设出气电磁阀4，进烟口2上连接有朝向车辆的侧下方设置的出烟管5，微控制器输出信号控制出气电磁阀4的工作。当微控制器根据接收到的信号判断司机不在司机座位上，同时车门关闭、车辆熄火，车辆座位上有人时，微控制器输出信号到出气电磁阀4，出气电磁阀4开启，壳体1内的烟雾通过出烟口3进入到出烟管5上，出烟管5上有烟雾出来，通过烟雾的方式增加周围人员的注意，保证车辆内人员的安全。

同时，壳体1内设烟雾压力传感器，烟雾压力传感器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输入端连接烟雾不足报警显示电路。通过烟雾压力传感器可以时刻检测壳体1内烟雾是否充足，当烟雾不足时，通过烟雾不足报警显示电路进行提示，工作人员及时通过进烟口2向壳体1内充入烟雾。烟雾不足报警显示电路为成熟的现有技术。

另外，在车厢上设应急窗口6，应急窗口6上配合设置应急窗板9，应急窗板9滑动设置于车厢上，车厢上配合应急窗板9设置应急电动推杆8，应急电动推杆8的长度方向与应急窗板9的滑动方向相同，应急电动推杆8的末端连接应急窗板9，微控制器的信号输出端连接应急窗板驱动电路，应急窗板驱动电路驱动应急电动推杆8的伸长或缩短。应急窗板驱动电路为成熟的现有技术，选用现有的电机正反转芯片即可。

对于应急窗口6和应急电动推杆8的设置，较佳的方式为：在车厢上设与应急窗口6连通的夹层7，应急电动推杆8设置于夹层7内，应急窗板9滑动设置于夹层7内。

Claims (10)

1.一种幼儿遗落校车报警系统，其特征在于：所述系统包括客户端和车内报警装置，车内报警装置包括微控制器、温度传感器、红外阵列温度传感器、GPS模块、第一继电器驱动电路、第一继电器、第二继电器驱动电路、第二继电器、电磁阀、语音播放模块、GSM模块和与微控制器通讯的触摸屏；

微控制器通过GSM模块与客户端通信；

温度传感器、红外阵列温度传感器和GPS模块的信号输出端均连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输出端连接第一继电器驱动电路和第二继电器驱动电路，第一继电器驱动电路和第二继电器驱动电路分别驱动第一继电器和第二继电器的常开触点的工作，第一继电器的常开触点串联于语音播放模块的电源电路中，第二继电器的常开触点并联于车门的电源电路中。

2.如权利要求1所述的幼儿遗落校车报警系统，其特征在于：校车的车厢外侧壁上设报警烟雾警示装置，报警烟雾警示装置包括装有烟雾的壳体，壳体上设进烟口和出烟口，进烟口上设进气阀门，出烟口上设出气电磁阀，进烟口上连接有朝向车辆的侧下方设置的出烟管，微控制器输出信号控制出气电磁阀的工作。

3.如权利要求2所述的幼儿遗落校车报警系统，其特征在于：校车的车厢外侧壁上设显示屏，微控制器的信号输出端连接显示驱动电路，显示驱动电路驱动显示屏的工作。

4.如权利要求3所述的幼儿遗落校车报警系统，其特征在于：壳体内设烟雾压力传感器，烟雾压力传感器的信号输出端连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输入端连接烟雾不足报警显示电路，烟雾不足报警显示电路位于校车内。

5.如权利要求1至4任意一项所述的幼儿遗落校车报警系统，其特征在于：车辆的车厢壁上设应急窗口，车厢上配合应急窗口上设置应急窗板，应急窗板滑动设置于车厢壁上，车厢壁上配合应急窗板设置应急电动推杆，应急电动推杆的长度方向与应急窗板的滑动方向相同，应急电动推杆的末端连接应急窗板；微控制器的信号输出端连接应急窗板驱动电路，应急窗板驱动电路驱动应急电动推杆的伸长或缩短。

6.如权利要求5所述的幼儿遗落校车报警系统，其特征在于：车辆的车厢壁上设与应急窗口连通的夹层，应急电动推杆设置于夹层内，应急窗板滑动设置于夹层内。

7.一种利用权利要求1所述的系统进行的幼儿遗落校车报警方法，其特征在于：所述方法依次包括如下步骤：

（1）判断车内温度是否超过28℃，如为是则进行步骤（2），如为否则重复步骤（1）；

（2）判断车内是否有人，如为是则进行步骤（3），如为返回步骤（1）；

（3）获取车辆位置信息；

（4）判断车内温度是否高于30℃，如为是则进行步骤（5），如为否则重复步骤（4）；

（5）向客户端发送报警信息，报警信息包含步骤（3）获取到的车辆的位置信息；

（6）判断车内温度是否高于35℃，如为是则进行步骤（7），如为否则重复步骤（6）；

（7）车门打开，播放语音信息催促车内人员下车，同时向客户端发送车门打开的提示信息。

8.如权利要求7所述的幼儿遗落校车报警方法，其特征在于：步骤（5）中每隔5s向客户端发送一次报警信息。

9.如权利要求8所述的幼儿遗落校车报警方法，其特征在于：步骤（5）中向客户端发送报警信息后，客户端会判断报警信息是否被读取，如为否，则

首先，客户端读取约定格式的报警信息；

随后，客户端进入声音和振动报警界面，报警界面内有“消除警报”和“车辆位置”两个按钮以及文字报警信息，文字报警信息提示“孩子有危险，请立即采取措施”；

最后，判断“消除警报”按钮是否被点击，如为是则停止声音和振动报警；

判断“车辆位置”按钮是否被点击，如为是则客户端上显示电子地图界面，电子地图界面显示校车的具体位置。

10.如权利要求9所述的幼儿遗落校车报警方法，其特征在于：步骤（3）之后，需要判断校车内的温度增长趋势，校车内的温度增长趋势确定方法为：

首先：在30s内，每隔1s获取一次车内的温度信息，则共有29个时间段，可以获得29个温度数据，得到数据为T _n （n=1~29），T _n 为第n个时间段获取到的车辆内的温度信息；

然后：通过公式（1）获得校车内温度初始与最终的跳动值；

； （公式1）

为校车内温度初始与最终的跳动值；T ₂₉为第29个时间段校车内的温度值，T ₁为第1个时间段校车内的温度值；

随后：通过以下方法获得校车内温度的变化趋势；

_bx =T _m+1 -T _m ；（m=1~28）

_bx =（ _b1 、 _b2 、 _b3 、...、 _b27 ）

T _m+1为第m+1时间段校车内的温度；T _m 为第m时间段校车内的温度；

_bx 为温度差值数列；

_b1 为第2个时间段和第1个时间段校车内的温度差值； _b2 为第3个时间段和第2个时间段校车内的温度差值； _b3 为第4个时间段和第3个时间段校车内的温度差值； _b27 为第28个时间段和第27个时间段校车内的温度差值；

判断 _bx 数列的最后5个数是否大于等于1；

对 _bx 进行大小比较，最大的值记为 _max ，判断 _max 是否位于数列的最后一位；

最后：当满足以下3个条件时直接进入步骤（7），否则进行步骤（4），条件（1）：校车内温度初始与最终的跳动值超过1℃/15s时；条件（2）： _bx 数列的最后5个数大于等于1；条件（3）： _max 位于数列的最后一位。