CN112477796A - 一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，包括总控制器、温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器、自动补氧装置，所述温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器连接总控制器；巧妙结合了振动传感器和红外传感器对车内滞留儿童进行检测，以在出现危险状态下进行报警及发出求救信号；解决了长时间使用汽车空调造成车内有害气体浓度过高，但是乘客觉察不到而造成人身伤害的问题，并可补充氧气；成本低廉，技术可靠，适合市场推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置。
背景技术
随着国内私家车保有量的不断增长，家庭自驾出行也成为了首选。但是由于私家车主安全意识淡薄，认为将儿童短暂锁在车里没有问题，在业务繁忙或者暂时出去采购时，就会将儿童锁在车里。在太阳光的照射下，汽车内温度会快速上升，儿童体温上升、体内水分散失的速度远比成年人快，他们的呼吸系统和耐热能力又不如成年人，就会出现体内热量过度积蓄而引发神经器官受损，发生晕厥、休克甚至死亡的恶性事件。
目前市场上关于车内滞留儿童安全报警装置非常少，已有的研究方向主要是当系统检测到滞留儿童，会向车主发出报警短信，起到提醒和督促的作用，当钥匙不在车上时很难实现控制车窗和空调系统，一旦车上有滞留儿童被车主遗忘，非常危险。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，包括总控制器、温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器，所述温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器连接总控制器，所述车身控制器连接汽车喇叭、危险报警灯、车窗升降电机、汽车空调鼓风机、汽车空调新风电机，所述发动机控制器连接汽车发动机。
进一步的，还包括自动补氧装置。
进一步的，所述自动补氧装置包括设置在汽车后备箱内的氧气罐，连接管道、增压泵以及设置在后座背部的排氧装置，所述连接管道一端与增压泵连接，另一端与排氧装置的进气口连接，所述增压泵与氧气罐之间通过管道连接，所述排氧装置包括排气管以及防尘装置，所述排气管的正面两端设有排气区域，所述排气区域包括多个排气孔，所述防尘装置包括两个对称套设在排气管上的防尘罩，所述防尘罩和排气管之间设有限位装置，所述防尘罩通过调节装置可沿排气管长度方向滑动设置。
进一步的，所述限位装置包括设置在排气管背面的限位槽和设置在防尘罩内壁上的限位凸条，所述限位凸条卡接在限位槽内，所述限位槽贯穿整个排气管长度方向。
进一步的，所述调节装置包括微型电机、通过联轴器与微型电机输出轴连接的调节螺杆，正旋连接在调节螺杆上的正旋螺母，逆旋连接在调节螺杆上的逆旋螺母，所述正旋螺母和逆旋螺母分别与两个防尘罩连接，后座车体上部设有供调节螺杆连接在安装槽，所述调节螺杆两端分别通过轴承座转动连接在安装槽内，所述微型电机和增氧泵连接总控制器。
当车内温度超过设定阈值，总控制器的工作流程具体包括以下步骤：
步骤一，总控制器采集温度传感器信号进行判断，①当温度小于35℃时，执行步骤一；②当温度大于或等于35℃时执行步骤二；
步骤二：总控制器采集红外传感器信号进行判断，①当红外开关断开时，执行步骤一；②当红外开关闭合时，执行步骤三；
步骤三：总控制器采集振动传感器信号进行判断，①当振动强度小于阈值时，执行步骤一；②当振动强度大于或等于阈值时，执行步骤四；
步骤四：延时2s，调用步骤一、二、三，执行步骤五；
步骤五：总控制器通过4G/GPS通信模块发送危险报文及GPS信息，执行步骤六；
步骤六：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯闪烁、喇叭报警鸣叫模式、空调鼓风机风量最大模式、空调新风模式、降下所有车窗，执行步骤七；
步骤七：总控制器采集复位键状态进行判断，①当复位键未被按下时，执行步骤七；②当复位键被按下时，执行步骤八；
步骤八：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯关闭、喇叭关闭、空调鼓风机关闭、空调新风模式关闭、关闭所有车窗，执行步骤一。
进一步的，在步骤六中，还包括自动补氧装置补氧。
当车内CO浓度超过设定阈值，总控制器的工作流程具体包括以下步骤：
步骤一：总控制器采集CO浓度传感器信号进行判断，①当CO浓度小于24ppm时，执行步骤一；②当CO浓度大于或等于24ppm时执行步骤二；
步骤二：总控制器向发动机控制器读取发动机工作状态进行判断，①当发动处于停机状态时，执行步骤一；②当发动处于启动状态时，执行步骤三；
步骤三：延时2s，调用步骤一、二，执行步骤四；
步骤四：总控制器通过4G/GPS通信模块发送危险报文及GPS信息，执行步骤五；
步骤五：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯闪烁、喇叭报警鸣叫模式、关闭发动机、空调新风模式、降下所有车窗，执行步骤六；
步骤六：总控制器采集复位键状态进行判断，①当复位键未被按下时，执行步骤六；②当复位键被按下时，执行步骤七；
步骤七：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯关闭、喇叭关闭、空调新风模式关闭、关闭所有车窗，执行步骤一。
进一步的，在步骤五中，还包括自动补氧装置补氧。
本发明具有有益效果：
本发明提供了一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，巧妙结合了振动传感器和红外传感器对车内滞留儿童进行检测，以在出现危险状态下进行报警及发出求救信号；解决了长时间使用汽车空调造成车内有害气体浓度过高，但是乘客觉察不到而造成人身伤害的问题，并可补充氧气；成本低廉，技术可靠，适合市场推广应用。
附图说明
图1为本发明的电气控制器图；
图2为自动补氧装置的结构示意图；
图3为调节装置的结构示意图；
图4为限位装置的结构示意图；
图中：1-总控制器，2-车身控制器，3-发动机控制器，4-温度传感器，5-振动传感器，6-红外传感器，7-CO气体浓度传感器，8-4G/GPS通信模块，9-汽车喇叭，10-危险报警灯，11-车窗升降电机，12-汽车空调鼓风机，13-汽车空调新风电机，14-汽车发动机，15-氧气罐，16-连接管道，17-增压泵，18-排气管，19-排气孔，20-防尘罩，21-限位槽，22-限位凸条，23-微型电机，24-调节螺杆，25-正旋螺母，26-逆旋螺母。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图所示，一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，包括总控制器、温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器，所述温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器连接总控制器，所述车身控制器连接汽车喇叭、危险报警灯、车窗升降电机、汽车空调鼓风机、汽车空调新风电机，所述发动机控制器连接汽车发动机；
还包括自动补氧装置，所述自动补氧装置包括设置在汽车后备箱内的氧气罐，连接管道、增压泵以及设置在后座背部的排氧装置，所述连接管道一端与增压泵连接，另一端与排氧装置的进气口连接，所述增压泵与氧气罐之间通过管道连接，所述排氧装置包括排气管以及防尘装置，所述排气管的正面两端设有排气区域，所述排气区域包括多个排气孔，所述防尘装置包括两个对称套设在排气管上的防尘罩，所述防尘罩和排气管之间设有限位装置，所述防尘罩通过调节装置可沿排气管长度方向滑动设置；
所述限位装置包括设置在排气管背面的限位槽和设置在防尘罩内壁上的限位凸条，所述限位凸条卡接在限位槽内，所述限位槽贯穿整个排气管长度方向；
所述调节装置包括微型电机、通过联轴器与微型电机输出轴连接的调节螺杆，正旋连接在调节螺杆上的正旋螺母，逆旋连接在调节螺杆上的逆旋螺母，所述正旋螺母和逆旋螺母分别与两个防尘罩连接，后座车体上部设有供调节螺杆连接在安装槽，所述调节螺杆两端分别通过轴承座转动连接在安装槽内，排气管中部上下两端连接在安装槽内，所述微型电机和增氧泵连接总控制器。
自动补氧装置在不启动时，两个防尘罩分别覆盖在排气管两端的排气区域上，防止排气孔积尘，自动补氧装置启动时，微型电机启动，带动两个防尘罩往中间滑动，露出排气孔，增压泵启动，排出氧气。
所述主控制器采用Arduino Mega 2560，所述温度传感器采用DHT11，所述CO气体浓度传感器采用MQ-7，所述振动传感器采用KEYES，所述红外传感器采用HC-SR501，所述4G/GPS通信模块采用SIM7600CE；
当车内温度超过设定阈值，总控制器的工作流程具体包括以下步骤：
步骤一，总控制器采集温度传感器信号进行判断，①当温度小于35℃时，执行步骤一；②当温度大于或等于35℃时执行步骤二；
步骤二：总控制器采集红外传感器信号进行判断，①当红外开关断开时，执行步骤一；②当红外开关闭合时，执行步骤三；
步骤三：总控制器采集振动传感器信号进行判断，①当振动强度小于阈值时，执行步骤一；②当振动强度大于或等于阈值时，执行步骤四；
步骤四：延时2s，调用步骤一、二、三，执行步骤五；
步骤五：总控制器通过4G/GPS通信模块发送危险报文及GPS信息，执行步骤六；
步骤六：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯闪烁、喇叭报警鸣叫模式、空调鼓风机风量最大模式、空调新风模式、降下所有车窗、自动补氧装置补氧，执行步骤七；
步骤七：总控制器采集复位键状态进行判断，①当复位键未被按下时，执行步骤七；②当复位键被按下时，执行步骤八；
步骤八：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯关闭、喇叭关闭、空调鼓风机关闭、空调新风模式关闭、关闭所有车窗，执行步骤一。
当车内CO浓度超过设定阈值，总控制器的工作流程具体包括以下步骤：
步骤一：总控制器采集CO浓度传感器信号进行判断，①当CO浓度小于24ppm时，执行步骤一；②当CO浓度大于或等于24ppm时执行步骤二；
步骤二：总控制器向发动机控制器读取发动机工作状态进行判断，①当发动处于停机状态时，执行步骤一；②当发动处于启动状态时，执行步骤三；
步骤三：延时2s，调用步骤一、二，执行步骤四；
步骤四：总控制器通过4G/GPS通信模块发送危险报文及GPS信息，执行步骤五；
步骤五：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯闪烁、喇叭报警鸣叫模式、关闭发动机、空调新风模式、降下所有车窗、自动补氧装置补氧，执行步骤六；
步骤六：总控制器采集复位键状态进行判断，①当复位键未被按下时，执行步骤六；②当复位键被按下时，执行步骤七；
步骤七：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯关闭、喇叭关闭、空调新风模式关闭、关闭所有车窗，执行步骤一。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：包括总控制器、温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器，所述温度传感器、振动传感器、红外传感器、CO气体浓度传感器、4G/GPS通信模块、车身控制器、发动机控制器连接总控制器，所述车身控制器连接汽车喇叭、危险报警灯、车窗升降电机、汽车空调鼓风机、汽车空调新风电机，所述发动机控制器连接汽车发动机。
2.如权利要求1所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：还包括自动补氧装置。
3.如权利要求2所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：所述自动补氧装置包括设置在汽车后备箱内的氧气罐，连接管道、增压泵以及设置在后座背部的排氧装置，所述连接管道一端与增压泵连接，另一端与排氧装置的进气口连接，所述增压泵与氧气罐之间通过管道连接，所述排氧装置包括排气管以及防尘装置，所述排气管的正面两端设有排气区域，所述排气区域包括多个排气孔，所述防尘装置包括两个对称套设在排气管上的防尘罩，所述防尘罩和排气管之间设有限位装置，所述防尘罩通过调节装置可沿排气管长度方向滑动设置。
4.如权利要求3所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：所述限位装置包括设置在排气管背面的限位槽和设置在防尘罩内壁上的限位凸条，所述限位凸条卡接在限位槽内，所述限位槽贯穿整个排气管长度方向。
5.如权利要求3所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：所述调节装置包括微型电机、通过联轴器与微型电机输出轴连接的调节螺杆，正旋连接在调节螺杆上的正旋螺母，逆旋连接在调节螺杆上的逆旋螺母，所述正旋螺母和逆旋螺母分别与两个防尘罩连接，后座车体上部设有供调节螺杆连接在安装槽，所述调节螺杆两端分别通过轴承座转动连接在安装槽内，所述微型电机和增氧泵连接总控制器。
6.如权利要求1所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：当车内温度超过设定阈值，总控制器的工作流程具体包括以下步骤：
步骤一，总控制器采集温度传感器信号进行判断，①当温度小于35℃时，执行步骤一；②当温度大于或等于35℃时执行步骤二；
步骤二：总控制器采集红外传感器信号进行判断，①当红外开关断开时，执行步骤一；②当红外开关闭合时，执行步骤三；
步骤三：总控制器采集振动传感器信号进行判断，①当振动强度小于阈值时，执行步骤一；②当振动强度大于或等于阈值时，执行步骤四；
步骤四：延时2s，调用步骤一、二、三，执行步骤五；
步骤五：总控制器通过4G/GPS通信模块发送危险报文及GPS信息，执行步骤六；
步骤六：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯闪烁、喇叭报警鸣叫模式、空调鼓风机风量最大模式、空调新风模式、降下所有车窗，执行步骤七；
步骤七：总控制器采集复位键状态进行判断，①当复位键未被按下时，执行步骤七；②当复位键被按下时，执行步骤八；
步骤八：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯关闭、喇叭关闭、空调鼓风机关闭、空调新风模式关闭、关闭所有车窗，执行步骤一。
7.如权利要求6所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：在步骤六中，还包括自动补氧装置补氧。
8.如权利要求1所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：当车内CO浓度超过设定阈值，总控制器的工作流程具体包括以下步骤：
步骤一：总控制器采集CO浓度传感器信号进行判断，①当CO浓度小于24ppm时，执行步骤一；②当CO浓度大于或等于24ppm时执行步骤二；
步骤二：总控制器向发动机控制器读取发动机工作状态进行判断，①当发动处于停机状态时，执行步骤一；②当发动处于启动状态时，执行步骤三；
步骤三：延时2s，调用步骤一、二，执行步骤四；
步骤四：总控制器通过4G/GPS通信模块发送危险报文及GPS信息，执行步骤五；
步骤五：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯闪烁、喇叭报警鸣叫模式、关闭发动机、空调新风模式、降下所有车窗，执行步骤六；
步骤六：总控制器采集复位键状态进行判断，①当复位键未被按下时，执行步骤六；②当复位键被按下时，执行步骤七；
步骤七：总控制器向车身控制器发送命令，控制车辆危险报警灯关闭、喇叭关闭、空调新风模式关闭、关闭所有车窗，执行步骤一。
9.如权利要求8所述的一种基于Arduino的车内滞留儿童检测报警装置，其特征在于：在步骤五中，还包括自动补氧装置补氧。
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