一种机动车车内气体实时监控及报警救生系统的制作方法

本发明涉及机动车安全防护系统技术领域，尤其涉及一种机动车车内气体实时监控及报警救生系统。

技术背景

随着汽车行业的快速发展,车内空气污染也成为威胁人们健康的一个重要问题,车内环境质量已经引起了广泛关注，一氧化碳等有毒气体严重影响了车内乘员的生命安全。曾经新闻报道过数例因在车内开空调睡觉导致车内人员因缺氧而窒息死亡，也有把儿童和宠物遗漏在车内导致出现伤亡的事故的相关报道。当然在夏季经过阳光的曝晒汽车内的一些物品受热分解产生诸如甲醛等有毒气体严重危害了车内乘员的健康。为保证车内人员的健康及生命安全,对车内气体成分环境进行有效监测与预警已经成为一个亟待解决的问题。

专利号为201510120532.3的发明公开了一种汽车有害气体检测报警器，用于车内有害气体超标时的自动报警。控制器分别与一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、指示灯、激光器的激光灯、汽车报警器触发器、蜂鸣器、手机模块、电源、电池连接，汽车报警器触发器与汽车防盗报警系统连接，手机模块内插有手机卡，通过通讯接口与控制器连接；一氧化碳传感器、二氧化碳传感器采集车内气体含量，与报警器内部设定的危险值比较，超过报警值后，控制器使蜂鸣器产生报警声，同时汽车报警器触发器触发汽车上的防盗报警系统，并通过手机模块给车主发送报警短信，激光投影仪在车玻璃上投出求救图案。该发明可方便路人发现问题车辆，保障车内人员生命安全。结构简单，智能化程度高。

专利号为201610301599.1的发明涉及一种汽车安全检测方法，包括：获取汽车发动机排气管出口处的排气压力值；当所述排气压力值达到预定值时，对汽车尾气净化器出口的尾气进行检测；根据检测的结果判断汽车尾气中的有害气体排放量是否超过第一阈值；若是，则获取汽车当前行驶速度与汽车车厢内温度，并在所述汽车当前行驶速度小于第二阈值以及所述汽车车厢内温度大于第三阈值时，通过汽车电控系统发出指令，控制所有汽车侧窗关闭，并自动打开汽车空调和汽车天窗。该发明能够减少堵车时汽车尾气对车厢内乘客的危害，保障乘客的身体安全。

然而，通过调查研究发现，目前市面上的汽车上都还没有相应的车内氧气、有毒气体、空气湿度的检测装置，不能及时有效的更新车内的空气导致发生窒息伤亡事故，所以急需一种汽车安全防护系统，能有效排除有毒气体更新车内空气，保障车内成员的生命安全。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种车内氧气及有毒气体实时监控检测控制报警与救生系统，通过借助相关气体传感器，使用高可靠性的微处理器处理相关数据，分析车内的气体成分，并控制车内的相关执行机构，及时的排除有毒气体更新车内空气，有效保障了车内成员的生命安全。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种机动车车内气体实时监控及报警救生系统，包括微控制器系统、监控系统和报警系统，所述监控系统与所述报警系统分别通过网络系统与所述微控制器系统连接；所述网络系统包括手机蜂窝网络系统；所述监控系统包括气体检测系统和生物检测系统；所述报警系统包括语音提示系统、电容式lcd液晶显示模块、按键输入系统；所述微控制器系统连接执行机构。

进一步地，所述手机蜂窝网络系统包括信息处理微控制器以及分别与所述信息处理微控制器连接的gsm模块、lte网络模块。

进一步地，所述语音报警系统包括语音报警芯片以及分别与所述语音报警芯片连接的蜂鸣器、语音报警电路。

进一步地，所述生物检测系统包括顺次连接的红外热释电传感器、信号滤波电路、信号放大电路。

进一步地，所述电容式lcd液晶显示模块包括lcd显示器以及分别与所述lcd显示器连接的lcd显示控制电路、晶体管，所述按键输入系统包括按键输入电路。

进一步地，所述微控制器系统包括32位微控制器，所述微控制器连接外围电路。

进一步地，所述执行机构受微控制器系统控制，包括汽车换气系统及驱动控制电路。

进一步地，实现本发明机动车车内气体实时监控及报警救生系统功能的方法为：

1）当汽车驻车时，红外热释电传感器检测车内是否有生物滞留在车内，传感器将检测到的目标信号送至滤波放大电路，转换成稳定的电信号，然后送至a/d转换电路，经过a/d转换电路转换后，把转换后得到的数字信号通过i/o串行端口传送至微控制器，微控制器对接收的目标信号进行分析、计算、对比等处理，微控制器产生相应的控制指令；

2）当红外热释电传感器检测到有生物滞留在车内，微控制器产生相关指令，使各类型的气体传感器处于正常工作状态；

3）气体传感器将检测到的目标信号送至滤波放大电路，转换成稳定的电信号，然后送至a/d转换电路，经过a/d转换电路转换后，把转换后得到的数字信号通过i/o串行端口传送至微控制器，微控制器对接收的目标信号进行分析、计算、对比等处理，处理结果将发送至lcd液晶屏幕上显示；

4）如果车内有毒气体浓度超出预定的阈值或者氧气浓度低于预定的阈值，微控制器产生并发送相关指令；

5）微控制器发送指令打开汽车的换气扇，及时排除车内的有毒气体，此时语音提示系统发出声音，提醒车内的乘员，系统通过gprs等蜂窝网络系统发送消息告知车主相关车内相关信息，可以使车主及时去车内查看情况有效地避免伤亡事故的发生；

6）如果微控制器检测到车内气体环境恢复到正常水平，微控制器发出指令使换气扇停止工作进入待机状态，如果此时有毒气体浓度依旧过高或者氧气浓度依旧过低，微控制器会发送指令让换气扇持续工作至车内气体环境恢复到正常水平为止。

本发明的有益效果在于：

本发明设计了车内氧气浓度、有害气体成分及浓度检测系统,对车内一氧化碳、氧气、二氧化碳等气体以及温度、湿度进行实时监测和预警，必要时自启动应急措施，保证将危害降低到较低程度。避免驾乘者受到有毒气体及缺氧导致的伤害，以及把儿童和动物遗漏在封闭车内导致伤亡的事故。此发明可有效避免人身事故和财产损失。本发明除了可以应用在汽车内也可以安装在人们的居住房内，在中国有大量的居民使用天然气烧水取暖以及做饭，北方地区也有居民在冬季使用煤炭进行取暖一氧化碳中毒事故屡见不鲜，本发明可以有效避免此类事故的发生，所以，本系统的设计方案基于全局战略考虑，汽车的保有量众多，与每个人的生活都息息相关，因此具有很广泛的应用范围和很高的实用价值。

附图说明

图1是目标检测系统基本结构简图。

图2.是系统工作流程简图。

图3是信息发送系统结构简图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

随着汽车行业的快速发展,车内空气污染也成为威胁人们健康的一个重要问题,车内环境质量已经引起了广泛关注，为保证车内人员的健康及生命安全,对车内气体成分环境进行有效监测与预警已经成为一个亟待解决的问题。

如图1至图3所示，本发明提供的机动车车内气体实时监控及报警救生系统，包括微控制器系统、监控系统和报警系统，所述监控系统与所述报警系统分别通过网络系统与所述微控制器系统连接；所述网络系统包括手机蜂窝网络系统；所述监控系统包括气体检测系统和生物检测系统；所述报警系统包括语音提示系统、电容式lcd液晶显示模块、按键输入系统；所述微控制器系统连接执行机构。

手机蜂窝网络系统包括信号收发天线、无线传输模块、信息处理芯片、总线通信模块。总线通信模块从总线上获取微控制器发出的信号，并将信号处理过后发送给信息处理模块，信息处理模块将信息转码之后发送给无线传输模块，继而无线通信模块通过收发天线将信息传送给基站。同时该系统也可以接收外界发来的相关指令信息。

气体检测系统包括一系列的气体传感器、信号放大及ad转换电路、温度、湿度传感器、晶体管。气体传感器可以实时的检测车内一氧化碳、氧气、二氧化碳的浓度。信号放大及ad转换电路可以将气体传感器检测到的微弱的模拟信号经放大电路放大和ad转换电路处理后转换成可以供微控制器读取的数字信号并通过总线发送给微控制器。温度、湿度传感器可以检测车内的实时温度与适度，并将相关信息发送给微控制器。晶体管可以控制传感器的供电系统的通断，晶体管受微控制器系统控制。气体传感器要具备功耗极低、检测范围广、灵敏度高、反应快、寿命长，应用电路简单、体积小的特点。a/d转换电路具有低功耗、高速、串行输出等特点。

生物检测系统包括红外热释电传感器、晶体管。红外热释电传感器可以检测汽车在驻车是车内是否有生物遗留在车内，在车内布置多个红外热释电传感器以提高该系统的稳定性与可靠性。晶体管受微控制器控制，且晶体管可以控制红外热释电传感器供电电路的通断。

语音提示系统包括语音提示芯片、蜂鸣器、语音提示电路。所述语音提示芯片中的语音提示内容可以借助电脑预先编制，所述语音提示系统接收微控制器产生的控制信号，并根据控制信号来控制语音提示电路的导通与断开，进而控制语音提示系统所处的工作状态。

电容式lcd液晶显示模块及按键输入系统包括液晶触摸屏幕及其控制电路、按键及其电路、晶体管。液晶屏幕可以显示所检测的各种气体的浓度、车内的温湿度、相关设置。用户可以通过触摸屏或者按键来设置系统的相关设置、输入预留手机号码。

微控制器系统包括微控制器及其相关的外围电路。微控制器需要接收并处理各类型传感器发送过来的各种模拟与数字信号，也可以储存用户设置的相关设置与预留的手机号码并且在断电状态下可以保护数据不丢失。微控制器需要将部分处理后的信息显示在液晶显示器上，以便驾驶者实时的读取相关信息。微控制器还要控制汽车的受微控制器系统控制的执行机构。微控制器可以控制各种传感器的供电电路以便使整个系统进入休眠状态降低系统的功耗。受微控制器系统控制的执行机构包括汽车换气扇、车窗升降电动机及其驱动电路。微控制器通过发送信号控制汽车换气扇的工作状态，当接收到微控制器发来的信号时换气扇打开及时的排出车内的有毒气体。

考虑到目前汽车内还没有相关产品，同时为解决生活中存在的相关问题，本发明通过热释红外传感器检测汽车在驻车时是否有生物遗留在车内，若检测到车内有生物，氧气及有毒气体传感器对车内气体成分进行检测，通过can总线将检测结果发送给微控制器进行分析处理，如果检测到氧气浓度正常，系统进入休眠状态使系统的功耗降到最低，如果检测到氧气浓度过低或有毒气体浓度过高，微控制会发出相关指令，通过can总线将指令发送给执行单元，执行单元会打开汽车换气系统（换气扇）及时排除车内的有害气体成分，更新车内的空气（如果车内气体成分恢复到正常水平系统会自动关闭汽车换气系统），并通过gsm、lte等蜂窝网络将车内的相关信息通过短信的形式发送给车主以便车主及时回到车内查看，从而避免发生伤亡事故，保障车内乘员的生命安全。本发明通过lcd液晶显示器将检测到的有毒气体显示到屏幕上，车主可以实时的了解到车内的气体情况。

在实际应用时，本发明除了可以应用在汽车内也可以安装在人们的居住房内，在中国有大量的居民使用天然气烧水取暖以及做饭，北方地区也有居民在冬季使用煤炭进行取暖一氧化碳中毒事故屡见不鲜，本发明可以有效避免此类事故的发生，所以，本系统的设计方案基于全局战略考虑，汽车的保有量众多，与每个人的生活都息息相关，因此具有很广泛的应用范围和很高的实用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的一般技术人员将认识到，使用本发明的方案还可以实现许多可选的实施例。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。