CN205228527U - 一种车内环境检测报警和控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车内环境检测报警和控制装置，目的在于，检测车内有害气体和温度是否超标，且结构简单、易于维护、使用寿命长、利于推广应用于各类汽车中，所采用的技术方案为：包括能够检测车内环境的传感器模块，传感器模块连接至控制模块，控制模块上设置有报警模块和显示模块，所述控制模块连接能够带动车窗动作的车窗电机，控制模块连接电源模块；所述传感器模块能够将采集的车内环境数据传送给控制模块，控制模块能够控制报警模块和显示模块报警和显示信息，并控制车窗电机动作打开车窗。

Description

一种车内环境检测报警和控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种报警控制装置，具体涉及一种车内环境检测报警和控制装置。

背景技术

汽车是日常生活中必不可少的交通工具，然而车内环境封闭，而由车厢内饰材料散发出的有害物质和燃料燃烧产生的有毒气体对车内人体的影响很大。在汽车启动且密闭条件下，车内的空气通过空调进行内部循环，一氧化碳浓度逐渐提高，同时，车内人员呼出大量二氧化碳，导致车内氧气急剧减少，几小时就会使人恶心、昏迷，严重者甚至窒息而死亡。然而车内人员通常无法察觉有毒气体浓度提升，导致人员伤亡。因此，设计一种实时检测车内环境，并在超标时报警和控制的装置是十分必要的。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种能够检测车内有害气体和温度是否超标，且结构简单、易于维护、使用寿命长、利于推广应用于各类汽车中的车内环境检测报警和控制装置。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括能够检测车内环境的传感器模块，传感器模块连接至控制模块，控制模块上设置有报警模块和显示模块，所述控制模块连接能够带动车窗动作的车窗电机，控制模块连接电源模块；所述传感器模块能够将采集的车内环境数据传送给控制模块，控制模块能够控制报警模块和显示模块报警和显示信息，并控制车窗电机动作打开车窗。

所述传感器模块包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器和温度传感器，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器和温度传感器的输出端连接控制模块的输入端。

所述一氧化碳传感器采用MQ-7传感器检测一氧化碳浓度，二氧化碳传感器采用MG811传感器检测二氧化碳浓度，甲醛传感器采用MS1100传感器检测甲醛浓度，温度传感器采用DS18B20传感器检测温度。

所述控制模块采用ATmega16单片机作为控制芯片。

所述报警模块包括蜂鸣器，蜂鸣器的输入端与控制模块的输出端相连。

所述蜂鸣器采用有源直流蜂鸣器。

所述报警模块包括发光二极管。

所述报警模块采用四个发光二极管，分别对应绿光、黄光、红光和蓝光，每个发光二极管串联有电阻，四个发光二极管分别连接控制模块的输出端口。

所述控制模块上设置有USB接口，USB接口连接车载电源。

所述显示模块采用LCD1602液晶显示器。

与现有技术相比，本实用新型通过传感器模块采集车内一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲醛浓度和温度参数，并将采集的数据传送给控制模块，控制模块经过判断后能够控制报警模块发出报警信号，并将报警信息通过显示模块显示，同时控制车窗电机动作，能够使车窗下降，进行换气，改善车内环境，车内环境调节到阈值后，控制模块控制车窗电机使车窗上升关闭车窗。本实用新型只需安装在车内，即可检测车内一氧化碳、二氧化碳、甲醛等有害气体和温度是否超标，结构简单，体积较小，便于安装使用，易于维护，使用寿命长，利于推广应用于各类汽车中。

进一步，本实用新型采用的传感器能够检测车内一氧化碳、二氧化碳、甲醛等有害气体和温度是否超标，具有较高灵敏度，易于检测有毒气体和温度参数。

进一步，报警模块包括蜂鸣器和发光二极管，蜂鸣器采用的是有源直流蜂鸣器，蜂鸣器输入端与控制模块的输出端相连，当检测的参数大于设定限值时，蜂鸣器报警。发光二极管是使用四个发光二极管，分别为绿、黄、红和蓝光，每个发光二极管与一个电阻串联，然后分别接到控制模块的输出端口，当检测的参数大于设定限值时，对应的发光二极管闪烁报警。绿灯闪烁代表一氧化碳浓度超标、黄灯闪烁代表二氧化碳浓度超标、红灯闪烁代表甲醛浓度超标、蓝灯闪烁代表温度超标。

进一步，电源模块采用车载电源，控制模块上设置USB接口，利用USB接口连接车载电源，只需安装在车内，并通过USB供电即可，方便供电，不需要单独设置电源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面集合具体的实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的解释说明。

参见图1，本实用新型包括传感器模块、控制模块、报警模块、显示模块、车窗电机和电源模块。传感器模块中各个传感器的输出端与控制模块的输入端相连；控制模块通过将各个传感器采集到的数据与所设定的阈值进行对比，判断是否超出阈值并发出相应的指令；控制模块的输出端与报警模块、显示模块、车窗电机相连；电源模块为整个装置供电。

传感器模块包括一氧化碳、二氧化碳、甲醛和温度传感器，用于检测一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲醛浓度和温度，本本实用新型选用MQ-7传感器检测一氧化碳浓度、MG811传感器检测二氧化碳浓度、MS1100传感器检测甲醛浓度和DS18B20传感器检测温度，4个传感器的输出端与控制模块输入端相连。

控制模块采用ATmega16单片机作为控制芯片，对采集到的车内环境中的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲醛浓度和温度参数与设定的阈值进行对比，判定是否超出阈值，并发出控制指令，所述控制模块与报警模块、显示模块、车窗电机相连。

报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。蜂鸣器采用的是有源直流蜂鸣器，蜂鸣器输入端与控制模块的输出端相连，当检测的参数大于设定限值时，蜂鸣器报警。发光二极管是使用四个发光二极管，分别为绿、黄、红、蓝，每个发光二极管与一个330Ω的电阻串联，然后分别接到控制模块的输出端口，当检测的参数大于设定限值时，对应的发光二极管闪烁报警，绿灯闪烁代表一氧化碳浓度超标、黄灯闪烁代表二氧化碳浓度超标、红灯闪烁代表甲醛浓度超标、蓝灯闪烁代表温度超标。

显示模块选用LCD1602液晶显示器，当检测的参数大于设定限值时，显示器将显示对应名称，显示“COWarning”代表一氧化碳浓度超标、显示“CO₂Warning”代表二氧化碳浓度超标、显示“FormaldehydeWarning”代表甲醛浓度超标和显示“TemperatureWarning”及检测到的温度代表温度超标。

车窗电机连接控制模块，当检测到气体浓度参数超出设定限值时，启动车窗电机开启车窗通风，当检测到气体浓度参数低于设定限值时，关闭车窗。

电源模块为车载电源，控制模块上设置USB接口，USB接口连接车载电源供电，使用的是220V转5V的标准输出，电流为500mA。

参见图2，检测一氧化碳使用MQ-7气体传感器，共有4个引脚：VCC引脚接5V电源；DOUT引脚是TTL高低电平输出端，与ATmega16单片机的PA4引脚相连；AOUT引脚是模拟电压输出端，悬空；GND引脚接地。

检测二氧化碳使用MG811传感器，共有4个引脚：VCC引脚接5V电源；DOUT引脚接ATmega16单片机的PA5引脚；AOUT引脚是模拟电压输出端，悬空；GND引脚接地。

检测甲醛使用MS1100传感器，共有4个引脚：VCC引脚接5V电源；OUT引脚接ATmega16单片机的PA6引脚，由于OUT引脚是数据的输出端，需要连接一个下拉电阻，所以将电阻R1接到OUT引脚和地，其中R1＝10KΩ；GND引脚接地。

检测温度使用DS18B20传感器，共有3个引脚：DQ引脚接ATmega16单片机的PA7引脚，由于DQ引脚是数据的输出端，需要连接一个上拉电阻，所以将电阻R2接到DQ引脚和电源上，其中R2＝4.7KΩ；VCC引脚接5V电源；GND引脚接地。

控制模块对采集到的车内环境中的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲醛浓度和温度参数与设定的阈值进行对比，判定是否超出阈值，并发出控制指令。控制模块的核心是ATmega16单片机的最小系统，该最小系统采用ATmega16单片机作为主控芯片；X1、C1、C2构成外部晶振电路，其中X1为12MHZ的晶振，C1、C2都为22pF的电容；一个复位按键K1。晶振X1两端分别连接单片机的XTAL1和XTAL2引脚；C1连接单片机的XTAL2引脚和地，C2连接单片机的XTAL1引脚和地；复位开关K1连接单片机的RESET引脚和地。当系统出现问题或者死机，可以按下复位键K1，系统就会正常工作。

报警模块包括两部分，蜂鸣器报警和发光二极管报警。蜂鸣器报警采用的是+5V的有源直流蜂鸣器B1，蜂鸣器一端接地，另一端接到ATmega16单片机的PD1引脚。当监测的参数大于设定值时，信息从PD1引脚传出，蜂鸣器报警。本装置使用四个发光二极管L1、L2、L3、L4，分别为绿、黄、红、蓝，每个发光二极管与一个电阻串联，然后分别接到ATmega16单片机的PD3、PD4、PD5、PD6引脚上，其中电阻R3＝R4＝R5＝R6＝330Ω。当监测的参数大于设定值时，对应的发光二极管闪烁报警。

显示模块选择LCD1602液晶显示器，当监测的参数大于设定限值时，显示器将显示对应名称。一氧化碳超标时显示器显示“COWarning”、二氧化碳超标时显示器显示“CO₂Warning”、甲醛超标时显示器显示“FormaldehydeWarning”和温度超标时显示器显示“TemperatureWarning”及检测到的温度。LCD1602的VSS、VL和BLK引脚接地，VDD和BLA引脚接电源，RS、R/W和E引脚分别连接ATmega16的PA0～PA2引脚，D0～D7引脚分别连接ATmega16的PB0～PB7引脚。

车窗电机，当检测到气体浓度参数超出设定限值，开启车窗电机开启车窗通风。将ATmega16的PC1引脚与车窗电机的升降开关K2相连，控制车窗的升降。

电源模块，本实用新型由USB接口供电，使用的是220V转5V的标准输出，电流为500mA。USB的VCC和GND引脚连接单片机的电源和地两个引脚进行供电，其余两个引脚悬空。

本实用新型的工作原理及过程：

将本实用新型的USB接口与汽车USB接口连接供电，装置开始工作，在检测到车内一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲醛浓度或温度没有超标时，液晶显示器显示“SEAFETY”。当检测到车内一氧化碳浓度超标时，蜂鸣器报警，绿灯闪烁，液晶显示器显示“COWarning”，车窗电机开启，车窗下降通风。当检测到车内二氧化碳浓度超标时，蜂鸣器报警，黄灯闪烁，液晶显示器显示“CO₂Warning”，车窗电机开启，车窗下降通风。当检测到车内甲醛浓度超标时，蜂鸣器报警，红灯闪烁，液晶显示器显示“FormaldehydeWarning”，车窗电机开启，车窗下降通风。当检测到车内温度超标时，蜂鸣器报警，蓝灯闪烁，液晶显示器显示“TemperatureWarning”及检测到的温度，车窗电机开启，车窗下降通风。当检测到车内一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲醛浓度或温度低于限定值时，蜂鸣器停止报警，发光二极管停止闪烁，液晶显示器显示“SEAFETY”，车窗电机开启，车窗关闭。

本实用新型只需安装在车内，并通过USB供电即可检测车内一氧化碳、二氧化碳、甲醛等有害气体和温度是否超标。本实用新型具有如下优点：

1)供电方便，只需将本装置的USB接口连接到汽车上，当汽车启动后即可供电。

2)结构简单，本装置结构简单，体积较小，便于安装使用；

3)灵敏度较高，本装置所选传感器具有较高灵敏度，易于检测有毒气体和温度参数；

4)易于维护，使用寿命长。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，包括能够检测车内环境的传感器模块，传感器模块连接至控制模块，控制模块上设置有报警模块和显示模块，所述控制模块连接能够带动车窗动作的车窗电机，控制模块连接电源模块；所述传感器模块能够将采集的车内环境数据传送给控制模块，控制模块能够控制报警模块和显示模块报警和显示信息，并控制车窗电机动作打开车窗。

2.根据权利要求1所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述传感器模块包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器和温度传感器，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器和温度传感器的输出端连接控制模块的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述一氧化碳传感器采用MQ-7传感器检测一氧化碳浓度，二氧化碳传感器采用MG811传感器检测二氧化碳浓度，甲醛传感器采用MS1100传感器检测甲醛浓度，温度传感器采用DS18B20传感器检测温度。

4.根据权利要求1所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述控制模块采用ATmega16单片机作为控制芯片。

5.根据权利要求1所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述报警模块包括蜂鸣器，蜂鸣器的输入端与控制模块的输出端相连。

6.根据权利要求5所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述蜂鸣器采用有源直流蜂鸣器。

7.根据权利要求6所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述报警模块包括发光二极管。

8.根据权利要求7所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述报警模块采用四个发光二极管，分别对应绿光、黄光、红光和蓝光，每个发光二极管串联有电阻，四个发光二极管分别连接控制模块的输出端口。

9.根据权利要求1所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述控制模块上设置有USB接口，USB接口连接车载电源。

10.根据权利要求1所述的一种车内环境检测报警和控制装置，其特征在于，所述显示模块采用LCD1602液晶显示器。