CN112874436B - 一种电动汽车座椅安全带救助系统 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车座椅安全带救助系统，该系统基于座椅安全带是否佩戴的信号监测是否有人被遗忘在车内，并根据温度传感器、雨量传感器、氧浓度传感器的测试值，采取相应的安全保护措施，减少由于车内温度过高或者车内缺氧造成的生命危险事故。本发明的有益效果是：结构简单、安装方便、成本低、安全系数高，可以广泛地应用于各类电动汽车。

Description

一种电动汽车座椅安全带救助系统

技术领域

本发明涉及汽车车内人员安全保护领域，特别涉及一种基于电动汽车座椅安全带佩戴信息的车内人员救助系统。

背景技术

在日常生活中常常会有一些父母因为粗心大意，将儿童遗忘在车内。由于夏天天气炎热，车内温度可能达到50℃或者更高，导致儿童在车内发生意外和生命危险。另外，若长时间开空调，可能导致车内缺氧，从而给车内人员带来生命危险安全。为此，提出了一种座椅安全带救助系统，当出现儿童遗忘车内或者车内缺氧的情况下，该系统自动实施救助，防止车内人员出现生命危险。

现有技术中也有一些用于防止儿童遗忘车内的报警和救助系统，但是大多数通过人体红外传感器或者压力传感器监测是否有儿童被遗忘在车内，然后通过声音、灯光或者给车主手机发送报警信息，或者打开汽车车窗降低车内温度。这些方法虽然在一定程度上可以减少儿童生命危险事故的发生，但也存在一些不足，例如，开启车窗可能导致车内财产损失，汽车的声音、灯光容易被路人忽视，或者车主没有及时查看到手机上的警报信息，或者即使在开启车窗的情况下，车内温度依然可能继续增高，这些情况仍然可能导致儿童生命存在危险。另外，需要加装车内是否有人的检测装置，增加了成本和零部件的复杂性。

发明内容

本发明解决的问题是，克服背景技术的不足，提出一种电动汽车座椅安全带救助系统，该系统基于座椅安全带是否佩戴的信号监测是否有人被遗忘在车内，并根据温度传感器、雨量传感器、氧浓度传感器的测试值，采取相应的安全保护措施，减少由于车内温度过高或者车内缺氧造成的生命危险事故。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车座椅安全带救助系统，由检测模块、主控模块、电源模块、执行模块和通信模块组成；检测模块由温度传感器、雨量传感器、氧气浓度传感器、安全带触发开关、汽车启动开关组成，温度传感器用于检测车内的温度、雨量传感器用于检测是否下雨、氧气浓度传感器用于检测车内氧气的含量、安全带触发开关用于判断车内是否有人、汽车启动开关用于检测汽车是否停驶；主控模块由单片机组成，处理和判断来自温度传感器、雨量传感器、氧气浓度传感器、安全带触发开关、汽车启动开关的信息，控制汽车天窗开闭、汽车空调鼓风机和电动汽车空调制冷系统的启动；电源模块包括启动开关、12V电源和5V电源，启动开关通过通断电方式控制该救助系统的启动和关闭，12V电源为执行模块供电，5V电源为主控模块、检测模块供电；执行模块由汽车天窗的电机控制系统、空调鼓风机和电动汽车的电源系统、高压配电盒中的空调继器、电动汽车车身控制系统组成；通信模块由GSM模块构成，用于向车主发送危险报警信息；

该救助系统的保护步骤为：首先检测汽车是否处于停驶状态以及车内是否有人；若检测到汽车处于停驶状态并且车内有人，通过通信模块发出报警信号，同时控制执行模块工作：

第一，氧浓度传感器检测车内氧气浓度是否低于门限值，若检测结果为是，则进入雨量检测步骤；若雨量检测结果为否，将天窗打开至二分之一处；若雨量检测结果为是，控制空调系统的鼓风机低速运转；用于减少车内缺氧对车内成员的危害；

第二，温度传感器检测车内温度是否达到第一门限值：若检测结果为是，则进入雨量检测步骤；若雨量检测结果为否，将天窗全部打开；若雨量检测结果为是，控制空调系统的鼓风机高速运转；用于减少车内高温对车内成员的危害；

第三，温度传感器检测车内温度是否达到第二门限值，若检测结果为是，则开启电动汽车空调制冷系统，对车内空气强制降温；用于减少车内超高温对车内成员的危害。

本发明的有益效果是：结构简单、安装方便、成本低、安全系数高，可以广泛地应用于各类电动汽车，在车内缺氧或车内温度过高情况下保护车内成员的生命安全。

附图说明

图1为本发明所述的一种电动汽车座椅安全带救助系统的工作原理图。

1-温度传感器、2-雨量传感器、3-氧气浓度传感器、4-安全带触发开关、5-汽车启动开关、6-单片机、7-12V电源、8-5V电源、9-天窗电机控制系统、10-空调鼓风机、11-电动汽车电源系统、12-空调继电器、13-车身控制器、14-GSM模块、15-启动开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。

如图1所示，一种电动汽车座椅安全带救助系统，由检测模块、主控模块、电源模块、执行模块和通信模块组成。检测模块由温度传感器1、雨量传感器2、氧气浓度传感器3、安全带触发开关4、汽车启动开关5组成，温度传感器1用于检测车内的温度、雨量传感器2用于检测是否下雨、氧气浓度传感器3用于检测氧气的含量、安全带触发开关4用于判断车内是否有人、汽车启动开关5用于检测汽车是否停驶；主控模块由单片机6组成，处理和判断来自温度传感器1、雨量传感器2、氧气浓度传感器3、安全带触发开关4、汽车启动开关5的信息，控制汽车天窗开闭、汽车空调鼓风机和电动汽车空调制冷系统的启动；电源模块包括启动开关15、12V电源7和5V电源8，启动开关15通过通断电方式控制该救助系统的启动和关闭，12V电源为执行模块供电，5V电源为主控模块、检测模块供电；执行模块由汽车天窗的电机控制系统9、空调鼓风机10和电动汽车的电源系统11、高压配电盒中的空调继电器12、电动汽车车身控制系统13组成；通信模块由GSM模块14构成，用于向车主发送危险报警信息。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，检测模块的温度传感器1用于检测车内的温度，可以安装在车内任意位置，优选座椅靠背的侧面，方便该救助系统的布线；温度传感器可以是正温度系数传感器，也可以是负温度系数传感器，优选负温度系数传感器。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，检测模块的雨量传感器2安装在汽车天窗的窗框边缘，用于检测天气是否下雨。雨量传感器优选红外散射式雨量传感器。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，检测模块的氧浓度传感器3可以安装在车内任意位置，优选座椅靠背的侧面，方便该系统的布线。氧浓度传感器优选固态聚合物传感器。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，检测模块的安全带触发开关4、汽车启动开关5共用原车的装置，从原车的安全带触发开关4、汽车启动开关5中获取安全带是否佩戴、汽车是否停驶的信息。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，也可以采用汽车原有的驻车制动模块判断汽车是否处于停驶状态。若原车座椅无安全带触发开关，加装与现有汽车座椅安全带报警指示系统相同的触发开关。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，单片机6优选安装在后排座椅，方便该系统零部件的布置与控制布线，优选型号AT89C52。单片机由5V电源供电，接收温度传感器1、雨量传感器2、氧气浓度传感器3、安全带触发开关4、汽车启动开关5的信息，发送指令控制汽车天窗开闭、空调鼓风机和电动汽车空调制冷系统的启动。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，采用原车电源系统的直流12V为执行模块供电，并且通过电源降压芯片将12V转为5V，为单片机6、温度传感器1、雨量传感器2、氧气浓度传感器3、安全带触发开关4、汽车启动开关5供电。电源降压芯片可以选择lm2576-5芯片。启动开关15安装在汽车安全带带扣锁上，通过通断电方式控制该救助系统的启动和关闭。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，天窗电机控制系统9优选步进电机，通过控制电机的步数完成天窗开启的位置。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，空调鼓风机10共用原车空调系统的鼓风机。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，由主控模块向电动汽车车身控制器13的空调启动接口发送指令，同时控制电动汽车电源系统11的高压主继电器闭合、高压配电盒中的空调继电器12闭合, 从而启动电动汽车空调制冷系统工作，对车内空气降温。

对于该电动汽车座椅安全带救助系统，通信模块可以采用GSM-TC35模块，接收单片机6信号后，向车主手机发送危险报警信息。

该电动汽车座椅安全带救助系统的工作过程是：

汽车启动开关5处于OFF挡位，也就是停车挡位，并且安全带触发开关4提示安全带佩戴时，该救助系统被触发工作。此时，主控模块监测温度传感器1、雨量传感器2、氧气浓度传感器3的信号，控制执行模块工作：

第一，氧气浓度门限值检测步骤：检测车内氧气浓度是否低于门限值，若检测结果为是，则进入雨量检测步骤。若雨量检测结果为否，表明未下雨，将天窗打开至二分之一处；若雨量检测结果为是，表明下雨了，控制原车空调系统的鼓风机低速运转，用于减少车内缺氧对车内成员的危害。

第二，温度第一门限值检测步骤：检测车内温度，是否达到第一门限值：若检测结果为是，则进入雨量检测步骤。若雨量检测结果为否，将天窗全部打开；若雨量检测结果为是，控制原车空调系统的鼓风机高速运转，用于减少车内高温对车内成员的危害。

第三，温度第二门限值检测：车内温度过高，检测车内温度是否达到第二门限值，若检测结果为是，则开启电动汽车空调制冷系统，对车内空气强制降温；用于减少车内超高温对车内成员的危害。

第一、第二步骤，可以防止雨水淋湿车内人员或者汽车内饰。并且，开启天窗可以达到散热、增多氧气的作用。第三步骤，当温度传感器实时监测的数值超过规定的第二门限值，表明高温对车内人员造成生命危险，此时开启电动汽车的空调系统，强制为车内降温。

氧气浓度门限值根据人体的空气含氧量的最低标准设定阀值。优选人体能够正常生活的氧气浓度：19.5%-23.5%。

温度第一门限值值可以设置为30℃，当温度大于30℃则认为高温状态，此时将影响车内人员的舒适度。

温度第二门限值可以设置为35℃，当温度大于35℃则认为是超高温状态，可能影响车内人员的生命安全。

尽管为说明目的公开了本发明的实施方式和附图，但是本领域的技术人员可以理解；在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施方式和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种电动汽车座椅安全带救助系统，其特征在于，由检测模块、主控模块、电源模块、执行模块和通信模块组成；检测模块由温度传感器、雨量传感器、氧气浓度传感器、安全带触发开关、汽车启动开关组成，温度传感器用于检测车内的温度、雨量传感器用于检测是否下雨、氧气浓度传感器用于检测车内氧气的含量、安全带触发开关用于判断车内是否有人、汽车启动开关用于检测汽车是否停驶；主控模块由单片机组成，处理和判断来自温度传感器、雨量传感器、氧气浓度传感器、安全带触发开关、汽车启动开关的信息，控制汽车天窗开闭、汽车空调鼓风机和电动汽车空调制冷系统的启动；电源模块包括启动开关、12V电源和5V电源，启动开关通过通断电方式控制该救助系统的启动和关闭，12V电源为执行模块供电，5V电源为主控模块、检测模块供电；执行模块由汽车天窗的电机控制系统、空调鼓风机和电动汽车的电源系统、高压配电盒中的空调继电器、电动汽车车身控制系统组成，并且主控模块向电动汽车车身控制器的空调启动接口发送指令，同时控制电动汽车电源系统的高压主继电器闭合、高压配电盒中的空调继电器闭合, 从而启动电动汽车空调制冷系统工作；通信模块由GSM模块构成，用于向车主发送危险报警信息；

该救助系统的保护步骤为：首先检测汽车是否处于停驶状态以及车内是否有人；若检测到汽车处于停驶状态并且车内有人，通过通信模块发出报警信号，同时控制执行模块工作：

第一，氧浓度传感器检测车内氧气浓度是否低于门限值，若检测结果为是，则进入雨量检测步骤；若雨量检测结果为否，将天窗打开至二分之一处；若雨量检测结果为是，控制空调系统的鼓风机低速运转；

第二，温度传感器检测车内温度是否达到第一门限值：若检测结果为是，则进入雨量检测步骤；若雨量检测结果为否，将天窗全部打开；若雨量检测结果为是，控制空调系统的鼓风机高速运转；

第三，温度传感器检测车内温度是否达到第二门限值，若检测结果为是，则开启电动汽车空调制冷系统，对车内空气强制降温。

2.按照权利要求1所述的一种电动汽车座椅安全带救助系统，其特征在于，雨量传感器安装在汽车天窗的窗框边缘。

3.按照权利要求1所述的一种电动汽车座椅安全带救助系统，其特征在于，可以采用汽车驻车制动模块判断汽车是否处于停驶状态。