基于组网的汽车内人体探测报警系统及报警方法与流程

本发明涉及汽车安全系统领域，尤其涉及基于组网的汽车内人体探测报警系统及报警方法。

背景技术：

随着汽车越来越广泛的使用，在夏天，汽车在长时间停放后，经过太阳光的烘烤，在关闭空调的情况下，汽车内温度会快速升高，可能导致汽车内人员被闷死或热死，而在冬天温度低时，汽车内在关闭空调时会更低。

中国专利申请号为2008101985109的专利采用热释电红外探测模块来探测车内是否有人得到不同的电平信号，当需要报警时启动报警启动模块，进而使报警模块开启报警器来达到报警的目的；如果车主距离汽车较远的距离则无法听到报警器的声音，导致无法及时解决报警情况。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中通过报警器来报警的不足而提出汽车内人体探测报警系统及报警方法，本发明采用蓝牙防丢器是否与蓝牙模块连接来判断车主是否在附近，根据主设备内的多普勒微波探测模块或/和从设备内的座垫式薄膜开关探测车内是否有人，并通过GSM/3G/4G模块来将报警信息发送至接收报警信息的报警终端中来实现报警功能。

本发明的技术方案如下：

基于组网的汽车内人体探测报警系统，包括主设备和报警终端；所述主设备包括MCU、环境温度检测模块、电池温度检测模块、多普勒微波模块、GSM/3G/4G模块、主蓝牙模块和蓝牙防丢器，所述环境温度检测模块检测汽车内环境温度并将温度数据传输给MCU，所述电池温度检测模块检测电池温度并将温度数据传输给MCU，所述多普勒微波模块探测汽车内是否有人并将信号传输给MCU，MCU将报警信号通过GSM/3G/4G模块发送至报警终端，所述主蓝牙模块与MCU连接，所述蓝牙防丢器与主蓝牙模块配对。

进一步的，还包括第一从设备，所述第一从设备包括第一座垫式薄膜开关、第一非接触式加速度心跳模块、第一非接触式微波心跳模块和从蓝牙模块，所述第一座垫式薄膜开关与从蓝牙模块连接，所述第一非接触式加速度心跳模块与从蓝牙模块连接，所述第一非接触式微波心跳模块与从蓝牙模块连接，所述从蓝牙模块通过蓝牙网络与主蓝牙模块进行通讯。

上述主设备还包括主WIFI模块，所述主WIFI模块与MCU连接。

进一步的，还包括第二从设备，所述第二从设备包括第二座垫式薄膜开关、第二非接触式加速度心跳模块、第二非接触式微波心跳模块和从WIFI模块，所述第二座垫式薄膜开关与从WIFI模块连接，所述第二非接触式加速度心跳模块与从WIFI模块连接，所述第二非接触式微波心跳模块与从WIFI模块连接，从WIFI模块通过WIFI网络与主WIFI模块进行通讯。

上述主设备还包括主IEEE802.15.4模块，所述主IEEE802.15.4模块与MCU连接。

进一步的，还包括第三从设备，所述第三从设备包括第三座垫式薄膜开关、第三非接触式加速度心跳模块、第三非接触式微波心跳模块和从IEEE802.15.4模块，所述第三座垫式薄膜开关与从IEEE802.15.4模块连接，所述第三非接触式加速度心跳模块与从IEEE802.15.4模块连接，所述第三非接触式微波心跳模块与从IEEE802.15.4模块连接，所述从IEEE802.15.4模块通过IEEE802.15.4网络与主IEEE802.15.4模块进行通讯。

进一步的，还包括GPS模块，所述GPS模块获取位置信息并发送给MCU。

进一步的，还包括摄像模块，所述摄像模块进行拍照或录像并将数据传输给MCU。

进一步的，报警终端为一个或多个，优先的为2个及以上。

基于组网的汽车内人体探测报警方法，其特征在于：包括如下步骤：

蓝牙防丢器是否与蓝牙模块配对连接；

主设备与从设备之间是否通过无线连接方式成功连接；

主设备的多普勒微波模块或/和从设备的座垫式薄膜开关探测汽车内是否有人；

若探测到汽车内有人且电池温度不高于其阀值时，发送报警信息至报警终端；

若探测到汽车内有人且电池温度高于其阀值时，保存未报警状态，重启系统后，待电池温度不高于其阀值时，再发送报警信息至报警终端；

所述无线连接方式为蓝牙、WIFI或IEEE802.15.4。

上述蓝牙防丢器与蓝牙模块保持连接状态下，主设备的多普勒微波模块以及从设备的座垫式薄膜开关不进行探测汽车内是否有人。

进一步的，当从设备的座垫式薄膜开关探测到汽车内有人时，再通过非接触式加速度心跳模块或/和非接触式微波心跳模块进行人体心跳判断，并开启摄像模块来进行拍照或录像。

上述报警信息包括多普勒微波模块、座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块探测的数据、环境温度数据、电池温度数据、汽车的地理位置、摄像模块拍摄的照片或录像中的一种信息或多种信息。

本发明的有益效果：本发明采用蓝牙防丢器是否与蓝牙模块连接来判断车主是否在附近，根据主设备内的多普勒微波探测模块或/和从设备内的座垫式薄膜开关探测车内是否有人，当从设备的座垫式薄膜开关探测到汽车内有人时，再通过非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块进行人体心跳判断，并开启摄像模块来进行拍照或录像；并通过GSM/3G/4G模块来将报警信息发送至接收报警信息的报警终端中来实现报警功能，还可通过GPS模块获取车辆的位置并将位置信息发送至报警终端。

附图说明

图1为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统模块结构示意图；

图2为本发明主设备模块结构示意图；

图3为本发明第一从设备模块结构示意图；

图4为本发明第二从设备模块结构示意图；

图5为本发明第三从设备模块结构示意图；

图6为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统首次配置流程图；

图7为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统启动流程图；

图8为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统蓝牙探测流程；

图9为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统探测报警流程;

图10为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统从设备配置流程图；

图11为本发明基于组网的汽车内人体探测报警系统从设备探测流程图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，现结合实施例及附图作进一步的说明。

实施例1

基于组网的汽车内人体探测报警系统，包括主设备1和报警终端5；主设备1包括MCU11、环境温度检测模块13、电池温度检测模块14、多普勒微波模块12、GSM/3G/4G模块16、主蓝牙模块17和蓝牙防丢器7，MCU11为车载处理器，环境温度检测模块13检测汽车内环境温度并将温度数据传输给MCU11，电池温度检测模块14检测电池温度并将温度数据传输给MCU11，多普勒微波模块12探测汽车内是否有人并将信号传输给MCU11，多普勒微波模块12可使用PWM信号调节功率，方便调整不同的探测距离，适用不同的车型，MCU11将报警信号通过GSM/3G/4G模块16发送至报警终端5，报警终端5可为手机、平板或电脑；主蓝牙模块17与MCU11连接，蓝牙防丢器7与主蓝牙模块17配对。

进一步的，还包括第一从设备4，第一从设备4包括第一座垫式薄膜开关21、第一非接触式加速度心跳模块22、第一非接触式微波心跳模块23和从蓝牙模块24，第一座垫式薄膜开关21与从蓝牙模块24连接，第一座垫式薄膜开关21是否导通，并通过从蓝牙模块24传输是否导通信号至主设备1，第一非接触式加速度心跳模块22与从蓝牙模块24连接，第一非接触式加速度心跳模块22通常可以安装在座椅背面进行目标心率检测，为非接触式，可选择日本村田研制的SCA10H模块，第一非接触式微波心跳模块23与从蓝牙模块24连接，第一非接触式微波心跳模块23可以安装在目标体的前方或后方，可以在一定距离内探测到人的心率和呼吸频率，只需要发射信号区对准目标，不需要接触目标也可以进行探测，可以选择日本夏普研制的DC6M4JN3000模块，从蓝牙模块24通过蓝牙网络与主蓝牙模块17进行通讯。

主设备还包括主WIFI模块18，主WIFI模块18与MCU11连接；基于组网的汽车内人体探测报警系统还包括第二从设备3，第二从设备3包括第二座垫式薄膜开关31、第二非接触式加速度心跳模块32、第二非接触式微波心跳模块33和从WIFI模块34，第二座垫式薄膜开关31与从WIFI模块34连接，第二座垫式薄膜开关31是否导通，并通过从WIFI模块34传输是否导通信号至主设备1，第二非接触式加速度心跳模块33与从WIFI模块34连接，第二非接触式加速度心跳模块32通常可以安装在座椅背面进行目标心率检测，为非接触式，可选择日本村田研制的SCA10H模块，第二非接触式微波心跳模块33与从WIFI模块34连接，第二非接触式微波心跳模块33可以安装在目标体的前方或后方，可以在一定距离内探测到人的心率和呼吸频率，只需要发射信号区对准目标，不需要接触目标也可以进行探测，可以选择日本夏普研制的DC6M4JN3000模块，从WIFI模块34通过WIFI网络与主WIFI模块18进行通讯。

主设备1还包括主IEEE802.15.4模块15，主IEEE802.15.4模块15与MCU11连接。基于组网的汽车内人体探测报警系统还包括第三从设备2，第三从设备2包括第三座垫式薄膜开关41、第三非接触式加速度心跳模块42、第三非接触式微波心跳模块43和从IEEE802.15.4模块44，第三座垫式薄膜开关41与从IEEE802.15.4模块44连接，第三座垫式薄膜开关41是否导通，并通过从IEEE802.15.4模块44传输是否导通信号至主设备1，第三非接触式加速度心跳模块与从IEEE802.15.4模块连接，第三非接触式加速度心跳模块42通常可以安装在座椅背面进行目标心率检测，为非接触式，可选择日本村田研制的SCA10H模块，第三非接触式微波心跳模块与从IEEE802.15.4模块连接，第三非接触式微波心跳模块43可以安装在目标体的前方或后方，可以在一定距离内探测到人的心率和呼吸频率，只需要发射信号区对准目标，不需要接触目标也可以进行探测，可以选择日本夏普研制的DC6M4JN3000模块，从IEEE802.15.4模块44通过IEEE802.15.4网络与主IEEE802.15.4模块15进行通讯。

主设备1还包括GPS模块20， GPS模块20获取汽车位置信息并发送给MCU11。

主设备1还包括摄像模块19，摄像模块19进行拍照或录像并将数据传输给MCU11。

进一步的，报警终端5为一个或多个，优先的为2个及以上，如果报警终端是一个时，在这一个报警终端没有电关机或不在服务区的情况下，就无法及时收到报警信息。

报警信息包括多普勒微波模块、座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块探测的数据、环境温度数据、电池温度数据、汽车的地理位置、摄像模块拍摄的照片或录像中的一种信息或多种信息。

实施例2

基于组网的汽车内人体探测报警方法，包括系统首次配置流程、系统启动流程、蓝牙探测流程、探测报警流程、从设备配置流程、从设备探测流程，具体步骤如下：

（1）、系统首次配置流程，步骤如下：

S001：初始化MCU11和GSM/3G/4G模块16；

S002：初始化SIM卡，如果初始化SIM卡成功，则执行步骤S004，如果初始化SIM卡失败，则执行S003；

S003：无实际应用意义，进入自动关机；

S004：初始化蓝牙模块，包括主蓝牙模块17和从蓝牙模块24；初始化WIFI模块，包括主WIFI模块18和从WIFI模块34，初始化IEEE802.15.4模块，包括主IEEE802.15.4模块15和从IEEE802.15.4模块44，并设置基本网络参数；再执行S005；

S005：主蓝牙模块17等待蓝牙防丢器7配对连接，配对成功后执行S006；

S006：配置蓝牙防丢器7信息，再执行S007；

S007：蓝牙防丢器7进行探测，结束首次配置流程。

（2）、系统启动流程，步骤如下：

S101：初始化MCU11，初始化GSM/3G/4G模块16，然后执行S102；

S102：初始化SIM卡，如果初始化SIM卡失败，执行S103，如果初始化SIM卡成功，执行S104；

S103：无实际应用意义，系统进入自动关机；

S104：读取SIM卡配置参数，如果读取成功，则执行S112，如果失败，则执行S105；

S105：初始化蓝牙模块，包括主蓝牙模块17和从蓝牙模块24，再执行S106；

S106：初始化WIFI模块，包括主WIFI模块18和从WIFI模块34，再执行S107；

S107：初始化IEEE802.15.4模块，包括主IEEE802.15.4模块15和从IEEE802.15.4模块44，再执行S108；

S108：等待手机连接，连接成功，再执行要S109；

S109：等待蓝牙防丢器7与主蓝牙模块17配对连接，如果配对成功，执行S110；

S110：配置蓝牙防丢器7信息，再执行S111；

S111：进入蓝牙探测流程；

S112：MCU11读取警报信息，如有警报信息，则执行S114，如无报警信息，则执行S113；

S113：使用配置参数初始化主蓝牙模块17、主设备1的多普勒微波模块12以及从设备的座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块，再执行S111；

S114：初始化主蓝牙模块17，再执行S115；

S115：蓝牙防丢器7是否与主蓝牙模块17配对连接，如是则执行S111，如否则执行S116；

S116：GSM/3G/4G模块16发送上次保存的报警信息，并执行S111。

（3）、蓝牙探测流程，步骤如下：

S201：初始化主蓝牙模块17，设置网络参数及蓝牙防丢器7配置参数，再进行S202；

S202：判断蓝牙防丢器7是否连接主蓝牙模块17，如果是，执行S203；如果否则执行S204；

S203：继续获取蓝牙防丢器7参数；

S204：进入探测报警流程。

（4）、探测报警流程，步骤如下：

S301：蓝牙防丢器7是否与主蓝牙模块17配对连接，如果是，则执行S302，如果否，则执行S307；

S302：本实施例中电池采用电池温度阀值为80℃以上耐温的电池，汽车内环境温度超过37℃时人就会感到酷热，一般人们能够忍受环境温度上限是52℃，本实施例中设置环境温度阀值为40℃；环境温度检测模块3检测汽车内环境温度，电池温度检测模块4检测电池温度，MCU1读取电池温度和环境温度，执行S303；

S303：MCU11监控电池电量，再执行S304；

S304：其他模块电源是否关闭，如果是，则执行S306，如果否则执行S305；

S305：关闭GSM/3G/4G模块16电源，关闭WIFI模块电源，包括主WIFI模块18和从WIFI模块34，关闭IEEE802.15.4模块电源，包括主IEEE802.15.4模块15和从IEEE802.15.4模块44，关闭GPS模块20电源，关闭主设备的多普勒微波模块12电源，关闭从设备的非接触式微波心跳模块电源，关闭摄像模块19电源，关闭非接触式心跳加速度模块电源，从而以节省电池电量，再执行S306；

S306：转入定时唤醒模式；

S307：初始化WIFI模块，包括主WIFI模块18和从WIFI模块34，初始化IEEE802.15.4模块，包括主IEEE802.15.4模块15和从IEEE802.15.4模块44；

S308：初始化从设备的座垫式薄膜开关模块，再执行S309；

S309：初始化主设备的多普勒微波模块，再执行S310；

S310：转换信号灯提示状态，分别为座垫式薄膜开关和多普勒微波模块状态，如果座垫式薄膜开关探测到信号、多普勒微波模块探测到信号或座垫式薄膜开关和多普勒微波模块都探测到信号，则执行S311，如果座垫式薄膜开关和多普勒微波模块都没有探测到信号，则执行S318；

S311：从设备的座垫式薄膜开关探测到信号，可判断从设备所在的汽车内有人；主设备的多普勒微波模块探测到信号，可判断主设备所在的汽车内有人，再执行S312；

S312：环境温度检测模块13检测环境温度，电池温度检测模块14检测电池温度是否高于其电池温度阀值，如果否，则执行S313，如果是，则执行S319；

S313：初始化非接触式微波心跳模块、初始化非接触式加速度心跳模块；再执行S314；

S314：非接触式微波心跳模块或/和非接触式加速度心跳模块是否探测到人体心跳，如果是则执行S315：

S315：初始化摄像模块19，摄像模块19进行拍照或录像，再执行S316；

S316：初始化GPS模块20，GPS模块20获取汽车地理位置信息，再执行S317；

S317：初始化GSM/3G/4G模块16，通过GSM/3G/4G模块16将报警信息发送至报警终端；报警信息包括多普勒微波模块、座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块探测的数据、环境温度数据、电池温度数据、汽车的地理位置、摄像模块拍摄的照片或录像中的一种信息或多种信息；再执行S306；

S318：当从设备的座垫式薄膜开关探测和主设备多普勒微波模块同时探测到汽车内无人时，环境温度检测模块13检测环境温度，电池温度检测模块14检测电池温度是否高于其电池温度阀值，否则执行S306，是则执行S320；

S319：MCU11保存未报警信息，并执行S320 ；

S320：系统转入定时重启模式，间隔预设的时间内重启系统，本实施例中以1分钟为例，重启后系统后，待电池温度不高于其阀值时，执行S311。

（5）、在步骤（1）（2）（3）（4）中涉及到主设备与从设备之间的通讯的步骤中，从设备配置流程如下：

主设备1启动，从设备启动，从设备包括第一从设备4、第二从设备3和第三从设备2，主设备1与从设备之间通过无线连接，无线连接包括蓝牙、WIFI或IEEE802.15.4中的一种或多种无线连接方式，主设备1和从设备是否在无线配置模式，如否则启动未开启无线配置模式的设备；

从设备发送无线配置请求，主设备1是否收到无线配置请求，如是则发送无线配置信息至从设备，从设备是否收到无线配置信息，是则应答无线配置信息请求，提供配置标志核对信息；

主设备1是否收到合法的配置标志核对信息，是则主设备1发送确认配置完成信息；

从设备是否收到确认配置完成信息，如是则从设备结束配置过程，同时主设备1结束配置过程。

（6）、在步骤（1）（2）（3）（4）中涉及到主设备与从设备之间的通讯的步骤中，从设备探测流程如下：

主设备1启动，从设备启动并进入无线唤醒状态，从设备的探测模块包括座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块和非接触式微波心跳模块，主设备1广播无线唤醒信号，从设备是否收到唤醒信号，并判断合法标志信息，从设备初始化连接的探测模块，从设备将探测模块探测的结果发送给主设备1，主设备1是否收到从设备的数据，是则应答无线睡眠指令，从设备等待睡眠确认指令，并关闭连接的探测模块的电源，再进入无线唤醒状态；

主设备1判断是否有心跳类的感应信号，包括非接触式微波心跳模块或非接触式加速度心跳模块探测到的感应信号，是则发送报警信息，否则转入定时唤醒状态。

本实施例中，步骤（1）系统首次配置流程在首次启动系统时进行配置，以后启动系统则直接执行步骤（2）（3）（4），如果系统重置，则重置后执行步骤（1）（2）（3）（4）；如有 从设备与主设备通过无线方式连接，则执行相应的步骤（5）和（6）。

本实施例中采用蓝牙防丢器7是否与主蓝牙模块17连接来判断车主是否在附近，当蓝牙防丢器7与主蓝牙模块17保持连接状态，则多普勒微波、座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块不进行工作，当蓝牙防丢器7与主蓝牙模块17处于不连接状态下时，采用主设备的多普勒微波、从设备的座垫式薄膜开关、非接触式加速度心跳模块、非接触式微波心跳模块来探测车内是否有人，并通过GSM/3G/4G模块16来将报警信息发送至接收报警信息的手机中来实现报警功能，还可通过GPS模块20来获取车辆位置信息、摄像模块19来进行拍照或录像。

由于主设备的多普勒微波模块和从设备的座垫式薄膜开关耗电量小于从设备的非接触式加速度心跳模块和非接触式微波心跳模块，而从设备的非接触式加速度心跳模块和非接触式微波心跳模块的探测精度优于主设备的多普勒微波模块和从设备的座垫式薄膜开关，故本发明先用主设备的多普勒微波模块和从设备的座垫式薄膜开关来探测汽车内是否有人，当主设备的多普勒微波模块或/和从设备的座垫式薄膜开关探测到汽车内有人时，再用非接触式加速度心跳模块或/和非接触式微波心跳模块来精确探测汽车内是否有人；从而在设备耗电量较少的情况下，做到较高的探测精度。