CN212289740U

CN212289740U - 一种防儿童被困车内的紧急救援装置

Info

Publication number: CN212289740U
Application number: CN202020969568.5U
Authority: CN
Inventors: 王博; 吴姝芹; 苏文新; 李佳; 崔庆华; 陈焕新
Original assignee: Guilin University of Electronic Technology
Current assignee: Guilin University of Electronic Technology
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-01

Abstract

本实用新型公开一种防儿童被困车内的紧急救援装置，包括微处理器、数据采集模块、定位模块、车窗驱动模块、GPRS通信模块和声光报警模块。数据采集模块的输出端与微处理器的采集数据输入端连接；定位模块的输出端与微处理器的定位数据输入端连接。微处理器的车窗控制输出端连接车窗驱动模块的输入端，车窗驱动模块的输出端与车窗的电机控制端连接。微处理器的求救信号输出端经由GPRS通信模块与远端的服务器相连，服务器连与手机终端相连。微处理器的报警输出端与声光报警模块的输入端连接。本实用新型为解决国内屡发的儿童被困车内造成意外伤亡的事件提供一个切实可行的方案。

Description

一种防儿童被困车内的紧急救援装置

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种防儿童被困车内的紧急救援装置。

背景技术

近些年随着中国经济的飞速发展，中国人民的生活水平日渐提高，汽车成为了人们的日常出行的首选工具，国内汽车总数已经超过2.29亿辆。汽车给人们的出行带来了极大的便利，但它同时也存在着许多的安全隐患。近几年来，儿童被困车内的事件屡屡发生。据统计，在2018年的一年时间内，媒体公开报道的儿童被遗留车内事件已超过20起，造成12人死亡的，国内外尚且没有一个切实可行的监测救援装置，部分高校、公司虽提出一些研究方案，但均未形成一套系统性的、高度成型的车内监测救援装置。由此，研发一套能够实现智能检测、实时监控、精准定位、安全可靠的防儿童被困车内的紧急救援装置具有重大的现实意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有汽车缺乏车内监测救援装置而存在着许多的安全隐患的问题，提供一种防儿童被困车内的紧急救援装置。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种防儿童被困车内的紧急救援装置，包括微处理器、数据采集模块、定位模块、车窗驱动模块、GPRS通信模块和声光报警模块；数据采集模块包括热释电红外传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器；热释电红外传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器的输出端与微处理器不同的采集数据输入端连接；定位模块的输出端与微处理器的定位数据输入端连接；微处理器的车窗控制输出端连接车窗驱动模块的输入端，车窗驱动模块的输出端与车窗的电机控制端连接；微处理器的求救信号输出端经由GPRS通信模块与远端的服务器相连，服务器连与手机终端相连；微处理器的报警输出端与声光报警模块的输入端连接。

上述方案中，车窗驱动模块由2个三极管Q1和Q2，4个与非门UIA-UID，4个晶体管G1-G4，4个二极管D1-D4，以及8个电阻R1-R8组成；与非门UIA的一输入端连接电阻R1的一端和三极管Q1的集电极；三极管Q1的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端同时连接与非门UIB的一输入端和微处理器的控制输出端IOOUT2；与非门UIC的一输入端连接电阻R5的一端和三极管Q2的集电极；三极管Q1的基极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时连接与非门UID的一输入端和微处理器的控制输出端IOOUT1；电阻R1和R5的另一端与电源VCC连接；三极管Q1和Q2的发射极接地；4个与非门UIA-UID的另一输入端同时与微处理器的控制输出端PWMOUT连接；与非门UIA的输出端经由电阻R3与晶体管G1的栅极；与非门UIB的输出端经由电阻R4与晶体管G2的栅极；与非门UIC的输出端经由电阻R7与晶体管G3的栅极；与非门UID的输出端经由电阻R8与晶体管G4的栅极；晶体管G1的漏极和晶体管G2的漏极相连后，与车窗的一组电机控制端MOTO1连接；晶体管G3的漏极和晶体管G4的漏极相连后，与车窗的另一组电机控制端MOTO2连接；晶体管G1和G3的源极接电源VCC；晶体管G2和G4的源极接地；二极管D1的阳极连接晶体管G1的漏极，二极管D1的阴极连接晶体管G1的源极；二极管D2的阳极连接晶体管G2的源极，二极管D2的阴极连接晶体管G2的漏极；二极管D3的阳极连接晶体管G3的漏极，二极管D3的阴极连接晶体管G3的源极；二极管D4的阳极连接晶体管G4的源极，二极管D4的阴极连接晶体管G4的漏极。

上述方案中，电源VCC经由串联的保险丝F1、水泥电阻R0和磁环电感L0后与+12V电源相连。

上述方案中，热释电红外传感器的数量为4个，这4个热释电红外传感器分别安装在车内的四个对角方向上。

上述方案中，定位模块为GPS定位模块和/或BD定位模块。

上述方案中，紧急救援装置还进一步包括显示屏，微处理器的显示输出端与显示屏的输入端连接。

与现有技术相比，本实用新型利用数据采集模块实时采集车内环境数据，并基于车内环境判定出车内是否存在被困人员，且该被困人员是否处于危险环境中，当车内存在被困人员且被困人员处于危险环境中时，一边发出报警让车辆周围人员参与救援；一边迅速控制车窗下降，及时通风换气保证车内氧气充足；一边发送求救短信(包括车辆信息及地理位置)给车主及警方，以引导救援。本实用新型为解决国内屡发的儿童被困车内造成意外伤亡的事件提供一个切实可行的方案。

附图说明

图1为一种防儿童被困车内的紧急救援装置的原理框图。

图2为车窗驱动模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

一种防儿童被困车内的紧急救援装置，如图1所示，包括微处理器、数据采集模块、定位模块、车窗驱动模块、GPRS通信模块、声光报警模块和显示屏。数据采集模块包括热释电红外传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器。热释电红外传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器的输出端与微处理器不同的采集数据输入端连接。定位模块的输出端与微处理器的定位数据输入端连接。微处理器的车窗控制输出端连接车窗驱动模块的输入端，车窗驱动模块的输出端与车窗的电机控制端连接。微处理器的求救信号输出端经由GPRS通信模块与远端的服务器相连，服务器连与手机终端相连。微处理器的报警输出端与声光报警模块的输入端连接。微处理器的显示输出端与显示屏的输入端连接。

上述数据采集模块的主要功能就是通过传感器获取当前车内环境参数并传输到微处理器中进行处理判断。在实用新型中，数据采集模块集成了人体红外、温湿度、一氧化碳、二氧化碳和甲醛传感器，通过多种传感器对车内环境进行实时监测，并将车内环境数据发送至微控制器，以协助完成防儿童被困紧急救援功能。

热释电红外传感器采用加装菲涅尔透镜的热释电人体红外传感器HC-SR501，感应模块采用双元探头，加圆形透镜，人体检测可重复触发，自带RT温度补偿电阻。本实用新型加装四个HC-SR501模块，分别布点在车里四个对角位置，同时对人体红外进行重复性检测，提高检测准确性。温湿度传感器采用SHT20传感器。一氧化碳采用MQ-7传感器。二氧化碳传感器采用MH-Z19B传感器，其利用非色0散红外(NDIR)原理对车内的CO2进行检测。通过多次在不同环境实验采集到的数据进行分析得出如下结论：当一人被困在密封的车内时，车内CO2浓度每分钟持续上升78(±0.2)PPM时可以初步判定出有人被“困”在车内。甲醛传感器采用ZE08-CH₂O传感器。

上述定位模块的主要功能是获取当前汽车所处的位置。在本实用新型中，定位模块采用GPS+BD双模定位模块。通过定位模块实时定位车辆位置，并定位数据发送至微控制器，以协助完成防儿童被困紧急救援功能。

上述微处理器的主要功能是对数据采集模块所送来的车内环境数据进行处理，当判断车内有人员(由热释电红外传感器所采集)被困，且车内环境数据超过危险值即温湿度、一氧化碳、二氧化碳或甲醛浓度(由温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器所采集)超标时，则启动报警。此时，微处理器一边发出信号至车窗驱动模块去开启车窗；一边通过声光报警模块发出声光报警信号；一边通过GPRS通信模块将报警信号和定位模块所送来的定位数据一并发送至远端的服务器，并经由服务器向车主或者警方的手机终端发出报警和定位信号。在本实用新型中，采用STM32F103ZET6微处理器作为主控制器。

上述车窗驱动模块的主要功能是在微处理器判断车内环境数据发生危险时，发出驱动信号去开启车窗，以及时通风换气保证车内氧气充足。在本实用新型中，车窗驱动模块对2组车窗的电机进行驱动，该车窗驱动模块如图2所示，由2个三极管Q1和Q2，4个与非门UIA-UID，4个晶体管G1-G4，4个二极管D1-D4，以及8个电阻R1-R8组成。与非门UIA的一输入端连接电阻R1的一端和三极管Q1的集电极。三极管Q1的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端同时连接与非门UIB的一输入端和微处理器的控制输出端IOOUT2。与非门UIC的一输入端连接电阻R5的一端和三极管Q2的集电极。三极管Q1的基极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时连接与非门UID的一输入端和微处理器的控制输出端IOOUT1。电阻R1和R5的另一端与电源VCC连接。三极管Q1和Q2的发射极接地。4个与非门UIA-UID的另一输入端同时与微处理器的控制输出端PWMOUT连接。与非门UIA的输出端经由电阻R3与晶体管G1的栅极。与非门UIB的输出端经由电阻R4与晶体管G2的栅极。与非门UIC的输出端经由电阻R7与晶体管G3的栅极。与非门UID的输出端经由电阻R8与晶体管G4的栅极。晶体管G1的漏极和晶体管G2的漏极相连后，与车窗的一组电机控制端MOTO1连接。晶体管G3的漏极和晶体管G4的漏极相连后，与车窗的另一组电机控制端MOTO2连接。晶体管G1和G3的源极接电源VCC。晶体管G2和G4的源极接地。二极管D1的阳极连接晶体管G1的漏极，二极管D1的阴极连接晶体管G1的源极。二极管D2的阳极连接晶体管G2的源极，二极管D2的阴极连接晶体管G2的漏极。二极管D3的阳极连接晶体管G3的漏极，二极管D3的阴极连接晶体管G3的源极。二极管D4的阳极连接晶体管G4的源极，二极管D4的阴极连接晶体管G4的漏极。为了能够对电源输入端进行“硬限流”，电源VCC端还经由串联的保险丝F1、水泥电阻R0和磁环电感L0后与+12V电源相连。同时，在微控制器中采用控制80KHZ的PWM占空比从0逐渐上升的方式对车窗电机实现“软启动”，实现对普通车窗升降的控制，进而实现对车窗升降的控制。

上述GPRS通信模块的作用是与远端的服务器实现连接，并由服务器向车主手机终端或警察的手机终端发出报警和定位信息，以引导车主或警方去进行救援。此外，车主手机终端还可以收到GPRS通信模块实时发来的车内环境数据和车窗升降状态，以实时监测和调控车内空气质量、了解汽车车窗开关状态。在本实用新型中，GPRS通信模块在数据传输中应用TCP/IP协议，利用STM32通过USART2发送“AT+CLPORT＝"TCP","8086"”指令控制服务器8086端口建立TCP连接，连接过程中TCP提供一种面向连接的可靠的字节流服务，TCP将用户数据打包构成报文段，通过“AT+CIPSEND”指令发送到服务器8086端口。TCP连接成功后具有心跳检测功能，确保长连接、超时重传功能。因此，TCP在传输中提供了可靠的通讯保障，GSM网络覆盖面极广，手机有信号的地方，用户都能通过手机APP实现对车内环境监测和调控，同时对于这种小数据传输，成本极低。

上述声光报警模块的主要功能是在微处理器判断车内环境数据发生危险时，通过声光形式发出报警去提醒车辆周围的行人注意。

上述显示屏的主要功能是显示紧急救援装置的当前工作状态，包括显示当前车内的各项环境数据和定位数据，车窗的升降状态等。

需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。

Claims

1.一种防儿童被困车内的紧急救援装置，其特征在于：包括微处理器、数据采集模块、定位模块、车窗驱动模块、GPRS通信模块和声光报警模块；

数据采集模块包括热释电红外传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器；热释电红外传感器、温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和甲醛传感器的输出端与微处理器不同的采集数据输入端连接；定位模块的输出端与微处理器的定位数据输入端连接；

微处理器的车窗控制输出端连接车窗驱动模块的输入端，车窗驱动模块的输出端与车窗的电机控制端连接；微处理器的求救信号输出端经由GPRS通信模块与远端的服务器相连，服务器连与手机终端相连；微处理器的报警输出端与声光报警模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种防儿童被困车内的紧急救援装置，其特征在于：车窗驱动模块由2个三极管Q1和Q2，4个与非门UIA-UID，4个晶体管G1-G4，4个二极管D1-D4，以及8个电阻R1-R8组成；

与非门UIA的一输入端连接电阻R1的一端和三极管Q1的集电极；三极管Q1的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端同时连接与非门UIB的一输入端和微处理器的控制输出端IOOUT2；与非门UIC的一输入端连接电阻R5的一端和三极管Q2的集电极；三极管Q1的基极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端同时连接与非门UID的一输入端和微处理器的控制输出端IOOUT1；电阻R1和R5的另一端与电源VCC连接；三极管Q1和Q2的发射极接地；

4个与非门UIA-UID的另一输入端同时与微处理器的控制输出端PWMOUT连接；

与非门UIA的输出端经由电阻R3与晶体管G1的栅极；与非门UIB的输出端经由电阻R4与晶体管G2的栅极；与非门UIC的输出端经由电阻R7与晶体管G3的栅极；与非门UID的输出端经由电阻R8与晶体管G4的栅极；

晶体管G1的漏极和晶体管G2的漏极相连后，与车窗的一组电机控制端MOTO1连接；晶体管G3的漏极和晶体管G4的漏极相连后，与车窗的另一组电机控制端MOTO2连接；晶体管G1和G3的源极接电源VCC；晶体管G2和G4的源极接地；

二极管D1的阳极连接晶体管G1的漏极，二极管D1的阴极连接晶体管G1的源极；二极管D2的阳极连接晶体管G2的源极，二极管D2的阴极连接晶体管G2的漏极；二极管D3的阳极连接晶体管G3的漏极，二极管D3的阴极连接晶体管G3的源极；二极管D4的阳极连接晶体管G4的源极，二极管D4的阴极连接晶体管G4的漏极。

3.根据权利要求2所述的一种防儿童被困车内的紧急救援装置，其特征在于：电源VCC经由串联的保险丝F1、水泥电阻R0和磁环电感L0后与+12V电源相连。

4.根据权利要求1所述的一种防儿童被困车内的紧急救援装置，其特征在于：热释电红外传感器的数量为4个，这4个热释电红外传感器分别安装在车内的四个对角方向上。

5.根据权利要求1所述的一种防儿童被困车内的紧急救援装置，其特征在于：定位模块为GPS定位模块和/或BD定位模块。

6.根据权利要求1所述的一种防儿童被困车内的紧急救援装置，其特征在于：还进一步包括显示屏，微处理器的显示输出端与显示屏的输入端连接。