汽车驻车乘员安全保障系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型的技术方案是这样实现的：汽车驻车乘员安全保证系统，其特征在于：车门开关传感器布置在车门上；三个汽车座椅压力传感器分别布置在每个汽车座椅的坐垫内；汽车车内温度传感器布置在车门上；汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器布置在汽车车门上；汽车车内氧浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第六AD输入端口连接；微处理器的信号输出分别连接车门开关控制器、警示灯模块；其利用车载传感器在汽车驻车时获知车内空间各项指标情况，来做出相应的响应，以保障在汽车驻车时汽车内驾驶员和乘员的人身安全。
【专利说明】
汽车驻车乘员安全保障系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种汽车驻车乘员安全保证系统，属于汽车电子配件领域。
【背景技术】
[0002]改革开放以来，我国汽车工业迅速发展，全国的机动车数量和驾驶员人数与日倶增，随着汽车数量的迅速增长，也使驾驶员与车内乘员的安全越来越成为人们关注的问题，尤其在近年来出现了越来越多的驻车时发生的安全问题，比如在炎热的夏天粗心的家长将孩子遗忘在车内，阳光的曝晒使车内的温度迅速升高导致孩子严重脱水死亡；亦或是驾驶员驻车时在车内休息时将空调打开，导致车内一氧化碳的产生，并且由于车内空气流通不畅，导致一氧化碳中毒，严重时甚至会危及生命。针对上述情况并且不局限于上述情况，我们急需一种保障乘员在汽车驻车时的安全保障系统来保障我们在驻车时的人身安全。
[0003]目前现有的的汽车安全系统方面的技术产品主要有以下几种:
[0004]一.汽车行车主动安全系统:
[0005]汽车的主动安全系统包括:ABS(防抱死制动系统)，EBD(电子制动力分配系统)，TCS(牵引力控制系统)等，它们的特点是提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸的发生，但是只有在行车时才能发挥作用，在汽车熄火停车时不能保障乘员的人身安全。
[0006]二.汽车行车被动安全系统:
[0007]汽车的被动安全系统包括:安全带，安全气囊，侧门防撞钢梁等，他们的作用是在汽车行车发生事故时对车内乘员的保护或对被撞行人和车辆的保护。但是在汽车停车时能发挥的作用很小，并且不能对车辆乘员的安全问题进行主动响应。
[0008]三.一种基于汽车空调的安全响应系统(申请号201520375589.3):虽然考虑到汽车在停车时使用空调所可能造成的不良后果，但是汽车作为现代家庭的第二个生存空间，空调系统也仅仅是安全问题之一，不能够全面的考虑汽车驻车时乘员所遇到的安全问题；并且其遇到安全问题时的响应方式不能及时彻底的解决问题，响应模式复杂且单一，不能真正做到保障乘员在驻车时的安全。
[0009]这些专利绝大多数都只能保障驾驶员和乘员在汽车行车或者在行车时发生事故的情况下才能保护人身安全，在汽车驻车时的作用很小;对于目前在汽车驻车时的一些安全系统，其具有明显的局限性，不能全面的考虑到驻车时驾驶员和成员所面对的安全问题，并且不能区分不同的情况以做出不同的反应。
【发明内容】
[0010]本实用新型的目的提供一种汽车驻车乘员安全保证系统，其利用车载传感器在汽车驻车时获知车内空间各项指标情况，来做出相应的响应，以保障在汽车驻车时汽车内驾驶员和乘员的人身安全。
[0011]本实用新型的技术方案是这样实现的:汽车驻车乘员安全保证系统，其特征在于:车门开关传感器布置在车门上，车门开关传感器的信号输出端通过导线与微处理器的I/O输入端口连接;三个汽车座椅压力传感器分别布置在每个汽车座椅的坐垫内，汽车座椅压力传感器信号输出端通过导线连接到微处理器的第一到第三AD输入端口；汽车车内温度传感器布置在车门上，汽车车内温度传感器信号输出端通过导线与微处理器的第四AD输入端口连接;汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器布置在汽车车门上，汽车车内一氧化碳浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第五AD输入端口连接;汽车车内氧浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第六AD输入端口连接;微处理器的信号输出分别连接车门开关控制器、警示灯模块;警示灯模块包括二个LED警示灯和输出继电器，二个LED警示灯固定连接在汽车仪表盘内，其中LED警示灯通过导线与二个输出继电器相连接，输出继电器的控制端通过导线与微处理器的I/O输入端口相连;汽车车速传感器的输出为脉冲信号，通过导线与微处理器的计数器输入端口相连，汽车车速传感器安装在变速器壳内；最后，在汽车的仪表盘处安装有本系统的总控制开关，总控制开关与微处理器控制电路串联；
[0012]微处理器采用C8051F500单片机，微处理器的P1.0-P1.5用作模拟信号AD输入引脚，分别连接汽车车内三个座椅压力传感器，汽车车内温度传感器，汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器的信号输出引脚，Pl.6用作数字量输入引脚，接车门开关传感器的信号输出引脚，将Pl.7用作计数器输入引脚，接车速传感器的信号输入脚，P2.0，P2.1接警示灯驱动电路的控制端，P2.2接汽车车门开关控制器的控制端。
[0013]本实用新型的积极效果是其能实现在绝大多数正常汽车驻车的情况下，保障汽车驾驶员和乘员的人身安全;所采用的汽车坐垫压力传感器，温度传感器，氧浓度传感器和一氧化碳浓度传感器可以很好地模拟出汽车驻车时所可能出现的危急情况，充分保障驾驶员与成员的人身安全;可在现在车辆上加装，成本低，结构简单，开关方便，响应快;能监测车内空气、温度，避免出现车内一氧化碳过量或温度过高而危害车内人员生命安全的情况，相比于其他安全系统更加人性化，效果更明显，更精确。警示灯能及时提醒驾驶员和乘员当前车内的情况。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构框图。
[0015]图2为本实用新型的电路图。
[0016]图3为本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:如图1、2所示，汽车驻车乘员安全保证系统，其特征在于:车门开关传感器布置在车门上，车门开关传感器的信号输出端通过导线与微处理器的I/O输入端口连接;三个汽车座椅压力传感器分别布置在每个汽车座椅的坐垫内，汽车座椅压力传感器信号输出端通过导线连接到微处理器的第一到第三AD输入端口；汽车车内温度传感器布置在车门上，汽车车内温度传感器信号输出端通过导线与微处理器的第四AD输入端口连接;汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器布置在汽车车门上，汽车车内一氧化碳浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第五AD输入端口连接;汽车车内氧浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第六AD输入端口连接；微处理器的信号输出分别连接车门开关控制器、警示灯模块;警示灯模块包括二个LED警示灯和输出继电器，二个LED警示灯固定连接在汽车仪表盘内，其中LED警示灯通过导线与二个输出继电器相连接，输出继电器的控制端通过导线与微处理器的I/O输入端口相连;汽车车速传感器的输出为脉冲信号，通过导线与微处理器的计数器输入端口相连，汽车车速传感器安装在变速器壳内；最后，在汽车的仪表盘处安装有本系统的总控制开关，总控制开关与微处理器控制电路串联。
[0018]微处理器采用C8051F500单片机，微处理器的P1.0-P1.5用作模拟信号AD输入引脚，分别连接汽车车内三个座椅压力传感器，汽车车内温度传感器，汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器的信号输出引脚，Pl.6用作数字量输入引脚，接车门开关传感器的信号输出引脚，将Pl.7用作计数器输入引脚，接车速传感器的信号输入脚，P2.0，P2.1接警示灯驱动电路的控制端，P2.2接汽车车门开关控制器的控制端。
[0019]如图2所示，C8051F500单片机在本安全系统中作为总控制器；5V直流电压由稳压芯片LM2940S-5.0产生；电容Cl，C2为钽电容，大小为4.7yF，耐压为16V，C3，C4为陶瓷电容，大小为0.lyF，耐压为16V; C8051F500单片机的P1.0-P1.5用作模拟信号AD输入引脚，其中Pl.0，Ρ1.I，Ρ1.2连接汽车车内三个座椅压力传感器，压力传感器用“pressure”表示;Pl.3连接汽车车内温度传感器，温度传感器用“temperature”表示;Pl.4连接汽车车内一氧化碳浓度传感器，一氧化碳传感器用“CO”表示;Pl.5连接汽车车内氧浓度传感器的信号输出引脚，氧传感器用“Oxygen”表示;Pl.6用作数字量输入引脚，接车门开关传感器的信号输出引脚，车门开关传感器用“Open/close”表示;将Pl.7用作计数器输入引脚，接车速传感器的信号输入脚，车速传感器用“Speed”表示;P2.0，P2.1接警示灯驱动电路的控制端，警示灯驱动电路分别由“Lightl”，“Light2”表示，P2.2接汽车车门开关控制器的控制端，车门开关控制器由“control”表示。
[0020]电源模块:将5v直流电作为本汽车驻车安全系统中各芯片和控制电路能用的电源。
[0021 ]警示灯模块:在本实用新型中含有两个LED警示灯，分别为蓝色LED警示灯和红色LED警示灯，二个LED警示灯固定连接在汽车仪表盘内，其中LED警示灯通过导线与二个输出继电器相连接，输出继电器的控制端通过导线与微处理器的1/0输入端口相连。
[0022]1.系统使能检测单元
[0023]所述的系统使能检测单元是由车门开关传感器传感器，车速传感器与汽车座椅压力传感器组成。车门开关传感器安装在车门缝处，通过导线连接到微处理器的1/0输入端口；汽车座椅压力传感器(一般为三个)安装在每个坐垫下面，分别通过导线连接到微处理器8的第一到第三AD输入端口 ；汽车车速传感器安装在变速器壳内，通过导线与微处理器的计数器输入端口相连。车门开关传感器读取车门的开关信息，确认4个车门是否完全关好，并且座椅压力传感器可以感知座椅的上的压力变化，确认在此时刻是否有驾驶员或者乘员依然在车内，系统使能检测单元根据所述的车门开关传感器传感器，车速传感器与汽车座椅压力传感器所提供的信号，通过控制芯片内置的程序来判断汽车驻车安全保障系统是否应该使能，如果控制芯片根据车门开关传感器传感器，车速传感器与汽车座椅压力传感器所提供的信号判断出此时驾驶员和乘员正在车门紧闭的已经停车的汽车上时，则本实用新型所述的汽车驻车安全保障系统使能。
[0024]2.汽车车内环境检测单元
[0025]所述的汽车车内环境检测单元包括汽车车内温度传感器，汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器。汽车车内温度传感器安装于车门上，通过导线连接到微处理器的第四AD输入端口；汽车车内一氧化碳浓度传感器安装于车门上，通过导线连接到微处理器的第五AD输入端口；汽车车内氧浓度传感器安装于车门上，通过导线连接到微处理器的第六AD输入端口。控制芯片根据上述的三个车内环境检测传感器所传达的其对应的观测量判断此时的车内环境是否安全。
[0026]3.系统指令执行单元
[0027]所述的系统指令执行单元包括警示灯模块和汽车车门开关控制单元。
[0028]警示灯模块包括两个LED警示灯，将其布置于汽车仪表盘内，其中LED警示灯通过导线与输出继电器相连接，输出继电器的控制端通过导线与微处理器的I/O输入端口相连。汽车车门开关可由微处理器直接控制。
[0029]所述的LED警示灯作用是根据控制单元发出的不同状态的不同指令相应的点亮或者熄灭，警示灯亮蓝色代表警告，警示灯亮红色代表车内空间存在危险状态。针对于一氧化碳的浓度，当汽车车内的一氧化碳的浓度小于30ppm时，则可以判断为正常状态，警示灯无响应；当汽车车内的一氧化碳浓度大于30ppm且小于50ppm时，则可以判断为轻微的一氧化碳超标，警示灯亮蓝灯；当汽车车内的一氧化碳浓度大于50ppm时，判断为危险状态，警示灯亮红灯。针对氧气的含量，当汽车车内的氧气含量在19%以上时，则可以判断为正常状态，警示灯无响应;当汽车车内氧气含量在19%以下，但是不低于17%时，可以判断为是氧气含量较低，警示灯亮蓝灯；当氧气含量低于17%时，此时的氧气含量可能会导致驾驶员与乘员的呼吸加速，头晕反胃等情况发生，甚至昏厥死亡，车门应当自动打开，强制通风，警示灯亮红灯。对于汽车车内温度，当汽车车内温度小于35摄氏度时，则可以判断为正常状态，警示灯无响应；当汽车车内温度大于35摄氏度，小于37度时，可以判断为是温度相对与正常温度较高，不会危及驾驶员和乘员的人身安全，警示灯亮蓝灯；当汽车车内温度大于37度时，此时的车内温度可能导致驾驶员与乘员发生脱水昏厥甚至是死亡，车门应当自动打开，强行进行通风，警示灯亮红灯。
[0030]所述的汽车车门开关控制单元根据控制单元发出的不同状态的不同指令相应的开启车门或者不作相应，当控制单元判定汽车车内空间处于危险状态时，则汽车车门开关控制单元强制打开车门。
[0031]本实用新型的汽车驻车安全保障系统可针对汽车车内不同的状态来相应地作出不同的响应，相比于其他安全系统更加人性化，效果更明显，更精确。
[0032]4.控制单元
[0033]所述控制单元为微处理器最小系统，使用C8051F500单片机。
[0034]说述的控制单元的作用是控制芯片根据三个车内环境检测传感器，即温度传感器，一氧化碳浓度传感器和氧气浓度传感器，所传达的其对应的观测量判断此时的车内环境是否安全。将这三个传感器的三个观测量分别分为三个状态，安全状态，较不适宜状态和危险状态，控制单元可以快速的将上述三个传感器的信号快速分类为上述三个状态之一。只要当三个观测量经分类存在至少一个危险状态，那么控制单元向系统指令执行单元发出指令，点亮红色警示灯，并且强制打开车门；只要当三个观测量经分类存在至少一个较不适宜状态，并且没有存在危险状态，那么控制单元向系统指令执行单元发出指令，点亮蓝色警示灯;如果当三个观测量经分类都为安全状态，那么控制单元向系统指令执行单元发出指令，熄灭警示灯。
[0035]根据本实用新型的汽车驻车安全保障系统的动作执行流程框图，如图3所示。
[0036]本实用新型所述的汽车驻车安全保障系统具有一个可以随时开启或关闭的总控制开关，在驾驶员可以保证充分自身安全的情况下，可以主动关闭系统。如果总控制开关处于闭合状态下，那么系统处于开启状态需要同时满足三个条件，第一个条件是车速传感器所获知的信号是当前车速为零，因为本系统旨在汽车驻车时保护乘员安全，在汽车行车过程中没有必要开启；其次，汽车座椅压力传感器所传递的信号经微处理器处理需判定出当前车内座椅存在压力变化;最后，车门开关传感器所获知的信号是当前车门均为紧闭状态，那么此时系统开启。
[0037]当系统开启后，微处理器根据一氧化碳传感器，氧传感器和温度传感器的信号，判断当前车内是否存在异常状态，并根据微处理器所判定的状态，使系统指令执行单元作出相应的响应。
【主权项】
1.汽车驻车乘员安全保证系统，其特征在于:车门开关传感器布置在车门上，车门开关传感器的信号输出端通过导线与微处理器的I/o输入端口连接;三个汽车座椅压力传感器分别布置在每个汽车座椅的坐垫内，汽车座椅压力传感器信号输出端通过导线连接到微处理器的第一到第三AD输入端口 ；汽车车内温度传感器布置在车门上，汽车车内温度传感器信号输出端通过导线与微处理器的第四AD输入端口连接;汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器布置在汽车车门上，汽车车内一氧化碳浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第五AD输入端口连接;汽车车内氧浓度传感器信号输出端通过导线微处理器的第六AD输入端口连接;微处理器的信号输出分别连接车门开关控制器、警示灯模块；警示灯模块包括二个LED警示灯和输出继电器，二个LED警示灯固定连接在汽车仪表盘内，其中LED警示灯通过导线与二个输出继电器相连接，输出继电器的控制端通过导线与微处理器的I/O输入端口相连;汽车车速传感器的输出为脉冲信号，通过导线与微处理器的计数器输入端口相连，汽车车速传感器安装在变速器壳内；最后，在汽车的仪表盘处安装有本系统的总控制开关，总控制开关与微处理器控制电路串联； 微处理器采用C8051F500单片机，微处理器的P1.0-P1.5用作模拟信号AD输入引脚，分别连接汽车车内三个座椅压力传感器，汽车车内温度传感器，汽车车内一氧化碳浓度传感器和汽车车内氧浓度传感器的信号输出引脚，Pl.6用作数字量输入引脚，接车门开关传感器的信号输出引脚，将Pl.7用作计数器输入引脚，接车速传感器的信号输入脚，P2.0，P2.1接警示灯驱动电路的控制端，P2.2接汽车车门开关控制器的控制端。
【文档编号】B60Q9/00GK205417363SQ201620199219
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】巴懋霖, 王鹏宇, 贺晓, 由智恒, 路广明
【申请人】吉林大学