CN110116698B - 一种儿童遗留高温车内预警装置 - Google Patents
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Abstract
一种儿童遗留高温车内预警装置，属于预警技术领域。将利用纳米摩擦发电原理形成的压力传感器与温度传感器结合，检测高温车内遗留的儿童，并通过芯片触发车内警报系统，进而使儿童及时获救，避免儿童长时间遗留在高温车内而造成伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种预警装置，具体涉及一种儿童遗留高温车内预警装置，属于预警技术领域。
背景技术
近年来，随着国民经济水平的不断提高，私家车辆也慢慢进入普通老百姓的家庭。据统计，截至2018年9月，全国机动车保有量为3.22亿辆，其中，以个人名义登记的小微型载客汽车(私家车)保有量达1.84亿辆，，占汽车总量的78.49％，且私家车保有量具有持续增长的势头。然而，每年夏天，太阳直射汽车导致车内温度升高，遗留在车内的儿童会因高温、窒息等原因死亡，这样的案件每年高达数十起。研究表明，当外界气温达到35℃时，阳光照射15分钟，封闭车厢里的温度就能升至65℃。然而儿童发育不完全，其体温上升、体内水分散失的速度远比成人快，因此在“闷罐车”里极易发生“热辐射”病，即因高温引起的人体体温调节功能失调，体内热量过度积蓄，从而引发神经器官受损，直至死亡。面对因以上问题而引起的这种儿童死亡事情，其主要原因是家长疏忽大意把孩子遗留在车内，而车内温度失调却没有相应预警机制，即在车内高温条件下，遗留儿童会因不适产生异动，但是车内并没有很好的对外预警装置，无法实现对儿童的解救。
发明内容
本发明提供一种儿童遗留高温车内的预警装置，将利用纳米摩擦发电原理形成的压力传感器与温度传感器结合，检测高温车内遗留的儿童，并通过芯片触发车内警报系统，进而使儿童及时获救，避免儿童长时间遗留在高温车内而造成伤害。
为实现上述目的本发明的儿童遗留高温车内的预警装置结构：
本装置主要包括温度传感器(1)、纳米摩擦发电压力传感器(3)、芯片控制单元(4)、车内警报装置(5)；温度传感器(1)安装于仪表台位置处，此位置由于太阳直射、温度最高；纳米摩擦发电压力传感器(3)安装于每个座位上，其中主驾驶座上的纳米摩擦发电压力传感器(3)称为主驾压力传感器，用于检测主驾驶位上有没有人员；安装于除主驾驶座位外的其他座位的纳米摩擦发电压力传感器(3)称为辅座压力传感器，用于检测有无儿童；温度传感器(1)、每个纳米摩擦发电压力传感器(3)分别用导线和芯片控制单元(4)连接起来；再把芯片控制单元(4)和车内警报装置(5)连接起来(如图1)。
纳米摩擦发电压力传感器都是运用纳米摩擦发电原理来使压力物理信号转化为电信号。纳米摩擦发电结构包括一片表面带正电的柔性透明导电薄膜A1(如TCO薄膜)、一片表面带负电的高分子柔性材料膜B1(如PET材料)、弹性绝缘隔离隔板C、一片不带电的柔性透明导电薄膜A2、一片不带电的高分子柔性材料膜B2，自上而下依次为：上下自由平行贴在一起的表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和表面带负电的高分子柔性材料B1、弹性绝缘隔离隔板C、上下自由平行贴在一起的不带电的柔性透明导电薄膜A2和不带电的高分子柔性材料膜B2，弹性绝缘隔离隔板C采用竖立结构，竖立结构的高度要远大于A1和B1材料的总厚度，在表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2之间采用多个分散的竖立结构的弹性绝缘隔离隔板C将表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2隔开，同时使得表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2上下之间具有物理隔空的空间(优选弹性绝缘隔离隔板C采用方格的形式将高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2之间的空间分成多个方格)，表面带正电的柔性透明导电薄膜A1与不带电的柔性透明导电薄膜A2采用整流桥进行外接电路连接(如图4)；然后将整流桥与芯片控制单元(4)连接；
其中表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和表面带负电的高分子柔性材料B1表面带的电可以通过将两种材料的相互摩擦而实现。而图3则是纳米摩擦发电结构中间的绝缘隔板的分布图。当无压力时，最顶层的表面带正电的柔性透明导电薄膜A1的带正电(优选在下表面)，高分子柔性材料B1带负电(优选在下表面)，A2和B2材料不带电，外接电路不会有电流通过，即如果换成在A1和A2材料之间连接一个电流表时，电流表不会有电流通过，指针没变化(如图4)；当有压力时，A1、B1材料会向下受力变形，此时就会有部分的B1材料与A2材料相接触，并且在相接触部分会产生感应正电荷，而这部分正电荷是由A1表面上的正电荷从外接电路传导过来的，在外接电路上就会产生电流，此时电流表指针就会偏转(如图5)；当压力消失时，A2材料上的感应电荷就会通过外接线路传导到A1材料上，就会在外接电路上形成一个和压力形成时的电流方向相反的电流；以上就是将压力信号转变为电信号的过程。当在A1材料和A2材料之间加整流桥的话，就可以起到整流的作用，从而输出直流电。
儿童遗留高温车内的预警工作方法：
太阳直射到车内使温度升高，温度传感器检测温度并通过导线输送给芯片控制单元(4)；当主驾驶位置没人时，纳米摩擦发电压力传感器感受不到压力就不会输出信号，然后就不能由导线传送给芯片；当儿童遗留在其他座位时，由于具有压力甚或由于不适引起异动，纳米摩擦发电压力传感器(3)就会把产生的压力的物理信号转化为电信号，通过导线输送给芯片控制单元(4)；当芯片控制单元(4)检测到温度大于设定的温度如夏季35℃的信号，同时没有检测到主驾驶位置的电信号而监测到其他座位上的压力电信号时，芯片控制单元(4)就会对车内警报装置发出指令，并启动车内警报装置(5)(如图2)；遗留在高温车内的儿童就会被及时发现从而避免车内高温的伤害，
本发明的优点
1.用纳米摩擦发电压力传感器来作为压力传感器，把压力的物理信号转化为电信号，检测精度高，儿童微小的异动都可以检测到。
2.当芯片检测到温度大于35℃的信号和压力变动电信号而没有检测到压力电信号时，芯片会启动车内警报装置，当座位上放有物体时，会产生压力，但是没有震动，所以不会输出持续变动压力电信号，车内警报系统就不会报警，从而大大降低误报概率。
3.整个系统装置简单易安装，且原料低廉，适应于大量工业生产。目前未发现对儿童遗留高温车内预警装置的相关技术。用纳米摩擦发电装置来作为压力传感器其灵敏度高。整个系统装置简单易安装，适应于大量工业生产。
附图说明
图1为本发明一种儿童遗留高温车内预警装置一种示意图。其中1为温度传感器，2为对应的车，3为纳米摩擦发电压力传感器，4为芯片控制单元,5为车内警报装置，3.0为主驾座上的纳米摩擦发电压力传感器，3.1-3.3为辅座上的纳米摩擦发电压力传感器。
图2为模块连接图。
图3为纳米摩擦发电结构中间的绝缘隔板的分布图.
图4为纳米摩擦发电压力传感器结构示意图。
图5为具有压力条件下纳米摩擦发电压力传感器结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
本装置主要包括温度传感器1、纳米摩擦发电压力传感器3、芯片控制单元4、车内警报装置5；温度传感器1安装于仪表台位置处，此位置由于太阳直射、温度最高；纳米摩擦发电压力传感器3安装于每个座位上，其中主驾驶位上的纳米摩擦发电压力传感器3称为主驾压力传感器，用于检测主驾驶上有没有人员；安装于除主驾驶座位外的其他座位的纳米摩擦发电压力传感器3称为辅座压力传感器，用于检测有无儿童；温度传感器1、每个纳米摩擦发电压力传感器3分别用导线和芯片控制单元4连接起来；再把芯片控制单元4和车内警报装置5连接起来(如图1)。
纳米摩擦发电压力传感器运用纳米摩擦发电原理来使压力物理信号转化为电信号。纳米摩擦发电结构包括一片表面带正电的柔性透明导电薄膜A1(采用TCO薄膜)、一片表面带负电的高分子柔性材料膜B1(采用PET材料)、弹性绝缘隔离隔板C、一片不带电的柔性透明导电薄膜A2(材料同A1)、一片不带电的高分子柔性材料膜B2(材料同B1)，自上而下依次为：上下自由平行贴在一起的表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和表面带负电的高分子柔性材料B1(A1B1相互摩擦各自带电)、弹性绝缘隔离隔板C、上下自由平行贴在一起的不带电的柔性透明导电薄膜A2和不带电的高分子柔性材料膜B2，弹性绝缘隔离隔板C采用竖立结构，竖立结构的高度要远大于A1和B1材料的总厚度(如是两者总厚度的3倍)，在表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2之间采用多个分散的竖立结构的弹性绝缘隔离隔板C将表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2隔开，同时使得表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2上下之间具有物理隔空的空间，弹性绝缘隔离隔板C采用多块板纵横交叉成方格的形式将高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2之间的空间分成多个方格空间(人在上面活动，变换不同的方格施加压力，使得纳米摩擦发电压力传感器更加精准)，表面带正电的柔性透明导电薄膜A1与不带电的柔性透明导电薄膜A2采用整流桥进行外接电路连接(如图4)；然后将整流桥与芯片控制单元(4)连接；
其中表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和表面带负电的高分子柔性材料B1表面带的电可以通过将两种材料的相互摩擦而实现。而图3则是纳米摩擦发电结构中间的绝缘隔板的分布图。当无压力时，最顶层的表面带正电的柔性透明导电薄膜A1的带正电(优选正电在下表面)，高分子柔性材料B1带负电(优选负电在下表面)，A2和B2材料不带电，外接电路不会有电流通过，即如果换成在A1和A2材料之间连接一个电流表时，电流表不会有电流通过，指针没变化(如图4)；当有压力时，A1、B1材料会向下受力变形，此时就会有部分的B1材料与A2材料相接触，并且在相接触部分会产生感应正电荷，而这部分正电荷是由A1表面上的正电荷从外接电路传导过来的，在外接电路上就会产生电流，此时电流表指针就会偏转(如图5)；当压力消失时，A2材料上的感应电荷就会通过外接线路传导到A1材料上，就会在外接电路上形成一个和压力形成时的电流方向相反的电流；以上就是将压力信号转变为电信号的过程。当在A1材料和A2材料之间加整流桥的话，就可以起到整流的作用，从而输出直流电。
儿童遗留高温车内的预警工作方法：
太阳直射到车内使温度升高，温度传感器检测温度并通过导线输送给芯片控制单元4；当主驾驶位置没人时，纳米摩擦发电压力传感器感受不到压力就不会输出信号，然后就不能由导线传送给芯片；当儿童遗留在其他座位时，由于具有压力甚或由于不适引起异动，纳米摩擦发电压力传感器3就会把产生的压力的物理信号转化为电信号，通过导线输送给芯片控制单元4；当芯片控制单元4检测到温度大于设定的温度如夏季35℃的信号，同时没有检测到主驾驶位置的电信号而监测到其他座位上的压力电信号时，芯片控制单元4就会对车内警报装置发出指令，并启动车内警报装置5(如图2)；遗留在高温车内的儿童就会被及时发现从而避免车内高温的伤害。
Claims (5)
1.一种儿童遗留高温车内预警装置，其特征在于，主要包括温度传感器（1）、纳米摩擦发电压力传感器（3）、芯片控制单元（4）、车内警报装置（5）；温度传感器（1）安装于仪表台位置处，此位置由于太阳直射、温度最高；纳米摩擦发电压力传感器（3）安装于每个座位上，其中主驾驶位上的纳米摩擦发电压力传感器（3）称为主驾压力传感器，用于检测主驾驶上有没有人员；安装于除主驾驶座位外的其他座位的纳米摩擦发电压力传感器（3）称为辅座压力传感器，用于检测有无儿童；温度传感器（1）、每个纳米摩擦发电压力传感器（3）分别用导线和芯片控制单元（4）连接起来；再把芯片控制单元（4）和车内警报装置（5）连接起来；
纳米摩擦发电压力传感器都是运用纳米摩擦发电原理来使压力物理信号转化为电信号；纳米摩擦发电结构包括一片表面带正电的柔性透明导电薄膜A1、一片表面带负电的高分子柔性材料膜B1、弹性绝缘隔离隔板C、一片不带电的柔性透明导电薄膜A2、一片不带电的高分子柔性材料膜B2，自上而下依次为：上下自由平行贴在一起的表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和表面带负电的高分子柔性材料膜B1 、弹性绝缘隔离隔板C、上下自由平行贴在一起的不带电的柔性透明导电薄膜A2和不带电的高分子柔性材料膜B2，弹性绝缘隔离隔板C采用竖立结构，竖立结构的高度要远大于A1和B1材料的总厚度，在表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2之间采用多个分散的竖立结构的弹性绝缘隔离隔板C将表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2隔开，同时使得表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2上下之间具有物理隔空的空间，表面带正电的柔性透明导电薄膜A1与不带电的柔性透明导电薄膜A2采用整流桥进行外接电路连接；然后将整流桥与芯片控制单元（4）连接；
其中表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和表面带负电的高分子柔性材料膜B1表面带的电通过将两种材料的相互摩擦而实现；
弹性绝缘隔离隔板C采用方格的形式将高分子柔性材料膜B1和不带电的柔性透明导电薄膜A2之间的空间分成多个方格。
2.按照权利要求1所述的一种儿童遗留高温车内预警装置，其特征在于，将压力信号转变为电信号的过程：当无压力时，最顶层的表面带正电的柔性透明导电薄膜A1的带正电，高分子柔性材料膜B1带负电，A2和B2材料不带电，外接电路不会有电流通过；当有压力时，A1、B1材料会向下受力变形，此时就会有部分的B1材料与A2材料相接触，并且在相接触部分会产生感应正电荷，而这部分正电荷是由A1表面上的正电荷从外接电路传导过来的，在外接电路上就会产生电流；当压力消失时，A2材料上的感应电荷就会通过外接线路传导到A1材料上，就会在外接电路上形成一个和压力形成时的电流方向相反的电流；当在A1材料和A2材料之间加整流桥，就可以起到整流的作用，从而输出直流电。
3.按照权利要求1所述的一种儿童遗留高温车内预警装置，其特征在于，表面带正电的柔性透明导电薄膜A1和不带电的柔性透明导电薄膜A2采用TCO薄膜。
4.按照权利要求1所述的一种儿童遗留高温车内预警装置，其特征在于，表面带负电的高分子柔性材料膜B1和不带电的高分子柔性材料膜B2采用PET材料。
5.按照权利要求1-4任一项所述的一种儿童遗留高温车内预警装置的工作方法，其特征在于，太阳直射到车内使温度升高，温度传感器检测温度并通过导线输送给芯片控制单元（4）；当主驾驶位置没人时，纳米摩擦发电压力传感器感受不到压力就不会输出信号，然后就不能由导线传送给芯片；当儿童遗留在其他座位时，由于具有压力甚或由于不适引起异动，纳米摩擦发电压力传感器（3）就会把产生的压力的物理信号转化为电信号，通过导线输送给芯片控制单元（4）；当芯片控制单元（4）检测到温度大于设定的温度的信号，同时没有检测到主驾驶位置的电信号而监测到其他座位上的压力电信号时，芯片控制单元（4）就会对车内警报装置发出指令，并启动车内警报装置；遗留在高温车内的儿童就会被及时发现从而避免车内高温的伤害。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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