CN208602437U - 一种车辆智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆状态监测，特别涉及一种车辆智能监测装置，以实现对汽车内部状态及外部环境进行监控，起到智能安全防范作用。所述装置由一氧化碳传感器、人体温度红外传感器、环境温度传感器、主控模块、北斗模块、GSM模块和移动智能智能终端组成；本实用新型既可以实现对车辆内部信息的检测，并实时将车辆内部信息反馈给车主，又能够做到对车辆自身状态及位置的监控，便于车主查询车辆所处位置以及车辆是否处于行驶状态。

Description

一种车辆智能监测装置

技术领域

本实用新型涉及车辆状态监测，特别涉及一种车辆智能监测装置，以实现对汽车内部状态及外部环境进行监控，起到智能安全防范作用。

背景技术

智能化安防技术随着科学技术的发展与进步和二十一世纪信息技术的腾飞已迈入了一个全新的领域。随着人们生活水平的提高，汽车已逐步进入家庭，对汽车防盗、汽车安全等要求越来越高，车辆智能化安防技术发挥着越来越重要的作用。

耿大威在其硕士论文《基于北斗/GPS双模卫星定位系统的车载终端设计》(中国海洋大学硕士学位论文，2013.05)设计出基于北斗/GPS双模卫星定位系统的车载终端，可将车辆的位置信息和车辆状态信息快速准确的上传到智能交通系统的服务平台上，并可以对平台分析后的应对策略进行正确的响应。

郑辰在其硕士论文《基于Mocor平台车辆监控终端的设计与实现》(北京交通大学硕士学位论文，2014.06)开发了一种车载监控终端设备，此设备可实时收集车辆信息并向服务器上报,实现车辆实时监控,根据车辆不同状态制定多种安全防护策略和设备自检方式,对安防检测和硬件设备报出的异常信息进行报警处理,管理人员可分别通过网络和短信的方式,远程控制终端设备处理报警信息。

张天超在其硕士论文《基于GSM网络的安防系统研究》(大连理工大学硕士论文，2005.03)设计了一种基于GSM网络的安防系统。该系统主要是利用前端传感器采集现场的各种信号，通过单片机处理提取其中有用的部分,通过一定的决策算法,最终决定是否应该发送报警信息或者执行防范动作。

上述背景技术中，《基于北斗/GPS双模卫星定位系统的车载终端设计》、《基于Mocor平台车辆监控终端的设计与实现》仅对车辆的位置信息和车辆状态信息进行监测，未涉及到车辆内外部环境状态，在对车辆安全防范方面存在不足；张天超在《基于GSM网络的安防系统研究》设计的一种基于GSM网络的安防系统，仅对车辆外部环境及防盗方面等进行监测，没有对车辆内部环境参数进行监测，也存在一定的缺陷。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺点，本实用新型提出一种车辆智能监测装置，以实现智能终端与车辆相结合工作，达到对车内环境参量的监控、车辆行驶状态的检测以及车辆相关财务安全的维护、北斗导航定位等功能。车内的传感器可以预防意外事故，使大人们可以安心地把小孩放在车内，减少了大人的困扰。智能终端通过接收车载终端发送过来的车辆位置信息短信，并在电子地图上显示其车辆的地理位置，实现智能定位，实现车辆的远程智能监控等功能。导航模式实现智能搜索地点，与智能提示。在地图上显示多个可选择的地点供用户去选择，选择完毕之后进入导航模式。

本实用新型采用的技术方案为：一种车辆智能智能监测装置，由一氧化碳传感器、人体温度红外传感器、环境温度传感器、主控模块、北斗模块、GSM模块和移动智能智能终端组成；

所述GSM模块通过串口与主控模块相连，在GSM模块内插入手机卡，通过主控模块控制GSM模块发送短信与移动智能终端通信；所述一氧化碳传感器通过IO口与主控模块相连，用于检测车内一氧化碳浓度；所述人体温度红外传感器通过IO口与主控模块相连，用于检测车内是否存在人员；所述环境温度传感器通过IO口与主控模块相连，用于检测车内的温度；所述北斗模块通过串口与主控模块相连，用于检测车辆的地理位置信息并提供车辆位置信息的变化。

所述主控模块将一氧化碳传感器、人体温度红外传感器、环境温度传感器、北斗模块采集得到的信息进行处理，当主控模块通过人体温度红外传感器检测到车内有人，并且一氧化碳传感器检测到车内一氧化碳浓度过高，或者环境温度传感器检测到车内温度过高，主控模块通过GSM模块将车辆内部的信息反馈给车主，实现远程监控车辆内部环境的功能；此外，主控模块还可以通过集成的北斗模块监测车辆的位置和状态信息，实现车辆定位和防盗的功能。

进一步的，所述一氧化碳传感器为通用的MQ-9可燃气体检测模块，其采用高低温循环检测方式，低温(1.5V加热)检测一氧化碳，高温(5.0V加热)检测可燃气体甲烷、丙烷等。其通过简单的电路即可将电导率的变化，转换为与气体浓度相对应的输出信号。

进一步的，所述人体温度红外传感器为HC-SR501型红外传感器。所述HC-SR501型红外传感器是一种基于红外线技术的的自动控制模块，采用LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，低电压工作模式。当有人进入其感应范围，则输出高电平，人离开感应范围时则自动延时关闭高电平，输出低电平。

进一步的，所述环境温度传感器为DHT11型数字温湿度传感器。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数，以对温湿度进行精确的测量。

进一步的，所述主控模块采用STM32ZET6单片机，该单片机采用的是ARM32位Cortex-M3CPU，在单片机上拥有32位的CPU以及在系统可编程Flash，功能实用，性价比高。此单片机可借助与其连接的外设资源，完成以下功能：

(1)实现对经纬度信息过滤，并初步监控车辆的移动状态；

(2)对采集的地理位置信息做数值化的处理，并将地理信息变成文本的形式，控制GSM模块将文本内容以短信形式发送至移动智能终端。

(3)通过接收环境温度传感器的数据获取车辆内部的温度信息。

(4)接收人体温度红外传感器的高低电平：当检测到高电平的时候，表示车内有人，检测到低电平时，表示车内无人。

(5)通过接收一氧化碳传感器传输的数据检测车内一氧化碳气体的浓度。

(6)当判定车内有人存在时，若温度、一氧化碳气体中的某一项超过所设定的值时，向GSM模块发送报警命令。进一步的，所述北斗模块采用的是UM220-III芯片，它是和芯星通科技有限公司推出的BDS/GPS双系统模块针，双系统模块是包含了北斗定位，也包含了GPS定位的模块，主要用于车辆的监控与导航、手持设备等应用。UM220-III采用和芯星通科技有限公司完全自主知识产权的低功耗GNSS SoC芯片——Humbird，是目前市场上尺寸最小的完全国产化的BDS/GPS模块之一，具有高度集成，功耗低等特点。

进一步的，所述GSM模块采用的是SIM900A模块，使用的是SMT封装的双频GSM/GPRS模块解决方案，其内核使用的是ARM9216EJ-S内核，可以满足对成本、尺寸有较高要求的开发要求。该模块主要是通过串口与主控模块进行连接，从而实现主控模块对GSM模块的控制。

进一步的，所述移动智能智能终端为装有Android或IOS系统的手机或平板电脑。

本实用新型具有以下技术效果：本实用新型既可以实现对车辆内部信息的检测，并实时将车辆内部信息反馈给车主，又能够做到对车辆自身状态及位置的监控，便于车主查询车辆所处位置以及车辆是否处于行驶状态。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成图；

图2是本实用新型的实际装置组成图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明：

1、车内环境参量的监控

本实用新型的一氧化碳传感器采用的是通用的MQ-9可燃气体检测模块，该传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大；采用高低温循环检测方式低温(1.5V加热)检测一氧化碳，高温(5.0V加热)检测可燃气体甲烷、丙烷并清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将传感器电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-9气体传感器对一氧化碳、甲烷、液化气的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳及可燃性的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。

人体温度红外传感器是用红外线为介质的传感系统，本实用新型采用的是HC-SR501型红外传感器。该传感器的优点在于能够抵抗外界的强光干扰。由于太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。此外，该传感器的还能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。

环境温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。本实用新型采用的是DHT11型温度传感器。该传感器可以实时检测车内的温度。

通过以上三个传感器的设置可以有效的避免小孩单独在车内因为缺氧或者温度过高而发生的意外：当人体温度红外传感器检测到车内有人时，并且MQ-9型一氧化碳传感器检测到车内一氧化碳浓度过高，或者环境温度传感器检测到车内温度达到40摄氏度(该环境温度可以用户根据实际情况自行设定)时，单片机将通过GSM模块将车辆的内部状态及位置信息发送给车主或其指定的人员，接收到该信息的人员可以根据地图显示导航到车辆位置，及时救出车内人员。

2、车辆位置信息查询及车辆行驶状态的检测

2.1车辆位置信息查询

通过北斗模块获取当前车辆的位置信息，根据串行口通信协议规定的格式，使得主控模块能够识别传输数据并通过程序操作实现对经纬度信息过滤，对其采集的地理位置信息进行数值化处理，借助主控模块的串行口通信模块将地理信息变成文本的形式并以“纬度/经度”的形式传给GSM模块，再控制GSM模块将文本内容以短信形式发送至移动端。以此获取车辆的位置信息。

2.2车辆行驶状态的检测

行驶状态的检测是依靠主控模块与北斗模块两个模块协调工作以实现，通过北斗模块定时测量车辆的位置信息，并将位置信息通过串口传输至主控模块，主控模块对北斗模块测量的位置信息处理后，可识别车辆运动状态是否改变。判断车辆运动的条件如下：

(1)静止状态到运行状态，当5分钟内移动超过20米时，判断其运动状态发生改变。

(2)运行状态到静止状态，当10分钟内移动小于20米时，判断其运动状态发生改变。

其中规定的时间和距离可根据实际情况进行设置。

Claims (7)

1.一种车辆智能监测装置，其特征在于：所述装置由一氧化碳传感器、人体温度红外传感器、环境温度传感器、主控模块、北斗模块、GSM模块和移动智能智能终端组成；

所述GSM模块通过串口与主控模块相连，在GSM模块内插入手机卡，通过主控模块控制GSM模块发送短信与移动智能终端通信；所述一氧化碳传感器通过IO口与主控模块相连，用于检测车内一氧化碳浓度；所述人体温度红外传感器通过IO口与主控模块相连，用于检测车内是否存在人员；所述环境温度传感器通过IO口与主控模块相连，用于检测车内的温度；所述北斗模块通过串口与主控模块相连，用于检测车辆的地理位置信息并提供车辆位置信息的变化；

所述主控模块将一氧化碳传感器、人体温度红外传感器、环境温度传感器、北斗模块采集得到的信息进行处理，当主控模块通过人体温度红外传感器检测到车内有人，并且一氧化碳传感器检测到车内一氧化碳浓度过高，或者环境温度传感器检测到车内温度过高，主控模块通过GSM模块将车辆内部的信息反馈给车主，实现远程监控车辆内部环境的功能；此外，主控模块还可以通过集成的北斗模块监测车辆的位置和状态信息，实现车辆定位和防盗的功能。

2.根据权利要求1所述车辆智能监测装置，其特征在于：所述一氧化碳传感器为通用的MQ-9可燃气体检测模块。

3.根据权利要求1所述车辆智能监测装置，其特征在于：所述人体温度红外传感器为HC-SR501型红外传感器。

4.根据权利要求1所述车辆智能监测装置，其特征在于：所述环境温度传感器为DHT11型数字温湿度传感器。

5.根据权利要求1所述车辆智能监测装置，其特征在于：所述主控模块采用STM32ZET6单片机。

6.根据权利要求1所述车辆智能监测装置，其特征在于：所述GSM模块采用的是SIM900A模块。

7.根据权利要求1所述车辆智能监测装置，其特征在于：所述移动智能智能终端为装有Android或IOS系统的手机或平板电脑。