CN111873753A - 一种汽车智能防密闭窒息系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车智能防密闭窒息系统及方法，包括：生命安全算法分析控制器以及与生命安全算法分析控制器连接的车内空气采样和监控功能模块、车内气温采样和监控功能模块、车内视频或图像抓取功能模块、汽车空调控制功能模块、汽车门窗控制功能模块、无线通信模块以及后台移动设备；本发明通过充分利用当前高速和成熟的无线通信技术、智能传感技术、汽车电子电气化技术，并结合人类和动物的生命安全与氧气浓度及温度的依赖关系，设计开发汽车防密闭窒息系统，根据生物学生命存续条件算法，实时监控和分析车内生命存续条件，并及时通过视频或图像数据通知到车主，使得车主能够及时被通知，及时控制车内空调和车窗系统。

Description

一种汽车智能防密闭窒息系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，具体涉及一种汽车智能防密闭窒息系统及方法。

背景技术

中国是全球汽车产销和保有量大国，随着我国人民综合生活水平的提高，家庭私人汽车走进了家家户户，方便了大家生活出行。在实际的汽车使用中，全球出现了大量因为疏忽而造成婴幼儿或宠物被车主遗留在密闭的汽车内，而出现窒息受伤或死亡的案例。这种疏忽导致的惨剧在驻车后车内室温容易急剧升高的夏季更加容易出现。

现在的乘用车系统的门窗控制和空调控制等功能均只实现了基本的以车主主动意识驱使控制的系统，只设计和考虑汽车在形式以及驻车时的被动安全控制，未从主动安全的角度系统性设计和考虑驻车后的乘驾人员安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的乘用车系统的门窗控制和空调控制没有从主动安全的角度系统性设计和考虑驻车后的乘驾人员安全，目的在于提供一种汽车智能防密闭窒息系统及方法，解决上述背景技术中遇到的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种汽车智能防密闭窒息系统，包括：生命安全算法分析控制器以及与生命安全算法分析控制器连接的车内空气采样和监控功能模块、车内气温采样和监控功能模块、车内视频或图像抓取功能模块、汽车空调控制功能模块、汽车门窗控制功能模块、无线通信模块以及后台移动设备；

所述车内空气采样和监控功能模块包括空气传感器、空气采样监控模块；所述空气传感器实时采集车内空气成分数据并传输至空气采样监控模块；所述空气采样监控模块将车内空气成分数据经过分析得到车内空气各成分百分比数据；

所述车内气温采样和监控功能模块包括温度传感器、湿度传感器、气温采样监控模块；所述温度传感器实时采集车内温度数据并传输至气温采样监控模块；所述湿度传感器实时采集车内湿度数据并传输至气温采样监控模块；所述气温采样监控模块将车内温度数据、车内湿度数据经过分析得到气温变化率数据；

所述车内视频或图像抓取功能模块包括摄像头；所述摄像头根据生命安全算法分析控制器的控制指令抓取车内的视频数据或图像数据；

所述车内空气各成分百分比数据、气温变化率数据作为第一分析数据；

所述生命安全算法分析控制器用于实时采集第一分析结果数据，并将采集到的第一分析结果数据通过生命安全算法进行分析和计算，得到第二分析结果数据，并通过第二分析结果数据判断在当前的气温和空气条件下，是否满足生命体保持生命存续的条件；

所述汽车空调控制功能模块包括空调系统控制器；所述空调系统控制器根据生命安全算法分析控制器和来自后台移动设备的指令，控制打开或关闭车内空调及通风系统；

所述汽车门窗控制功能模块包括车窗控制器；所述车窗控制器根据生命安全算法分析控制器和来自后台移动设备的指令，控制打开或关闭汽车门窗；

所述后台移动设备预置有与无线通信模块配套的应用程序，所述无线通信模块用于实现后台移动设备与生命安全算法分析控制器之间的通信。

本发明系统中的生命安全算法分析控制器，用以实时收集来自空气采样监控模块和气温采样监控模块的数据，并通过内部实现的生物学算法，分析和计算当前气温和空气条件下，婴幼儿或宠物保持生命存续的条件是否满足，以及按照当前气温和空气条件的变化速率能够让生命存续的时间。当遇到危险时，根据危险等级来产生预警信息，并发出指令控制车内视频或图像抓取功能模块抓取当前车内的照片或视频数据，通过无线通信模块将预警信息、照片或视频数据发送至后台移动设备上运行的APP应用程序并发出报警信息提醒车主，车主收到来自后台移动设备APP应用程序控制汽车空调系统和车窗系统的指令后，执行指令控制汽车空调系统和通风系统的开启以及车窗的开启。

本发明系统中的无线通信模块类似手机终端，包含有电子或物理的类似IMEI电话卡信息，通过4G或5G通信与后台APP应用程序通信。后台移动设备终端在使用过程中可向该无线通信模块发送设备的配置，以便学习和录入后台移动设备APP应用程序所在的移动终端(比如智能手机)的通信号码，保存在该无线通信模块的永久存储空间中。可录入多个移动终端通信号码。当需要进行预警数据发送时，该模块向所有录入通信号码发送预警数据。在接收到来自后台移动设备APP应用的空调和车窗控制指令时，处于安全可靠角度，需验证接收指令发送者的通信号码是否为已经保存的通信号码；如果不是已经保存的号码，忽略指令。非空调和车窗控制指令，比如终端关联注册指令，不需检查是否为已经保存的通信号码。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述车内空气各成分百分比数据包括生命存续需要的氧气成分比例及比例变化率、有害气体成分的比例及比例变化率；所述有害气体包括一氧化碳。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述后台移动设备为智能手机或者平板电脑，所述智能手机或者平板电脑装有与无线通信模块配套的APP应用程序。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述APP应用程序主要用途包括：增加、删除和管理关联关注的汽车车辆、汽车安全预警信息接收与处理、汽车空调和门窗系统远程检查与控制。

后台移动设备APP应用程序主要实现三大功能：一、车辆管理功能，用于在APP应用程序中增加、删除和管理关联关注的汽车车辆；二、汽车安全预警信息接收与处理；三、汽车空调和门窗系统远程检查与控制。

后台移动设备APP应用程序的车辆管理功能：同一个APP应用程序可以关联关注多辆汽车。a.用户在手机上安装APP应用程序后，通过录入汽车车牌号、车架VIN信息和汽车无线通信模块的IMEI增加用户要关联关注的汽车，完成关联后，APP应用程序向新关联的汽车无线通信模块发送注册信息，该注册信息包含本后台移动设备的通讯号码，以便汽车的无线通信模块保存本设备通信号码。b.用户可以通过选中已经关联关注的车辆，进行删除，进而不再关联关注，确认删除后，APP应用程序向关联的汽车无线通信模块发送本设备的注册信息和删除指令，以便汽车无线通信模块删除本设备通信号码。

后台移动设备APP应用程序的汽车安全预警信息接收与处理：在接收到来自汽车生命安全算法分析功能模块的视频或图像数据后，通过振动或铃音等方式通知和提醒车主，并显示该预警信息与之关联的汽车信息，包含车牌号和车架信息。车主接收到提醒，查看接收到的视频或图像数据后，根据情况选择是否发出指令到汽车生命安全算法分析功能模块指示打开汽车空调系统或汽车车窗，或取消临时通知，或永久取消本次通知，发送的控制指令中包含该设备的通信号码信息和指令数据。若车主未做出指令控制，APP系统按照一定频率周期重复提醒。当收到的危险等级码小于2时，仅通过振动和一声提示音予以提醒；当收到的危险等级为2或3时，通过振动和持续1分钟的提示音予以提醒；当收到的危险等级为4以上时，通过振动和持续5分钟的提示音予以提醒，并以10分钟为周期重复提示。

后台移动设备APP应用程序的汽车空调和门窗系统远程检查与控制：可以通过应用程序的设置页面功能，设置空调和门窗控制的最大门限值，控制空调风速最大值、车窗和或天窗的最大开度；在有预警接收到的情况下，可通过确认无危险的情况下控制空调和车窗天窗的关闭，确保车辆安全；在无预警情况下，用户可主动检查和确认汽车门窗天窗和空调的运行情况，可以通过提前启动空调系统进行预热预冷，可以在不清楚是否锁窗锁门时确保锁窗锁门。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述抓取车内的视频数据或图像数据，具体为根据无线通信系统的带宽和资费情况，选择抓取视频数据还是图像数据。

一种汽车智能防密闭窒息方法，包括如下步骤：

S1：当车辆熄火后，汽车智能防密闭窒息系统开始工作并完成初始化；

S2：使用传感器采集车内空气环境数据并对其自动分析得到第一分析结果数据；

S3：生命安全算法分析控制器对第一分析结果数据根据生命安全算法进行自动分析和计算得到第二分析结果数据，再根据第二分析结果数据判断当前的气温和空气条件是否满足生命体保持生命存续的条件；如果满足，则不用发送预警信息；如果不满足，则启动算法相关等级预警，计算当前环境的危险等级并获得危险等级码，同时控制摄像头抓取车内的视频数据或图像数据，最后将危险等级码和视频数据或图像数据作为预警信息通过无线通信模块发送至后台移动设备；

S4：用户根据后台移动设备接收到的预警信息来决定是否打开汽车门窗、车内空调及通风系统。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息方法，所述启动算法相关等级预警，具体为：当从空气传感器获得的数据计算出的氧气浓度低于19.6％或者当从温度传感器获得的温度高于32摄氏度时，启动算法相关等级预警。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息方法，所述S2中传感器包括空气传感器、温度传感器、湿度传感器；所述车内空气环境数据包括车内空气成分数据、车内温度数据、车内湿度数据；所述第一分析结果数据包括车内空气各成分百分比数据、气温变化率数据。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息方法，所述S3中危险等级划分为五个等级：即危险等级一、危险等级二、危险等级三、危险等级四、危险等级五，数值越大，等级越高，越危险；所述生命安全算法具体实现过程如下：

常温状态下，即车内温度低于32摄氏度，当氧气浓度低于19.6％高于15％时，为危险等级一，系统每隔30分钟发送一次预警信息；

常温状态下，当车内氧气浓度低于15％高于12％时，为危险等级二，系统每隔15分钟发送一次预警信息；

常温状态下，当车内氧气浓度低于12％高于10％时，为危险等级三，系统每隔5分钟发送一次预警信息，并控制空调系统进行较小风量的通风处理；

常温状态下，当车内氧气浓度低于10％高于6％时，为危险等级四，系统每隔1分钟发送一次预警信息，并控制空调系统为较大风量的通风处理，同时开启部分天窗或门窗；

常温状态下，当车内氧气浓度低于6％时，为危险等级五，系统每隔1分钟发送一次预警信息，并触发汽车危险报警灯、防盗报警等灯光声音系统；

当车内温度高于32摄氏度时，危险等级在前述根据氧气浓度计算的等级上提高一级；

当车内温度高于38摄氏度时，危险等级在前述根据氧气浓度计算的等级上提高两级；

当收到来自后台移动设备APP应用程序关闭指令后，停止继续监测和报警。

本发明旨在通过当前高速高宽带的无线通信技术和高度电子电气化的汽车系统技术，系统性地设计出一套汽车车身电子系统功能，以防止因车主驻车后的疏忽大意导致遗留在汽车内的婴幼儿或宠物等遭遇密闭、高温或窒息受伤甚至死亡的惨剧发生，增强汽车尤其是家庭乘用车的安全性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种汽车智能防密闭窒息系统及方法，通过充分利用当前高速和成熟的无线通信技术、智能传感技术、汽车电子电气化技术，并结合人类和动物的生命安全与氧气浓度及温度的依赖关系，设计开发汽车防密闭窒息系统，根据生物学生命存续条件算法，实时监控和分析车内生命存续条件，并及时通过视频或图像数据通知到车主，使得车主能够及时被通知，及时控制车内空调和车窗系统。若存在因疏忽而导致婴幼儿或宠物遗留在车内的情况，车主能够及时通过该系统获得通知并及时控制空调和车窗系统，防止情况的恶化，采取行动进行救援，防止悲剧的发生，增强人民用车生命安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明系统框图。

图2为本发明系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，一种汽车智能防密闭窒息系统，包括：生命安全算法分析控制器以及与生命安全算法分析控制器连接的车内空气采样和监控功能模块、车内气温采样和监控功能模块、车内视频或图像抓取功能模块、汽车空调控制功能模块、汽车门窗控制功能模块、无线通信模块以及后台移动设备；

所述车内空气采样和监控功能模块包括空气传感器、空气采样监控模块；所述空气传感器实时采集车内空气成分数据并传输至空气采样监控模块；所述空气采样监控模块将车内空气成分数据经过分析得到车内空气各成分百分比数据；

所述车内气温采样和监控功能模块包括温度传感器、湿度传感器、气温采样监控模块；所述温度传感器实时采集车内温度数据并传输至气温采样监控模块；所述湿度传感器实时采集车内湿度数据并传输至气温采样监控模块；所述气温采样监控模块将车内温度数据、车内湿度数据经过分析得到气温变化率数据；

所述车内视频或图像抓取功能模块包括摄像头；所述摄像头根据生命安全算法分析控制器的控制指令抓取车内的视频数据或图像数据；

所述车内空气各成分百分比数据、气温变化率数据作为第一分析数据；

所述生命安全算法分析控制器用于实时采集第一分析结果数据，并将采集到的第一分析结果数据通过生命安全算法进行分析和计算，得到第二分析结果数据，并通过第二分析结果数据判断在当前的气温和空气条件下，是否满足生命体保持生命存续的条件；

所述汽车空调控制功能模块包括空调系统控制器；所述空调系统控制器根据生命安全算法分析控制器和来自后台移动设备的指令，控制打开或关闭车内空调及通风系统；

所述汽车门窗控制功能模块包括车窗控制器；所述车窗控制器根据生命安全算法分析控制器和来自后台移动设备的指令，控制打开或关闭汽车门窗；

所述后台移动设备预置有与无线通信模块配套的应用程序，所述无线通信模块用于实现后台移动设备与生命安全算法分析控制器之间的通信。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述车内空气各成分百分比数据包括生命存续需要的氧气成分比例及比例变化率、有害气体成分的比例及比例变化率；所述有害气体包括一氧化碳。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述后台移动设备为智能手机或者平板电脑，所述智能手机或者平板电脑装有与无线通信模块配套的APP应用程序。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述APP应用程序主要用途包括：增加、删除和管理关联关注的汽车车辆、汽车安全预警信息接收与处理、汽车空调和门窗系统远程检查与控制。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息系统，所述抓取车内的视频数据或图像数据，具体为根据无线通信系统的带宽和资费情况，选择抓取视频数据还是图像数据。

一种汽车智能防密闭窒息方法，包括如下步骤：

S1：当车辆熄火后，汽车智能防密闭窒息系统开始工作并完成初始化；

S2：使用传感器采集车内空气环境数据并对其自动分析得到第一分析结果数据；

S3：生命安全算法分析控制器对第一分析结果数据根据生命安全算法进行自动分析和计算得到第二分析结果数据，再根据第二分析结果数据判断当前的气温和空气条件是否满足生命体保持生命存续的条件；如果满足，则不用发送预警信息；如果不满足，则启动算法相关等级预警，计算当前环境的危险等级并获得危险等级码，同时控制摄像头抓取车内的视频数据或图像数据，最后将危险等级码和视频数据或图像数据作为预警信息通过无线通信模块发送至后台移动设备；

S4：用户根据后台移动设备接收到的预警信息来决定是否打开汽车门窗、车内空调及通风系统。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息方法，所述启动算法相关等级预警，具体为：当从空气传感器获得的数据计算出的氧气浓度低于19.6％或者当从温度传感器获得的温度高于32摄氏度时，启动算法相关等级预警。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息方法，所述S2中传感器包括空气传感器、温度传感器、湿度传感器；所述车内空气环境数据包括车内空气成分数据、车内温度数据、车内湿度数据；所述第一分析结果数据包括车内空气各成分百分比数据、气温变化率数据。

进一步地，一种汽车智能防密闭窒息方法，所述S3中危险等级划分为五个等级：即危险等级一、危险等级二、危险等级三、危险等级四、危险等级五，数值越大，等级越高，越危险；所述生命安全算法具体实现过程如下：

常温状态下，即车内温度低于32摄氏度，当氧气浓度低于19.6％高于15％时，为危险等级一，系统每隔30分钟发送一次预警信息；

常温状态下，当车内氧气浓度低于15％高于12％时，为危险等级二，系统每隔15分钟发送一次预警信息；

常温状态下，当车内氧气浓度低于12％高于10％时，为危险等级三，系统每隔5分钟发送一次预警信息，并控制空调系统进行较小风量的通风处理；

常温状态下，当车内氧气浓度低于10％高于6％时，为危险等级四，系统每隔1分钟发送一次预警信息，并控制空调系统为较大风量的通风处理，同时开启部分天窗或门窗；

常温状态下，当车内氧气浓度低于6％时，为危险等级五，系统每隔1分钟发送一次预警信息，并触发汽车危险报警灯、防盗报警等灯光声音系统；

当车内温度高于32摄氏度时，危险等级在前述根据氧气浓度计算的等级上提高一级；

当车内温度高于38摄氏度时，危险等级在前述根据氧气浓度计算的等级上提高两级；

当收到来自后台移动设备APP应用程序关闭指令后，停止继续监测和报警。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车智能防密闭窒息系统，其特征在于，包括：生命安全算法分析控制器以及与生命安全算法分析控制器连接的车内空气采样和监控功能模块、车内气温采样和监控功能模块、车内视频或图像抓取功能模块、汽车空调控制功能模块、汽车门窗控制功能模块、无线通信模块以及后台移动设备；

所述车内空气采样和监控功能模块包括空气传感器、空气采样监控模块；所述空气传感器实时采集车内空气成分数据并传输至空气采样监控模块；所述空气采样监控模块将车内空气成分数据经过分析得到车内空气各成分百分比数据；

所述车内气温采样和监控功能模块包括温度传感器、湿度传感器、气温采样监控模块；所述温度传感器实时采集车内温度数据并传输至气温采样监控模块；所述湿度传感器实时采集车内湿度数据并传输至气温采样监控模块；所述气温采样监控模块将车内温度数据、车内湿度数据经过分析得到气温变化率数据；

所述车内视频或图像抓取功能模块包括摄像头；所述摄像头根据生命安全算法分析控制器的控制指令抓取车内的视频数据或图像数据；

所述车内空气各成分百分比数据、气温变化率数据作为第一分析数据；

所述生命安全算法分析控制器用于实时采集第一分析结果数据，并将采集到的第一分析结果数据通过生命安全算法进行分析和计算，得到第二分析结果数据，并通过第二分析结果数据判断在当前的气温和空气条件下，是否满足生命体保持生命存续的条件；

所述汽车空调控制功能模块包括空调系统控制器；所述空调系统控制器根据生命安全算法分析控制器和来自后台移动设备的指令，控制打开或关闭车内空调及通风系统；

所述汽车门窗控制功能模块包括车窗控制器；所述车窗控制器根据生命安全算法分析控制器和来自后台移动设备的指令，控制打开或关闭汽车门窗；

所述后台移动设备预置有与无线通信模块配套的应用程序，所述无线通信模块用于实现后台移动设备与生命安全算法分析控制器之间的通信。

2.根据权利要求1所述的一种汽车智能防密闭窒息系统，其特征在于，所述车内空气各成分百分比数据包括生命存续需要的氧气成分比例及比例变化率、有害气体成分的比例及比例变化率；所述有害气体包括一氧化碳。

3.根据权利要求1所述的一种汽车智能防密闭窒息系统，其特征在于，所述后台移动设备为智能手机或者平板电脑，所述智能手机或者平板电脑装有与无线通信模块配套的APP应用程序。

4.根据权利要求3所述的一种汽车智能防密闭窒息系统，其特征在于，所述APP应用程序主要用途包括：增加、删除和管理关联关注的汽车车辆、汽车安全预警信息接收与处理、汽车空调和门窗系统远程检查与控制。

5.根据权利要求1所述的一种汽车智能防密闭窒息系统，其特征在于，所述抓取车内的视频数据或图像数据，具体为根据无线通信系统的带宽和资费情况，选择抓取视频数据还是图像数据。

6.一种汽车智能防密闭窒息方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：当车辆熄火后，汽车智能防密闭窒息系统开始工作并完成初始化；

S2：使用传感器采集车内空气环境数据并对其自动分析得到第一分析结果数据；

S3：生命安全算法分析控制器对第一分析结果数据根据生命安全算法进行自动分析和计算得到第二分析结果数据，再根据第二分析结果数据判断当前的气温和空气条件是否满足生命体保持生命存续的条件；如果满足，则不用发送预警信息；如果不满足，则启动算法相关等级预警，计算当前环境的危险等级并获得危险等级码，同时控制摄像头抓取车内的视频数据或图像数据，最后将危险等级码和视频数据或图像数据作为预警信息通过无线通信模块发送至后台移动设备；

S4：用户根据后台移动设备接收到的预警信息来决定是否打开汽车门窗、车内空调及通风系统。

7.根据权利要求6所述的一种汽车智能防密闭窒息方法，其特征在于，所述启动算法相关等级预警，具体为：当从空气传感器获得的数据计算出的氧气浓度低于19.6％或者当从温度传感器获得的温度高于32摄氏度时，启动算法相关等级预警。

8.根据权利要求6所述的一种汽车智能防密闭窒息方法，其特征在于，所述S2中传感器包括空气传感器、温度传感器、湿度传感器；所述车内空气环境数据包括车内空气成分数据、车内温度数据、车内湿度数据；所述第一分析结果数据包括车内空气各成分百分比数据、气温变化率数据。

9.根据权利要求6所述的一种汽车智能防密闭窒息方法，其特征在于，所述S3中危险等级划分为五个等级：即危险等级一、危险等级二、危险等级三、危险等级四、危险等级五，数值越大，等级越高，越危险；所述生命安全算法具体实现过程如下：

常温状态下，即车内温度低于32摄氏度，当氧气浓度低于19.6％高于15％时，为危险等级一，系统每隔30分钟发送一次预警信息；

常温状态下，当车内氧气浓度低于15％高于12％时，为危险等级二，系统每隔15分钟发送一次预警信息；

常温状态下，当车内氧气浓度低于12％高于10％时，为危险等级三，系统每隔5分钟发送一次预警信息，并控制空调系统进行较小风量的通风处理；

常温状态下，当车内氧气浓度低于10％高于6％时，为危险等级四，系统每隔1分钟发送一次预警信息，并控制空调系统为较大风量的通风处理，同时开启部分天窗或门窗；

常温状态下，当车内氧气浓度低于6％时，为危险等级五，系统每隔1分钟发送一次预警信息，并触发汽车危险报警灯、防盗报警等灯光声音系统；

当车内温度高于32摄氏度时，危险等级在前述根据氧气浓度计算的等级上提高一级；

当车内温度高于38摄氏度时，危险等级在前述根据氧气浓度计算的等级上提高两级；

当收到来自后台移动设备APP应用程序关闭指令后，停止继续监测和报警。

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