CN110723036A - 一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统 - Google Patents

一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：由车辆中控平台、用户手机和手环构成，车辆中控平台通过WIFI或蓝牙网络获取儿童安全座椅安装和使用信息，所述车辆中控平台输出儿童安全座椅安装和使用信息至显示屏幕显示，所述车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机，所述用户手机通过内置蓝牙与手环通信并将报警信号输送至手环，所述手环内置有震动器并通过震动器执行报警信号。

Description

一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统
技术领域
本发明涉及一种汽车儿童安全座椅的自动控制系统，尤其是涉及一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统。
背景技术
汽车儿童安全座椅也称儿童约束系统 CRS（Child Restraint System），是一种专为不同年龄（或体重）儿童设计、安装在汽车内、能有效提高儿童乘车安全性的座椅。儿童安全汽车座椅是一种系于汽车座位上，供儿童乘坐且有束缚设备并能在发生车祸时，束缚着儿童以最大限度保障儿童安全的座椅。儿童安全汽车座椅可以在发生交通事故的时候最大限度保护车内儿童的生命安全。
现有儿童安全座椅在通常都是人工进行座椅安装，包括ISOFIX的安装状态、支撑腿的安装状态、上拉带的安装状态、卡扣的安装状态、座椅的角度、头枕的高度、座椅侧翼张开的角度等等都是需要家长进行实施。
因此，可能存在以下技术缺陷：
（1）如果家长缺乏经验，或者疏忽大意可能对上述安装结构安装不到位直接影响到儿童安全座椅的安全使用，无法起到很好的保护儿童作用。
（2）现有的安装结构种类繁多，如果通过家长手动进行一一安装和确认将会花费大量的时间，影响到儿童安全座椅的安装效率。
（3）现有用户对儿童安全座椅的安装使用状态以及故障无法及时反馈给生产厂家，指导厂家都儿童安全座椅进行改进。
（4）现有儿童座椅的安装状态存在问题时，无法通过第三方平台进行提醒，也没有通过车联网进行信息共享。
发明内容
本发明设计了一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其解决了以下技术问题：
（1）如果家长缺乏经验，或者疏忽大意可能对上述安装结构安装不到位直接影响到儿童安全座椅的安全使用，无法起到很好的保护儿童作用。
（2）现有的安装结构种类繁多，如果通过家长手动进行一一安装和确认将会花费大量的时间，影响到儿童安全座椅的安装效率。
（3）现有用户对儿童安全座椅的安装使用状态以及故障无法及时反馈给生产厂家，指导厂家都儿童安全座椅进行改进。
（4）现有儿童座椅的安装状态存在问题时，无法通过第三方平台进行提醒，也没有通过车联网进行信息共享。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：包括车辆中控平台，车辆中控平台通过2G、3G、4G、5G、WIFI或蓝牙网络获取儿童安全座椅安装和使用信息，所述车辆中控平台输出儿童安全座椅安装和使用信息至显示屏幕显示。
进一步，还包括用户手机；所述车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机；
或者，还包括用户手机和手环；所述车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机；所述用户手机通过内置蓝牙与手环通信并将报警信号输送至手环，所述手环内置有震动器并通过震动器执行报警信号。
进一步，所述用户手机将儿童安全座椅安装和使用信息输送至手机内置存储器存储。
进一步，所述用户手机将儿童安全座椅安装和使用信息输送至手机显示屏显示。
进一步，所述用户手机将报警信号输送至手机内置扬声器和震动单元。
进一步，还包括语音控制模块，所述语音控制模块根据使用者的语音输入命令确认安装单元是否安装到位，和/或根据使用者的语音输入命令改变各个功能模块的使用参数。
进一步，所述儿童安全座椅安装和使用信息来自以下儿童安全座椅的一个或多个功能模块：
1、电池模块（1），其为其他模块提供电源，或/和其他功能模块中检测传感器或微动开关提供电源；
2、ISOFIX的安装检测模块（15），其通过传感器检测ISOFIX与汽车座椅的下锚点之间的连接部是否连接到位；
3、支撑腿的安装检测模块（17），其通过传感器检测支撑腿与汽车底盘之间的连接是否到位；
4、上拉带组件的安装检测模块，其通过传感器检测上拉带组件与汽车座椅的上锚点之间的连接部是否连接到位；
5、温度湿度检测模块，其通过温度传感器和湿度传感器分别检测儿童安全座椅本体和儿童安全座椅环境的温度和湿度；
6、儿童遗忘提醒模块，其通过在椅背和/或坐垫和/或头靠上设置压力传感器（19）探测儿童是否己入座；
7、卡扣连接检测模块（13），其通过在安全带卡扣的连接部设置传感器检测安全带卡扣是否连接到位；
8、散热除湿模块，其根据温度湿度检测模块检测结果与预设值进行比对，从而决定是否启动风扇（14）对座椅上儿童降温和除湿；
9、头靠高度自动调节模块（21），其通过驱动装置驱动头靠在垂直方向移动以适应不同身高的儿童；
10、侧翼角度自动调节模块（26），其通过驱动装置驱动儿童安全座椅的侧翼打开角度以确保儿童的安全；
11、座椅角度自动调整模块（25），其通过驱动装置驱动儿童安全座椅的底座旋转使得靠背或坐垫倾斜角度发生改变；
12、支撑腿长度自动调节模块，其通过驱动装置自动调整支撑腿的长度；
13、视觉提醒模块（11），其通过多个LED灯的状态来判断各个模块的工作状态；
14、声音提醒模块，其通过扬声器（12）发出声响告知各个模块是否正常工作。
进一步，当用户离开车辆达到预设距离，儿童遗忘提醒模块通过在椅背和/或坐垫和/或头靠上设置压力传感器（19）探测到儿童仍然位于儿童安全座椅上时，汽车物联网通过手机或手环向用户进行报警。
该基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统具有以下有益效果：
（1）本发明智能控制系统可以对儿童安全座椅的安装使用状态进行全面的自动监控，并且可以通过网络及时反馈给用户，确保安全儿童座椅的安全使用和舒适使用。
（2）本发明可以通过云端将儿童安全座椅的安装参数和使用参数及时反馈给生产厂家，生产厂家可以根据用户使用习惯和使用误区及时对儿童安全座椅进行改进。
（3）本发明通过驱动装置实现儿童安全座椅的头靠、侧翼、底盘以及支撑腿的自动调节，改变了传统需要手动调整复杂和调整效率低的缺陷，使得儿童安全座椅使用更加人性化。
（4）本发明通过车联网将儿童安全座椅安装使用信息通过汽车仪表进行显示，方便驾驶人员随时监控儿童安全座椅的使用状态，并且可以确保行驶中儿童安全，避免了儿童被遗忘在车内情形的发生。
附图说明
图1：本发明汽车儿童安全座椅智能控制系统第一种实施例结构示意图；
图2：本发明汽车儿童安全座椅智能控制系统第二种实施例结构示意图；
图3：本发明汽车儿童安全座椅智能控制系统第三种实施例结构示意图；
图4：本发明汽车儿童安全座椅智能控制系统第四种实施例结构示意图；
图5：本发明中汽车物联网模块的部件组成示意图。
附图标记说明：
10—电池模块；11—视觉提醒模块；12—扬声器；13—卡扣连接检测模块；14—风扇；15—ISOFIX的安装检测模块；16—环境温度传感器；17—支撑腿的安装检测模块；18—USB/TYPE C接口；19—压力传感器；20—座椅温度传感器；21—头靠高度自动调节模块；22—照明装置；23—语音识别装置；24—通讯模块；25—座椅角度自动调整模块；26—侧翼角度自动调节模块。
具体实施方式
下面结合图1至图5，对本发明做进一步说明：
如图1所示，本发明汽车儿童安全座椅智能控制系统，包括儿童安全座椅参数采集模块，其采集儿童安全座椅的各个功能模块安装和使用的相关参数；控制模块，其将儿童安全座椅参数采集模块输出的各种相关参数进行处理；通讯模块，其将控制模块处理后数据发送至移动终端；移动终端，其通过APP软件显示儿童安全座椅的安装和使用是否正常，并且通过APP软件调整儿童安全座椅的使用状态；云端服务器，其存储和处理儿童安全座椅参数采集模块采集的各种相关参数，和/或移动终端调整儿童安全座椅使用状态的相关数据。通讯模块包括2G/3G/4G/5G移动通信网络。
如图2所示，还包括本地服务器，本地服务器通过与云服务的数据端口对接把云端服务器数据库中数据保存到本地服务器的数据库，后台运行管理系统再对本地服务器数据库中收到的数据进行处理、分析及维护相关操作。
如图3所示，还包括语音控制模块，语音控制模块根据使用者的语音输入命令确认安装单元是否安装到位，和/或根据使用者的语音输入命令改变各个功能模块的使用参数。
如图4所示，还包括汽车物联网模块，汽车物联网模块通过通讯模块与控制模块对接。
汽车物联网模块由车辆中控平台、用户手机和手环构成，车辆中控平台通过WIFI或蓝牙网络获取儿童安全座椅安装和使用信息，车辆中控平台输出儿童安全座椅安装和使用信息至显示屏幕显示，车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机，用户手机通过内置蓝牙与手环通信并将报警信号输送至手环，手环内置有震动器并通过震动器执行报警信号。
儿童安全座椅状况信息包括儿童安全座椅的电池电量、ISOFIX的安装状态、支撑腿的安装状态、上拉带组件的安装状态、儿童安全座椅本体和儿童安全座椅环境的温度和湿度、儿童是否在是否己入座、风扇使用状态、头靠高度、侧翼开启角度、座椅角度和支撑腿长度中的一种或多种。
用户手机将儿童安全座椅状况信息输送至手机内置存储器存储；或者，用户手机将儿童安全座椅状况信息输送至手机显示屏显示；或者，用户手机将报警信号输送至手机内置扬声器和震动单元。
如图1-图4中所示，儿童安全座椅的各个功能模块包括以下：
1、电池模块1，其为其他模块提供电源，或/和其他功能模块中检测传感器或微动开关提供电源。
2、ISOFIX的安装检测模块15，其通过传感器检测ISOFIX与汽车座椅的下锚点之间的连接部是否连接到位。
3、支撑腿的安装检测模块17，其通过传感器检测支撑腿与汽车底盘之间的连接是否到位。
4、上拉带组件的安装检测模块，其通过传感器检测上拉带组件与汽车座椅的上锚点之间的连接部是否连接到位。
5、温度湿度检测模块，其通过温度传感器和湿度传感器分别检测儿童安全座椅本体和儿童安全座椅环境的温度和湿度。
6、儿童遗忘提醒模块，其通过在椅背和/或坐垫和/或头靠上设置压力传感器19探测儿童是否己入座。
7、卡扣连接检测模块13，其通过在安全带卡扣的连接部设置传感器检测安全带卡扣是否连接到位。
8、散热除湿模块，其根据温度湿度检测模块检测结果与预设值进行比对，从而决定是否启动风扇14对座椅上儿童降温和除湿。风扇14可以安装在椅背上。
9、头靠高度自动调节模块21，其通过驱动装置驱动头靠在垂直方向移动以适应不同身高的儿童。
该头靠高度自动调节模块21可以通过以下方式实现头靠的调整：在头靠上设有红外感应装置（适用于儿童头部没有靠在头靠情形）或/和在头靠上垂直方向设置两个压力传感器（适用于儿童头部靠在头靠情形）。当驱动装置作用头靠向上移动时，红外感应装置工作，当红外感应装置未探测到信号时，说明其头靠已经高于儿童头部，驱动装置可以停止工作。或者，当驱动装置作用头靠向上移动时，两个压力传感器探测到信号改变为只有下部的压力传感器探测到信号时，也说明头靠移动至合适位置，驱动装置停止工作。上述两者方式可以组合使用，也可以单独使用。驱动装置为电机或气缸。
10、头靠高度自动调节模块26，其通过驱动装置驱动儿童安全座椅的侧翼打开角度以确保儿童的安全。
侧翼角度自动调节模块26驱动侧翼开启的角度可以通过如下方式进行确定：由于椅背和/或坐垫上设有压力传感器，通过压力传感器测得数值确定儿童体重区间，然后再根据头靠高度自动调节模块21使得头靠向上移动的距离确定儿童对应的高度区间，根据上述儿童体重和高度区间对应会预设的儿童安全座椅的侧翼开启角度，驱动装置根据上述预设的侧翼开启角度打开侧翼角度。驱动装置可以为电机或气缸。
11、座椅角度自动调整模块25，其通过驱动装置驱动儿童安全座椅的底座旋转使得靠背或坐垫倾斜角度发生改变。驱动装置为电机或气缸。
12、支撑腿长度自动调节模块，其通过驱动装置自动调整支撑腿的长度。支撑腿长度自动调节模块可以与支撑腿的安装检测模块17配合，当驱动装置使得支撑腿伸长时，其下端与汽车底板接触时，传感器会被激活，当传感器采集的压力值为预设值时，则停止支撑腿长度自动调节模块的工作。
13、视觉提醒模块11，其通过多个LED灯的状态来判断各个模块的工作状态。
14、声音提醒模块，其通过扬声器12发出声响告知各个模块是否正常工作。
电池模块1为干电池或/和充电电池，当充电电池通过USB/TYPE C接口18与外接电源连接时，电池模块1自动切换到充电电池供电。
如图5所示，汽车物联网模块由车辆中控平台、用户手机和手环构成，车辆的车辆中控平台获取儿童安全座椅状况信息。儿童安全座椅状况信息包括儿童安全座椅的电池电量、ISOFIX的安装状态、支撑腿的安装状态、上拉带组件的安装状态、儿童安全座椅本体和儿童安全座椅环境的温度和湿度、儿童是否在是否己入座、风扇使用状态、头靠高度、侧翼开启角度、座椅角度和支撑腿长度等信息。
车辆中控平台将参数信号输送至存储单元存储，同时车辆中控平台输出儿童安全座椅安装和使用信息至显示屏幕进行显示。
为了实现互联，手环、车辆中控平台和用户手机之间通过蓝牙信号通信，车辆中控平台设有蓝牙单元，其通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机，用户手机可以记录和显示这些儿童安全座椅安装使用信息，用户手机将儿童安全座椅安装使用信息输送至手机内置存储器存储，方便用户随时查询历史儿童安全座椅的状况，并且可以逐渐改善儿童安全座椅的使用习惯，用户手机将儿童安全座椅安装使用信息的信号输送至手机显示屏显示，这样方便用户随时查询。
用户手机通过内置蓝牙与手环通信并将报警信号输送至手环，手环类似于运动手环，其具有蓝牙功能，并与用户手机连接，手环内置有震动器并通过震动器执行报警信号，更加直观的提醒用户，提高互动效果，报警信号可以根据需要设定，如儿童遗忘在车内的报警信号，儿童安全座椅温度过高报警信号、ISOFIX和支撑腿未安装牢固的报警信号等等。采用手环报警的同时，手机本身也可以进行报警，用户手机将报警信号输送至手机内置扬声器和震动单元。
本发明汽车儿童安全座椅智能控制方法如下：
将儿童安全座椅的ISOFIX与汽车下锚点进行安装，将儿童安全座椅的上拉带组件与汽车座椅的上锚点进行连接。控制模块分别通过ISOFIX的安装检测模块与上拉带组件的安装检测模块对儿童安全座椅的固定结构进行检测。安装检测模块检测合格后，其通过视觉提醒模块和/或声音提醒模块告知用户。
或者，将儿童安全座椅的ISOFIX与汽车下锚点进行安装，将支撑腿与汽车底盘进行连接。控制模块分别通过ISOFIX的安装检测模块与支撑腿的安装检测模块对儿童安全座椅的固定结构进行检测。安装检测模块检测合格后，其通过视觉提醒模块和/或声音提醒模块告知用户。
或者，将儿童安全座椅的ISOFIX与汽车下锚点进行安装，将儿童安全座椅的上拉带组件与汽车座椅的上锚点进行连接，将支撑腿与汽车底盘进行连接。控制模块分别通过ISOFIX的安装检测模块、支撑腿的安装检测模块和上拉带组件的安装检测模块对儿童安全座椅的固定结构进行检测；上述三个安装检测模块检测合格后，安装检测模块通过视觉提醒模块和/或声音提醒模块告知用户。
儿童入座后，如果需要将安全带卡扣进行连接，卡扣连接检测模块通过视觉提醒模块和/或声音提醒模块告知用户安全带卡扣是否连接到位。
自动启动头靠高度自动调节模块将头靠移动至合适的高度位置。
侧翼角度自动调节模块根据头靠高度自动调节模块采集儿童的身高数值以及儿童遗忘提醒模块中压力传感器采集到儿童的体重数值与预设值进行比对，从而确定侧翼展开的安全角度。
当温度湿度检测模块当检测到儿童安全作用本体温度或湿度超出预设值，或者儿童安全座椅环境的温度和湿度超出预设值时，控制模块启动散热除湿模块对儿童座椅进行降温除湿。
支撑腿长度自动调节模块能够通过驱动装置自动调节支撑腿的长度。
语音控制模块根据用户的语音输入命令确认安装是否安装到位，和/或根据用户的语音输入命令改变各个模块的使用参数。
控制模块将各模块相关参数进行处理，并通过通讯模块发送至移动终端，移动终端通过APP软件显示儿童安全座椅的安装和使用是否正常，并且通过APP软件调整儿童安全座椅的使用状态；云端服务器，其存储和处理儿童安全座椅参数采集模块采集的各模块相关参数以及移动终端调整各模块使用状态的相关参数。
汽车物联网模块的车辆中控平台通过WIFI或蓝牙网络获取儿童安全座椅安装和使用信息，车辆中控平台输出儿童安全座椅安装和使用信息至显示屏幕显示，车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机，所述用户手机通过内置蓝牙与手环通信并将报警信号输送至手环，所述手环内置有震动器并通过震动器执行报警信号。
当用户离开车辆达到预设距离，儿童遗忘提醒模块通过在椅背和/或坐垫和/或头靠上设置压力传感器19探测到儿童仍然位于儿童安全座椅上时，所述控制模块通过移动终端向用户报警、后台运行管理系统主动向用户进行报警或者汽车物联网模块通过手机或手环向用户进行报警。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：包括车辆中控平台，车辆中控平台通过2G、3G、4G、5G、WIFI或蓝牙网络获取儿童安全座椅安装和使用信息，所述车辆中控平台输出儿童安全座椅安装和使用信息至显示屏幕显示。
2.根据权利要求1所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：
还包括用户手机；所述车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机；
或者，还包括用户手机和手环；所述车辆中控平台通过蓝牙单元输出儿童安全座椅安装和使用信息至用户手机；所述用户手机通过内置蓝牙与手环通信并将报警信号输送至手环，所述手环内置有震动器并通过震动器执行报警信号。
3.根据权利要求2所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：所述用户手机将儿童安全座椅安装和使用信息输送至手机内置存储器存储。
4.根据权利要求2或3所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：所述用户手机将儿童安全座椅安装和使用信息输送至手机显示屏显示。
5.根据权利要求2-4中所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：所述用户手机将报警信号输送至手机内置扬声器和震动单元。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：还包括语音控制模块，所述语音控制模块根据使用者的语音输入命令确认安装单元是否安装到位，和/或根据使用者的语音输入命令改变各个功能模块的使用参数。
7.根据权利要求1-6中任何一项所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：所述儿童安全座椅安装和使用信息来自以下儿童安全座椅的一个或多个功能模块：
1、电池模块（1），其为其他模块提供电源，或/和其他功能模块中检测传感器或微动开关提供电源；
2、ISOFIX的安装检测模块（15），其通过传感器检测ISOFIX与汽车座椅的下锚点之间的连接部是否连接到位；
3、支撑腿的安装检测模块（17），其通过传感器检测支撑腿与汽车底盘之间的连接是否到位；
4、上拉带组件的安装检测模块，其通过传感器检测上拉带组件与汽车座椅的上锚点之间的连接部是否连接到位；
5、温度湿度检测模块，其通过温度传感器和湿度传感器分别检测儿童安全座椅本体和儿童安全座椅环境的温度和湿度；
6、儿童遗忘提醒模块，其通过在椅背和/或坐垫和/或头靠上设置压力传感器（19）探测儿童是否己入座；
7、卡扣连接检测模块（13），其通过在安全带卡扣的连接部设置传感器检测安全带卡扣是否连接到位；
8、散热除湿模块，其根据温度湿度检测模块检测结果与预设值进行比对，从而决定是否启动风扇（14）对座椅上儿童降温和除湿；
9、头靠高度自动调节模块（21），其通过驱动装置驱动头靠在垂直方向移动以适应不同身高的儿童；
10、侧翼角度自动调节模块（26），其通过驱动装置驱动儿童安全座椅的侧翼打开角度以确保儿童的安全；
11、座椅角度自动调整模块（25），其通过驱动装置驱动儿童安全座椅的底座旋转使得靠背或坐垫倾斜角度发生改变；
12、支撑腿长度自动调节模块，其通过驱动装置自动调整支撑腿的长度；
13、视觉提醒模块（11），其通过多个LED灯的状态来判断各个模块的工作状态；
14、声音提醒模块，其通过扬声器（12）发出声响告知各个模块是否正常工作。
8.根据权利要求1-7中任何一项所述基于汽车物联网对儿童安全座椅的控制系统，其特征在于：当用户离开车辆达到预设距离，儿童遗忘提醒模块通过在椅背和/或坐垫和/或头靠上设置压力传感器（19）探测到儿童仍然位于儿童安全座椅上时，汽车物联网通过手机或手环向用户进行报警。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113276739A (zh) * 2021-04-25 2021-08-20 宁波宝贝第一母婴用品有限公司 一种头枕调节方法、系统及儿童安全座椅
CN115382446A (zh) * 2022-08-09 2022-11-25 中检溯源江苏技术服务有限公司 磁力搅拌器的控制方法和磁力搅拌器系统

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