一种监测车内空气的防窒息装置的制作方法

本发明涉及一种汽车车内安全保护装置，特别涉及一种监测车内空气的防窒息装置，属于汽车安全技术领域。

背景技术

随着汽车行业的不断快速发展，越来越多的人通过购买汽车来提高生活质量和工作效率，但汽车事故也在不断增加，汽车窒息事件数量也在不断上升，汽车防窒息成为汽车安全的重要改进方向。

汽车窒息发生原因通常有以下情况：

第一种情况是一氧化碳中毒造成汽车内人员发生窒息现象，夏天室外温度高，驾驶员停车休息时会开着空调在车内进行短时间休息，出现汽车停止运动而空调继续开放的情况，由于现在汽车门窗密封性能好，夏季天气闷热，汽车内部空间狭小密不透风，汽车在停驶状态下，车内外空气难以进行对流，发动机长时间运转排出的一氧化碳逐渐聚集在车内，发动机在空转时，会出现燃烧不充分的现象(单独使用空调时发动机转速较低，会造成燃烧不充分)，并且汽车内部人员呼吸消耗氧气排出二氧化碳，随着时间推移，汽车内部氧气含量逐渐减小，汽车内部人员便会不知不觉失去知觉，严重时会危害生命安全，一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力高200～300倍，所以汽车内部一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使人体内部血红蛋白丧失携氧能力与作用，造成组织窒息，对全身的组织细胞均有毒性作用，一氧化碳中毒造成汽车内部人员发生窒息现象；

第二种情况是汽车内部二氧化碳浓度过高，影响车内人员进行正常呼吸，二氧化碳的浓度处于不同范围，对人体的影响也不同，内部环境空气中的二氧化碳浓度在700ppm以下时，属于清洁空气，人们可以进行正常呼吸，内部环境空气中的二氧化碳浓度在700ppm至1000ppm时也处于正常范围，属于普通空气，一般情况下可以进行正常呼吸，身体较为敏感的人会觉得稍微不适，内部环境空气中的二氧化碳浓度在1500ppm至2000ppm时，空气属于轻度污染，在此环境下，人们会感觉到昏昏沉沉，没有精神，内部环境空气中的二氧化碳浓度在2000ppm以上为严重污染，长时间在此环境下进行呼吸，容易造成人们吸入过多的二氧化碳，造成人体器官功能紊乱，二氧化碳浓度高时，容易对人体的呼吸中枢造成麻痹作用，内部环境空气中的二氧化碳浓度处于3000ppm至4000ppm时，人们容易出现头疼、耳鸣、血压增加等症状，内部环境空气中的二氧化碳浓度高达8000ppm时，会对处于该环境下的人们造成生命危险。汽车内二氧化碳中毒情况一般发生在两种状况下，一种是驾驶人员在行驶路程中停车休息时，没有打开空调，但是汽车窗户紧闭，睡觉过程中二氧化碳浓度逐渐升高，造成驾驶人员逐渐沉睡至昏迷，甚至造成窒息死亡；另一种情况为，带婴幼儿出去游玩或办事时，造成婴幼儿落入封闭的汽车环境内，婴幼儿在封闭的汽车内因二氧化碳浓度升高，逐渐造成呼吸困难，心跳加速，婴幼儿进而恐慌哭闹喊叫，使得呼吸困难的状况进一步加剧，造成婴幼儿在封闭的汽车环境内昏迷，严重情况下造成婴幼儿窒息死亡；

第三种情况是汽车内部环境温度过高，造成车内人员发生窒息现象，外界温度高达35℃时，太阳照射15分钟，封闭的汽车内温度上升到65℃，车内人员在半小时后容易发生窒息死亡现象，一般情况下，儿童被落在汽车内部环境后，由于儿童尚不能构成自救意识，不能完成自救过程，容易发生重大安全事件，危害儿童人身安全。

现有汽车的汽车防窒息技术，主要通过以下工作方法实现车内防窒息，采用对汽车空调增加控制系统进行汽车防窒息工作，主要针对车内人员在封闭汽车内部开空调进行休息的情况，防止因车内人员在封闭的停驶汽车内部打开空调休息造成一氧化碳中毒，控制系统包括监测传感器，监测车内是否有人，监测汽车是否在行驶状态，当控制系统的监测传感器监测到车内有人，并且汽车处于行驶状态时，控制系统不对汽车的空调系统进行控制，汽车空调系统工作正常，当控制系统监控到汽车处于停驶状态时，并且汽车内部留有人员时，控制系统对汽车空调系统进行调节控制，在一定时间范围内将空调关闭，防止汽车内部人员因封闭环境下，汽车空调产生一氧化碳造成车内人员发生中毒事件，通过对汽车内部空调系统的控制在一定程度上减少了因汽车停驶打开空调造成的一氧化碳中毒事件，但经常出现车内人员在清醒状态下打开空调进行短时间乘凉的状况下，控制系统将空调系统关闭，给车内人员带来不必要的麻烦，并且控制系统仅含有单一监测系统，识别度低，监测效率差；通过at89c52单片机与二氧化碳传感器进行工作，实现对汽车内部二氧化碳含量监控，并通过设定二氧化碳临界值来控制汽车门窗，二氧化碳传感器对汽车内部的二氧化碳含量进行监测，二氧化碳传感器设置有临界值，当汽车内部二氧化碳含量达到二氧化碳传感器的临界值时，at89c52单片机控制打开汽车门窗，进行通风换气工作，at89c52单片机与二氧化碳传感器进行监测控制工作，在一定程度上减少了汽车内部人员因二氧化碳含量过高造成的中毒现象，但at89c52单片机控制汽车门窗系统设计电路比较复杂，并且在汽车停驶关闭发动机后，at89c52单片机对门窗失去控制作用，使得at89c52单片机与二氧化碳传感器对汽车内部二氧化碳含量监控与控制门窗失去作用，防窒息失去工作效用，对汽车内部人员造成人生伤害；现有技术的汽车防窒息技术，通过一氧化碳传感器、温湿度传感器与at89c52单片机进行相互连接进行监测工作，通过对汽车内部的一氧化碳含量、温度和湿度进行监测，设置一氧化碳传感器、温湿度传感器的临界值，实现at89c52单片机对汽车天窗的开启工作，汽车内部一氧化碳含量达到一氧化碳传感器临界值，并且车内温度与湿度达到临界值时，at89c52单片机开启汽车天窗进行换气工作，防止汽车内部人员在封闭的汽车环境下，因一氧化碳含量过高或汽车内部温度过高危害车内人员人身安全，在一定条件下可以减少汽车内部一氧化碳含量或温度过高危害车内人员的人身安全，但at89c52单片机控制汽车天窗进行开启工作需要在汽车工作时进行工作，并且一些汽车不具有天窗，无法进行防窒息操作。

综合来看，现有技术主要存在以下缺陷：一是汽车防窒息技术监测效果单一，仅通过对一氧化碳含量的监测、二氧化碳含量的监测或温度的监测来对车内环境进行监测工作，监测效果的单一造成监控效率低、监控准确率差，对车内情况整体判断率低；二是采用at89c52单片机控制汽车门窗或汽车天窗，at89c52单片机在汽车处于发动状态时，可以通过控制系统对汽车门窗与汽车天窗进行控制工作，但汽车停止工作时，at89c52单片机无法对汽车门窗与汽车天窗进行操作工作，无法打开汽车门窗以及汽车天窗进行换气工作，可操作性差，at89c52单片机系统与汽车整体系统容易产生干扰，不仅对汽车内部成员的安全性差，并且干扰了汽车的整体性；三是现有监测车内空气的防窒息装置，对其传感器的可行性没有进行试验探究，传感器在汽车内部的安装位置没有将传感器性能最优化，传感器监测到的数据存在一定的可避免误差。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，设置在汽车主体的内部空间中，包括气体监测装置组、温度传感器、人体红外感应装置、控制中心、gsm模块、保护装置、警醒提示装置和供电装置，汽车主体内部的气体监测装置、温度传感器和人体红外感应装置，对汽车内部的气体含量、温度和内部是否留有人员进行实时监控，将监控的数据传输到控制中心，控制中心根据数据进行判断处理，当控制中心判读汽车车内留有人员发生生命危险时，控制中心打开gsm模块、保护装置、警醒提示装置进行保护工作，保护汽车内部人员的人身安全。

为达到以上技术效果，本发明所采用的技术方案如下：

一种监测车内空气的防窒息装置，设置在汽车主体的内部空间中，包括气体监测装置组、温度传感器、人体红外感应装置、控制中心、gsm模块、保护装置、警醒提示装置和供电装置，汽车主体包括汽车主框架、汽车顶盖、汽车中柱和汽车后挡风玻璃，汽车顶盖包括汽车顶盖外表面和汽车顶盖内表面，汽车中柱设有两个，气体监测装置组包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器，一氧化碳传感器安装在汽车顶盖中部，二氧化碳传感器安装在汽车中柱底部，氧气传感器安装在二氧化碳传感器上部，一氧化碳传感器通过数据传输连接线与控制中心相连接，二氧化碳传感器通过数据传输连接线与控制中心相连接，氧气传感器通过数据传输线与控制中心相连接。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，温度传感器设置有多个，温度传感器安装在汽车顶盖前端中部，温度传感器安装在汽车顶盖尾端中部，温度传感器通过数据传输连接线与控制中心相连接。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，人体红外感应装置包括外壳、滤光片、敏感元件、绝缘基座、场效应晶体管fet、管座和引脚，人体红外感应装置中的敏感元件为广谱材料，滤光片安放在外壳顶端中部。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，一氧化碳传感器由co敏感元件、微弱信号放大电路、电源模块、co单片机、温度检测模块、通信模块组成，co敏感元件由工作电极、参考电极、计数电极组成。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，二氧化碳传感器为红外二氧化碳传感器，二氧化碳传感器包括红外光源、红外探测器、滤光片头、气室、co单片机。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，氧气传感器为超声波氧气传感器，氧气传感器包括监测箱体、超声波发射器、超声波接收器、控制电路和测氧单片机。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，控制中心包括控制保护壳、at89c52单片机、lcd12864液晶显示屏和设置按键组，控制保护壳贴附在汽车后挡风玻璃一侧，控制保护壳设置有通线连接口，at89c52单片机安装在控制保护壳底部左侧，lcd12864液晶显示屏安装在控制保护壳前端面左侧，设置按键组安装在控制保护壳前端面右侧。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，警醒提示装置包括装置外壳、绿色led二极管、黄色led二极管、红色led二极管和蜂鸣器，警醒提示装置安装在控制中心一侧，绿色led二极管安装在装置外壳前端面左侧，黄色led二极管安装在绿色led二极管右侧，红色led二极管安装在黄色led二极管右侧，蜂鸣器安装在警醒提示装置内部，绿色led二极管、黄色led二极管、红色led二极管和蜂鸣器通过数据传输线与控制中心相连接。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，gsm模块设置有保护外壳，保护外壳设置有过线口，gsm模块通过数据传输线与控制中心相连接。

一种监测车内空气的防窒息装置，进一步的，保护装置为外开式小型通风换气电动天窗，保护装置包括20cm*20cm大小的天窗组件、控制电机和滚动支架组，天窗组件一周留有滑动凹槽，天窗组件包括天窗上层框架、天窗玻璃和天窗底层框架，天窗上层框架与天窗底层框架将天窗玻璃固定在框架内部，控制电机安装在汽车顶盖内部，控制电机通过数据传输线与控制中心相连接，滚动支架组包括第一滚动滑轮、第二滚动滑轮、第三滚动滑轮和滑轮支架，滑轮支架设置有两个，设置在天窗组件左右两侧，第一滚动滑轮、第二滚动滑轮和第三滚动滑轮固定在滑轮支架上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，采用多传感器同时对汽车内部气体含量进行监控，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器分别对汽车内部一氧化碳含量、二氧化碳含量和氧气含量进行监控，监控数据通过数据传输线传输给控制中心进行判断处理，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器设置有报警值，at89c52单片机对传输的监控数据进行判定，当传输数据组满足报警条件时，at89c52单片机开启报警提醒装置进行报警提醒，多传感器同时监控提高了监控精度，最大程度的监控汽车内部气体含量情况。

2.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，增加温度传感器和人体红外感应装置，温度传感器对汽车内部温度进行监控，封闭汽车内部温度较高容易对人体生命安全造成重大影响，人体红外感应装置对汽车内部人员进行判断分析，人体红外感应装置对人体发出的红外波长感应效果强，汽车停驶状态时，人体红外感应装置对车内人员进行判断分析，人体红外感应装置感应到汽车内部留有工作人员时，温度传感器同时对汽车内部温度进行实时监控，温度传感器设置有报警值，温度传感器将监控到的温度数据传输到控制中心，at89c52单片机对温度进行判断处理，人体红外感应装置与温度传感器同时满足判定要求时，at89c52单片机控制保护装置对汽车内部人员进行保护工作，人体红外感应装置与温度传感器同时配合对汽车内部人员与温度进行监控，降低了汽车内部人员因温度较高对人身安全造成的事件发生率，提高了停驶状态时，汽车内部人员的人身安全。

3.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，控制中心采用at89c52单片机，at89c52是一种低电压，性能高的8位单片机，at89c52设置有40个引脚，32个双向i/o口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，at89c52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程，可反复擦写的flash存储器可有效地降低开发成本，并且对多个传感器进行高效数据处理，满足监测车内空气的防窒息装置控制要求。

4.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，设置有gsm模块，汽车多个传感器将监控数据传输到单片机进行数据处理，当汽车内部处于报警状态时，at89c52单片机将报警信息进行打包处理，将处理信息通过gsm模块以短信形式发送到指定手机上，gsm模块降低因汽车人员将婴幼儿落在车内发生窒息危险的发生率，保护了汽车内部婴幼儿的人身安全，提高汽车安全性能。

5.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，保护装置为20cm*20cm的小型电动天窗，汽车内部多个传感器对汽车内部气体、车内人员以及汽车内部温度进行实时监控，当汽车处于停驶状态时，汽车处于封闭状态，人体红外感应装置对汽车内部留有人员进行监控，同时气体监控装置对汽车内部的一氧化碳、二氧化碳以及氧气含量进行监控，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器以及氧气传感器都设置有警报值，并且温度传感器对汽车内部温度进行监测，汽车内部人体红外感应装置监控到汽车内部留有人员，并且一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器和温度传感器任意一个传感器满足临界报警值时，at89c52单片机控制电机打开小型天窗，进行换气通风，保护汽车内部人员人身安全，20cm*20cm天窗规格小，在满足通风换气的要求同时保护了汽车内部人员不受外界人员的侵犯，最优化的保护了汽车内部人员的生命安全。

6.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，警醒提示装置设置有信号灯提醒和蜂鸣器，封闭汽车内部的多个传感器对汽车内部的气体、温度以及车内是否留有人员进行实时监控，当汽车处于停驶状态时，汽车门窗将汽车内部独立为一个封闭环境，人体红外感应装置对汽车内部留有人员进行监控，同时气体监控装置对汽车内部的一氧化碳、二氧化碳以及氧气含量进行监控，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器以及氧气传感器都设置有警报值，并且温度传感器对汽车内部温度进行监测，汽车内部人体红外感应装置监控到汽车内部留有人员，并且一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器和温度传感器任意一个传感器满足临界报警值时，at89c52单片机控制警醒提示装置进行提醒作用，信号灯闪亮，并且蜂鸣器进行声音报警，提醒路边路过的行人进行救助，保护汽车内部留有人员的生命安全。

7.本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置，气体监测装置组分别采用了一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器，分别监测车内空气中三种气体的含量，这三种气体是影响车内空气质量的最重要的三种气体，对这三种气体全面而有效的监测能很好的防止人在车内窒息，且本发明结合车内的实际情况，分别设计了三种速度快、精度高的一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和氧气传感器，能够实时监测车内三种气体的细微变化，可靠的保障车内人员的安全。

附图说明

图1是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置工作系统图。

图2是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的内部构成图。

图3是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的人体红外感应装置结构图。

图4是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的控制中心结构图。

图5是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的控制中心内部底部结构图。

图6是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的警醒提示装置结构图。

图7是本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的保护装置结构图。

图8是本发明提供的一氧化碳传感器的结构示意图。

附图标记说明：1-汽车主体，2-气体监测装置组，3-温度传感器，4-人体红外感应装置，5-控制中心，6-gsm模块，7-保护装置，8-警醒提示装置，9-供电装置，11-汽车主框架，12-汽车顶盖，13-汽车中柱，14-汽车后挡风玻璃，21-一氧化碳传感器，22-二氧化碳传感器，23-氧气传感器，41-外壳，42-滤光片，43-敏感元件，44-绝缘基座，45-场效应晶体管fet，46-管座，47-引脚，51-控制保护壳，52-at89c52单片机，53-lcd12864液晶显示屏，54-设置按键组，55-通线连接口，71-天窗组件，72-控制电机，73-滚动支架组，74滑动凹槽，75-天窗上层框架，76天窗玻璃，77-天窗底层框架，81-外壳，82-绿色led二极管，83黄色led二极管，84-红色led二极管，85-蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明提供的一种监测车内空气的防窒息装置的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。

参见图1至图8，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，设置在汽车主体1的内部空间中，包括气体监测装置组2、温度传感器3、人体红外感应装置4、控制中心5、gsm模块6、保护装置7、警醒提示装置8和供电装置9，汽车主体1包括汽车主框架11、汽车顶盖12、汽车中柱13和汽车后挡风玻璃14，汽车顶盖12包括汽车顶盖外表面和汽车顶盖内表面，汽车中柱13设有两个。

汽车主体1、气体监测装置组2、温度传感器3、人体红外感应装置4、控制中心5、gsm模块6、保护装置7、警醒提示装置8和供电装置9整体构成防窒息系统，系统之间进行相互联系，气体监测装置组2、温度传感器3和人体红外感应装置4对汽车主体1内部的气体、温度和留有人员情况进行实时监控，并将监控到的数据通过数据传输线传输到控制中心5进行分析判定，当人体红外感应装置4感应到汽车主体1内部留有人员、并且气体监测装置组2、温度传感器2监控到汽车主体1内部的气体或温度存在高于临界警报值时，控制中心5判定汽车主体1内部的留有人员将会受到生命危险，需要进行保护处理，控制中心5通过gsm模块将汽车主体1内部情况以短信形式发送到指定手机上，同时控制中心5通过保护装置7对汽车主体1内部人员进行换气保护，在最大程度上保护汽车主体1内部人员的生命安全，控制中心5并且通过警醒提示装置8提醒路过的行人，汽车主体1内部留有人员，需要进行救助。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，气体监测装置组2包括一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23，标准状况下，空气的密度为1.293g/l，一氧化碳的密度为1.25g/l，二氧化碳的密度为1.927g/l，氧气的密度为1.429g/l，根据密度大小，将一氧化碳传感器21安装在汽车顶盖12中部，二氧化碳传感器22安装在汽车中柱13底部，氧气传感器23安装在二氧化碳传感器22上部，一氧化碳传感器21通过数据传输连接线与控制中心5相连接，二氧化碳传感器22通过数据传输连接线与控制中心5相连接，氧气传感器23通过数据传输线与控制中心5相连接。

一氧化碳传感器21由co敏感元件、微弱信号放大电路、电源模块、co单片机、温度检测模块、通信模块组成。

co敏感元件：由工作电极、参考电极、计数电极共三个电极组成。当co气体通过半透气膜进入敏感元件内后,在工作电极表面发生氧化还原反应,生成二氧化碳,并产生与co气体浓度成正比的电流。计数电极提供电流以保持与工作电极电流平衡,参考电极为工作电极提供偏置电压,因此在电路设计中将计数电极与参考电极相连,以保持其电化学稳定性。

一氧化碳敏感元件结构采用恒电位电解法原理,在酸性电解液中设置3个电极:计数电极、工作电极、参考电极。电化学反工作电极是用具有催化活性的金属,将其涂覆在透气的膜上。被测量气体经扩散透过多孔的膜在其上进行电化学氧化或还原反应,反应中参加反应的电子流入(还原)或流出(氧化)工作电极。当co气体通过半可透气膜进入传感器后,则发生氧化还原反应：

co+h2o→co2+2h⁺+2e^-,

2o2+8h⁺+8e^-→4h2o，

上式中的自由电子数量与co浓度成正比,并由电极引出,经微弱信号放大电路处理。

微弱信号放大电路：co敏感元件输出的是na级的微弱电流信号，因此微弱信号放大电路起着非常关键的作用。影响微电流测量灵敏度的首要因素是运算放大器的偏置电流ib，其次是噪声电压和零点漂移。其中，运放的偏置电流ib是主要误差源之一。因此，本发明选用了低噪声、高增益、失调小以及温漂小的opa2376放大器，其偏置电流ib仅有200fa，最大1pa，失调电压5uv，最大25uv，完全满足本发明的要求。

当co敏感元件接触到co气体时，计数电极上产生电子，从而在工作电极上产生与co气体浓度成比例的微弱电流，计数电极与工作电极形成一个回路。工作电极产生的微弱电流经后级放大处理后转换成0-2.8v的电压输出。

电源模块：电源输入为12v直流电，采用ti的lm25574电源dcdc转换芯片进行降压至板载5v供电。降压得到的5v电压再经lm1117-3.3进一步降压得到芯片供电3.3v。lm25574芯片输入电压范围宽(6v-42v)，稳压器采用仿真电流模式设计，可提供内部线性调节和精确的负载瞬态响应，易于回路补偿。lm25574通过逐周期限流、短路保护、热关断和远程关断等措施保证其可靠性。

温度检测模块：由于co敏感元件存在温漂，需要根据实际环境的温度对传感器测量数据进行校正。本发明选用ds18b20数字式单总线温度传感器作为温度检测传感器，硬件电路简单，测量范围宽，测量结果精度较高。

co单片机：co单片机采用c8051f005单片机，c8051f005单片机具有12位100kspsadc，可编程放大器增益，12位dac电压输出，2.4v内部电压基准输出，片内jtag仿真，8051兼容的微控制内核，32kb的片内flash和2kb片内ram,可以在系统编程，32个i/o口线均可承受5v电压，可同时使用硬件i²c、spi及uart串口，16位可编程的计数器/定时器阵列，带5个捕获/比较模块，4个通用16位计数/定时器。

二氧化碳传感器22为红外二氧化碳传感器，二氧化碳传感器22包括红外光源、红外探测器、滤光片头、气室、co2单片机。红外二氧化碳传感器具有灵敏度高、响应速度快、选择性好、无毒无害等优点。

当二氧化碳气体受到红外光照射时，二氧化碳气体分子吸收某些频率的辐射，使对应于这些吸收区域的透射光强度减弱，实施例中采用的红外光源为irl715，红外探测器为tps2534。tps2534为双通道探测器，在探测器前端分别放置着4.26μm和4μm的滤光片头，让相对应波长的红外光通过，其中4.26μm波长的红外光为二氧化碳吸收红外光，而4μm波长的红外光为参考红外光，二氧化碳对其没有明显吸收。经过滤波后，红外光由探测器转换为相对应的电压。

二氧化碳传感器22的co2单片机输出脉冲信号，通过光源驱动模块来控制红外光源，实现对红外光源irl715的调制。红外光通过气室，在被检测气体co2吸收后，到达红外探测器tps2534。红外探测器将红外信号装换为电信号，紧接着经过信号调理模块，进行放大滤波得到稳定的电信号。调理后电信号经过a/d转换模块，将模拟信号转换为数字信号，以便进行数据处理。最后co2单片机将采集到的红外二氧化碳传感器数据转化得到二氧化碳的浓度。

氧气传感器23为超声波氧气传感器，氧气传感器23包括监测箱体、超声波发射器、超声波接收器、控制电路和测氧单片机。

测氧单片机采用stm32系列的单片机作为核心，以cortextm-m0作为内核，64kbrom闪存,8kbram，各种增强型外设和i/o。包括i2c、spi和usart通信接口，以及12位adc、16位计时器和一个高级控制pwm计时器。

气体密度不同，监测位置也不同，需要有针对性的进行监测，一氧化碳传感器21根据一氧化碳密度比空气密度小，安装在汽车顶盖12中部，本实施例的一氧化碳传感器21尺寸小、功耗低、工作性能稳定，有利于在汽车主体1内部对一氧化碳气体进行监测。

二氧化碳传感器22为红外二氧化碳传感器，红外二氧化碳传感器根据气体密度大小安装在汽车中柱13底部，用于对汽车内部的二氧化碳含量的监测；氧气传感器23为超声波氧气传感器，超声波氧气传感器根据气体密度大小安装在汽车中住13上，位置为二氧化碳传感器22顶部。

正常空气中，新鲜空气的成为为78.1％的氮气、20.9％的氧气、0.9％的氩气以及0.1％的其他气体，正常情况下，空气中的一氧化碳含量较少，在封闭环境下，一氧化碳浓度的不同，对人体的影响也存在差异，环境中一氧化碳浓度为200ppm时，人在此浓度下呼吸2至3小时，产生轻微头痛感，环境中一氧化碳浓度为400ppm时，1至2小时人体产生头痛、恶心等症状，环境中一氧化碳浓度为800ppm时，人在此浓度下呼吸45分钟出现痉挛，2小时发生昏迷现象，环境中一氧化碳浓度为1600ppm时，人在此浓度呼吸20分钟，出现痉挛，2小时发生死亡现象，环境中一氧化碳浓度为2400ppm时，人在此浓度下呼吸15分钟出现痉挛，1小时发生死亡现象，环境中一氧化碳浓度为3200ppm时，人在此浓度下呼吸5分钟出现痉挛，半小时发生死亡事件，环境中一氧化碳浓度为6400ppm时，人在此浓度下呼吸10分钟后死亡。通过分析，空气中一氧化碳含量一旦超过800ppm，便会使人痉挛(失去自我控制的能力，无力阻止环境的进一步恶化，从而导致昏迷，死亡的危险)。汽车封闭环境下，汽车主体1内部的一氧化碳浓度也不应超过800ppm，根据一氧化碳实验数据，设置一氧化碳传感器21的临界警报值应为800ppm，为保证汽车内部留有人员的生命安全，建议一氧化碳传感器21的临界警报值应为600ppm，为汽车内部人员取得更安全的救助时间。内部环境空气中的二氧化碳浓度在700ppm以下时，属于清洁空气，人们可以进行正常呼吸，内部环境空气中的二氧化碳浓度在700ppm至1000ppm时也处于正常范围，属于普通空气，一般情况下可以进行正常呼吸，身体较为敏感的人会觉得稍微不适，内部环境空气中的二氧化碳浓度在1500ppm至2000ppm时，空气属于轻度污染，在此环境下，人们会感觉到昏昏沉沉，没有精神，内部环境空气中的二氧化碳浓度在2000ppm以上为严重污染，长时间在此环境下进行呼吸，容易造成人们吸入过多的二氧化碳，造成人体器官功能紊乱，二氧化碳浓度高时，容易对人体的呼吸中枢造成麻痹作用，内部环境空气中的二氧化碳浓度处于3000ppm至4000ppm时，人们容易出现头疼、耳鸣、血压增加等症状，内部环境空气中的二氧化碳浓度高达8000ppm时，会对处于该环境下的人们造成生命危险，出现死亡现象，根据空气二氧化碳浓度的标准数据，应将二氧化碳传感器22的临界警报值设为700ppm，但为了汽车内部留有人员的人身安全，为汽车内部留有人员取得更多救助时间，应将二氧化碳传感器22的临界警报值设置为600ppm。正常情况下氧气浓度为20.9％，根据ppm与％的换算规则，正常情况下氧气浓度为2090ppm，可以进行正常呼吸，空气中氧气浓度为1200ppm至1950pm时，行为人判断力变差，呼吸脉搏加速、身体产生疲劳感，并且失去协调性，空气中氧气浓度为1000ppm至1200ppm时，短时间内行为人呼吸受阻，血液循环变差，行为人产生非常疲劳的感觉，并且失去行动能力，空气中氧气浓度为600至1000时，行为人产生恶心、呕吐、无法行动等症状，并且失去行为意识，短时间内发生死亡，空气中氧气浓度为0ppm至600ppm是，行为人出现抽搐、无法呼吸、呼吸暂停、心脏停止跳动，数分钟后，立即死亡，根据氧气浓度标准，将氧气传感器23的临界警报值设置为1200ppm至1950ppm，综合考虑行为人人身安全，将氧气传感器23的临界警报值设置为1750ppm，最大化的对汽车主体1内部的氧气含量进行实时监控，并且为汽车主体1内部人员争取安全救助时间。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，温度传感器3设置有多个，温度传感器3安装在汽车顶盖12前端中部，温度传感器3安装在汽车顶盖12尾端中部，温度传感器3通过数据传输连接线与控制中心5相连接。

汽车主体1处于封闭状态时，温度的高低会对汽车内部留有人员造成巨大影响，外界温度高达35℃时，太阳照射15分钟，封闭的汽车内温度上升到65℃，车内人员在半小时后容易发生窒息死亡现象，为保证汽车主体1内部留有人员的生命安全，温度传感器3应设置40℃为临界警报值。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，人体红外感应装置4包括外壳41、滤光片42、敏感元件43、绝缘基座44、场效应晶体管fet45、管座46和引脚47，人体红外感应装置4中的敏感元件43是一种广谱材料，探测各种波长辐射，滤光片42安放在外壳41顶端中部，，人体所发射的红外线波长为9～10μm，滤波片42用于采集过滤人体所发出的定红外波长，滤光片42对人体敏感，对太阳、电灯光有抗干扰性，每个物体都发出红外辐射，其辐射最强的波长满足维恩位移定律：

λm·t＝bλm为波长，t为绝对温度，单位为开尔文，b为维恩常量b＝2989μm·k

人体温度为36～37℃，摄氏温度t与绝对温度t通过t/k＝t/℃+273.15进行换算，即309～310°k，其辐射的红外波长λm＝2989/309～310≈9.67～9.64μm，人体辐射的红外线最强的波长在滤光片42的相应波长中心处，滤光片42可有效让人体辐射的红外线通过。

存在与自然界的物体，如人体、火焰、冰块等物都会发射红外线，但波长各不相同。人体温度为36～37℃，所发射的红外线波长为9～10μm，属于红外区400～700℃的发热体，所发射出来的红外波长为3～5μm，人体红外感应装置4不受白天黑夜的影响，在昼夜可不停用于监测。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，控制中心5包括控制保护壳51、at89c52单片机52、lcd12864液晶显示屏53和设置按键组54，控制保护壳51贴附在汽车后挡风玻璃14一侧，控制保护壳51设置有通线连接口55，at89c52单片机52安装在控制保护壳51底部左侧，lcd12864液晶显示屏53安装在控制保护壳51前端面左侧，设置按键组54安装在控制保护壳51前端面右侧。

lcd12864可以对汽车主体1内部的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度以及温度进行显示，设置按键组54可以对温度传感器3、一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23的警报临界值进行设定。

at89c5单片机52根据以下逻辑关系对汽车内部人员的情况进行判定分析，汽车处于行驶状态时，汽车内部的人员可以根据自身所处环境进行调节环境状况，人体红外感应装置4感应到汽车主体1内部有人员，一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22与氧气传感器23对汽车主体1内部进行气体含量监控，温度传感器3监控到汽车主体1内部的温度处于正常状态下，汽车主体1内部的一氧化碳含量、二氧化碳含量以及氧气含量处于正常范围，at89c52单片机52根据传感器传输的数据，将汽车主体1内部的行为人员判定为安全状态，不进行警醒提示，不开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8；汽车处于停驶状态时，若人体红外感应装置4没有感应到汽车主体1内部留有人员，at89c52单片机52根据接收到的人体红外感应装置4的感应数据，将判定为汽车内部无人员，不进行任何保护工作，不开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作；汽车处于停驶状态时，当汽车主体1内部有人员时，人体红外感应装置4感应到汽车主体1内部留有人员，一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22与氧气传感器23对汽车主体1内部进行气体含量监控，当温度传感器3监控到汽车主体1内部的温度处于正常状态下，一氧化碳含量高于一氧化碳传感器21的临界警报值时，at89c5单片机52通过接收到的数据，将判断汽车主体1内部留有人员人身安全有危险，at89c5单片机52控制开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作；二氧化碳传感器22监控到汽车主体1内部的二氧化碳浓度高于临界警报值时，at89c52单片机52通过接收到的数据，将判断汽车主体1内部留有人员人身安全受到危险，at89c52单片机52控制开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8；氧气传感器23监控到汽车主体1内部的氧气浓度低于临界警报值时，at89c52单片机52通过接收到的传感器数据，将判断汽车主体内部留有人员人身安全受到危险，at89c52单片机52控制开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作。当温度传感器3监控到汽车主体1内部的温度高于临界警报值时，at89c52单片机52控制开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作。当汽车主体1内部有人员时，人体红外感应装置4感应到汽车主体1内部留有人员，温度传感器3监控到汽车主体1内部的温度高于警报值，并且一氧化碳传感器21或二氧化碳传感器22，或氧气传感器23监控到汽车主体1内部的一氧化碳含量高于临界警报值、二氧化碳含量高于临界警报值或氧气含量低于临界警报值时，at89c52单片机52判定汽车主体1内部的行为人人身安全受到影响，需要进行紧急救助，at89c52单片机52控制开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，警醒提示装置8包括装置外壳81、绿色led二极管82、黄色led二极管83、红色led二极管84和蜂鸣器85，警醒提示装置8安装在控制中心5一侧，绿色led二极管82安装在装置外壳81前端面左侧，黄色led二极管83安装在绿色led二极管82右侧，红色led二极管84安装在黄色led二极管83右侧，蜂鸣器85安装在警醒提示装置8内部，绿色led二极管82、黄色led二极管83、红色led二极管84和蜂鸣器85通过数据传输线与控制中心5相连接。

警醒提示装置8根据报警后无响应时间长短依次控制绿色led二极管82、黄色led二极管83、红色led二极管84的亮灭，当at89c52单片机52判定汽车主体1内部留有人员受到危险时，at89c52单片机52开启警醒提示装置8进行工作，进行光信号与声信号进行提醒路边路人，前90秒由绿色led二极管82先亮起进行提醒工作，汽车主体1内部危险情况继续发生而没有采取任何措施时，绿色led二极管82工作时间完成后，绿色led二极管82停止工作被熄灭，第90秒至240秒之间转为黄色led二极管83亮起进行提醒工作，黄色led二极管83点亮情况为汽车主体1内部的危险情况比绿色led二极管82点亮情况更严重，黄色led二极管83工作时间满足后，黄色led二极管83停止工作，被熄灭，若汽车主体1内部危险情况继续发生而没有采取任何措施时，第240秒以后，红色led二极管84被点亮，表明汽车主体1内部的危险情况最为严重，需要加紧进行帮忙救助。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，gsm模块6设置有保护外壳，保护外壳设置有过线口，gsm模块6通过数据传输线与控制中心5相连接。

作为一种优选方案，本发明提供一种监测车内空气的防窒息装置，保护装置7为外开式小型通风换气电动天窗，保护装置7包括20cm*20cm大小的天窗组件71、控制电机72和滚动支架组73，天窗组件71一周留有滑动凹槽74，天窗组件71包括天窗上层框架75、天窗玻璃76和天窗底层框架77，天窗上层框架75与天窗底层框架77将天窗玻璃76固定在框架内部，控制电机72安装在汽车顶盖12内部，控制电机72通过数据传输线与控制中心5相连接，滚动支架组73包括第一滚动滑轮、第二滚动滑轮、第三滚动滑轮和滑轮支架，滑轮支架设置有两个，设置在天窗组件71左右两侧，第一滚动滑轮、第二滚动滑轮和第三滚动滑轮固定在滑轮支架上。

供电装置9为控制中心5供电，一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22、氧气传感器23、温度传感器3和人体红外感应装置4处于实时监控状态下，汽车处于行驶状态时，汽车内部人员自主意识强，可根据身体所需调节进行调节车内空气环境，人体红外感应装置4感应到汽车内部人员发射的红外波长，监测到汽车主体1内部人员，但汽车主体1内部温度处于正常范围内，温度传感器3监控到汽车主体1内部环境温度正常，一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器监控到汽车主体1内部的一氧化碳含量、二氧化碳含量和氧气含量处于正常范围，未达到临界警报值，一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23工作正常，控制中心5处理各传感器的数据，根据逻辑关系，控制中心5判定汽车内部人员处于安全环境下，不对gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8发出指令；当汽车处于停驶状态时，人体红外感应装置4没有接收到人体所发出的波长，人体红外感应装置4将传感器数据传输到控制中心5的at89c52单片机52进行分析处理，at89c52单片机52根据逻辑关系，判定汽车内部无人员，不需要进行监控警报，at89c52单片机52不开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作；当汽车处于停驶状态，并且汽车主体1内部留有行为人时，人体红外感应装置4接收到人体发出的特定波长，人体红外感应装置4将传感器的数据传输到控制中心5的at89c52单片机52进行处理分析，并且温度传感器3、一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23对汽车主体1内部进行监控，当汽车主体1内部的温度高于温度传感器3的临界警报值时，at89c52单片机52判定汽车主体1内部人员生命安全受到危险，需要进行警报提醒，并进行换气救助，at89c52单片机52开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作，gsm模块发送汽车主体1内部情况短信到指定手机上，保护装置7开启进行通风换气功能，警醒提示装置8通过光信号与声信号对路边行人进行提示，提示路边行人车内人员发生情况，需要进行救助；当汽车处于停驶状态，并且汽车主体1内部留有行为人时，人体红外感应装置4接收到人体发出的特定波长，人体红外感应装置4将传感器的数据传输到控制中心5的at89c52单片机52进行处理分析，并且温度传感器3、一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23对汽车主体1内部进行监控，汽车主体1内部的温度处于正常温度，一氧化碳浓度高于一氧化碳传感器21的临界警报值时，二氧化碳浓度与氧气浓度处于正常范围时，at89c52单片机52判定汽车主体1内部人员生命安全受到危险，需要进行警报提醒，并进行换气降温救助，at89c52单片机52开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作，gsm模块6发送汽车主体1内部情况短信到指定手机上，保护装置7开启进行通风换气功能，警醒提示装置8通过光信号与声信号对路边行人进行提示，提示路边行人车内人员发生情况，需要进行救助；当汽车处于停驶状态，并且汽车主体1内部留有行为人时，人体红外感应装置4接收到人体发出的特定波长，人体红外感应装置4将传感器的数据传输到控制中心5的at89c52单片机52进行处理分析，并且温度传感器3、一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23对汽车主体1内部进行监控，汽车主体1内部的温度处于正常温度，一氧化碳浓度与氧气浓度处于正常范围，二氧化碳浓度高于二氧化碳传感器22的临界警报值时，at89c52单片机52判定汽车主体1内部人员生命安全受到危险，需要进行警报提醒，并进行换气降温救助，at89c52单片机52开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作，gsm模块发送汽车主体1内部情况短信到指定手机上，保护装置7开启进行通风换气功能，警醒提示装置8通过光信号与声信号对路边行人进行提示，提示路边行人车内人员发生情况，需要进行救助；当汽车处于停驶状态，并且汽车主体1内部留有行为人时，人体红外感应装置4接收到人体发出的特定波长，人体红外感应装置4将传感器的数据传输到控制中心5的at89c52单片机52进行处理分析，并且温度传感器3、一氧化碳传感器21、二氧化碳传感器22和氧气传感器23对汽车主体1内部进行监控，汽车主体1内部的温度处于正常温度，一氧化碳浓度和二氧化碳浓度处于正常范围，氧气浓度低于氧气传感器23的临界警报值时，at89c52单片机52判定汽车主体1内部人员生命安全受到危险，需要进行警报提醒，并进行换气降温救助，at89c52单片机52开启gsm模块6、保护装置7以及警醒提示装置8进行工作，gsm模块发送汽车主体1内部情况短信到指定手机手上，保护装置7开启进行通风换气功能，警醒提示装置8通过光信号与声信号对路边行人进行提示，提示路边行人车内人员发生情况，需要进行救助。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。