基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置和控制方法与流程

本发明涉及智能车载报警器领域，具体地，涉及一种基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置和控制方法。

背景技术：

近年来，越来越多的儿童家长反映，由于家长的疏忽，没有安全意识的儿童被锁在车内而导致儿童窒息等事故频发。儿童如果被单独锁在车内，一段时间后很有可能因为闷热、窒息或被偷等原因导致其发生危险，甚至失去生命，对儿童的身心造成很大的伤害。所以要求驾驶员不要把儿童单独留在车上。国内外有些厂家开始研制出钥匙遗忘车内提醒装置，但往往没有人体感应功能感知到车内人员的存在，且危险发生时，不能第一时间通知家长，及时采取有效的营救措施，导致危情无法彻底解决。

因此，提供一种在使用过程中精确度高，可以提高装置安全性的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置和和控制方法是本发明亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的报警装置在危险发生时，不能第一时间通知家长，及时采取有效的营救措施，导致危情无法彻底解决的问题，从而提供一种在使用过程中精确度高，可以提高装置安全性的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置和控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置，所述儿童反锁车内智能报警装置包括：单片机系统、红外传感器模块、声音传感器、二氧化碳浓度传感器、声光报警器和通信模块；汽车的车窗开关分别通过所述红外传感器模块、所述声音传感器和所述二氧化碳浓度传感器与所述单片机系统的输入接口相连，所述声光报警器和所述通信模块分别与所述单片机系统的输出接口相连；其中，

所述红外传感器模块用于检测车内是否存在人；如果存在人体信号时，则输出低电平，否则输出高电平；所述声音传感器用于检测检测周围环境的声音强度，当检测结果大于声音阈值时，则输出低电平，否则输出高电平；所述二氧化碳浓度传感器用于检测车内的二氧化碳的浓度，当检测结果大于浓度阈值时，则输出低电平，否则输出高电平；所述单片机系统采用51单片机，用于都检测信号的处理，所述单片机系统的输出接口上还连接有驱动模块，用于控制车窗开关。

优选地，所述红外传感器模块为被动式红外传感器；其工作电压为：3-15v；工作波长为7.5-14um；检测距离为6-10m；水平角度为120°。

优选地，所述红外传感器模块包括依次连接的红外传感器、放大及处理电路和执行电路。

优选地，所述红外传感器采用kp2288型传感器。

优选地，所述二氧化碳浓度传感器中的浓度阈值为4900-5100ppm，当检测的结果大于所述浓度阈值时，则所述二氧化碳浓度传感器的dout引脚输出低电平信号。

优选地，所述二氧化碳浓度传感器中的浓度阈值为5000ppm。

优选地，所述通信模块采用sim800l电话模块。

本发明还提供了一种基于单片机控制的儿童反锁车内报警装置的控制方法，所述控制方法包括：

步骤1，将单片机系统初始化；

步骤2，利用红外传感器检测人体信号；如果检测到人体信号则进行步骤3，否则返回步骤1；

步骤3，声光报警器报警，然后利用所述声音传感器检测车内的哭声，且利用二氧化碳浓度传感器检测车内的二氧化碳浓度；如果声音传感器检测到哭声则通过通信模块向指定的移动端拨打电话，否则返回步骤1；如果二氧化碳浓度传感器的检测结果大于浓度阈值，则驱动模块控制车窗开关打开车窗，并且通过通信模块向指定的移动端拨打电话，否则返回步骤1。

根据上述技术方案，本发明提供的儿童反锁车内智能报警装置克服现有技术中的报警装置在危险发生时，不能第一时间通知家长，及时采取有效的营救措施，导致危情无法彻底解决的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置的结构示意图；

图2是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置中红外传感器模块的组成结构图；

图3是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置中红外传感器模块的电路原理图；

图4是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置中红外传感器模块的工作波形图；

图5是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警的控制方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

如图1-4所示，本发明提供了一种基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置，所述儿童反锁车内智能报警装置包括：单片机系统、红外传感器模块、声音传感器、二氧化碳浓度传感器、声光报警器和通信模块；汽车的车窗开关分别通过所述红外传感器模块、所述声音传感器和所述二氧化碳浓度传感器与所述单片机系统的输入接口相连，所述声光报警器和所述通信模块分别与所述单片机系统的输出接口相连；其中，

所述红外传感器模块用于检测车内是否存在人；如果存在人体信号时，则输出低电平，否则输出高电平；所述声音传感器用于检测检测周围环境的声音强度，当检测结果大于声音阈值时，则输出低电平，否则输出高电平；所述二氧化碳浓度传感器用于检测车内的二氧化碳的浓度，当检测结果大于浓度阈值时，则输出低电平，否则输出高电平；所述单片机系统采用51单片机，用于都检测信号的处理，所述单片机系统的输出接口上还连接有驱动模块，用于控制车窗开关。

根据上述技术方案，本发明提供的儿童反锁车内智能报警装置克服现有技术中的报警装置在危险发生时，不能第一时间通知家长，及时采取有效的营救措施，导致危情无法彻底解决的问题。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述红外传感器模块为被动式红外传感器；本设计所用的被动式红外传感器采用了双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图3所示，在vcc电源端利用c1和r2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体信号时，电荷信号经过fet放大后，经过c2，r1的稳压后使输出变为高电位，再经过npn的转化，输出out为低电平。

被动式红外传感器其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。

被动式红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达104mω，故引入的n沟道结型场效应管应接成共漏形式，即源极跟随器来完成阻抗变换。其由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。

被动式红外传感器主要工作参数：

工作电压：常用工作电压范围为3-15v；

工作波长：通常为7.5-14um；

源极电压：通常为0.4-1.1v，r约为47kω；

输出信号电压：通常大于2.0v；

检测距离：检测距离约为6-10m；

水平角度：约为120°。

图4为该电路的工作波形图，当未接收到红外线时,ic1输出ua为低电平。由于v的跟随作用,ic2输入为低电平,其输出ub为高电平。此时ic3处于稳态,输出uc为低电平。当红外接收头接收到红外线后,ic1输出ua跳变为高电平,ic2输出ub跳变为低电平,此低电平触发ic3电路,其输出uc立刻上跳为高电平。红外线开关电路就是用此高电平去控制其它执行电路动作的。红外头部分采用红外传感器kp2288和集成电路kc778b构成。ic2、ic3合用一块双极性ne556定时器。电源电压vcc为4-12v,电压越高,检测距离越远,可按需要选定。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述二氧化碳浓度传感器中的浓度阈值为4900-5100ppm，当检测的结果大于所述浓度阈值时，则所述二氧化碳浓度传感器的dout引脚输出低电平信号。本模块用于家庭、环境的二氧化碳探测装置，适宜于二氧化碳浓度的探测，二氧化碳气体敏感元件测试浓度范围：0－10000ppm。根据二氧化碳浓度含量与人体生理反应情况：当二氧化碳浓度在2000～5000ppm时，会感觉头痛、嗜睡、呆滞、注意力无法集中、心跳加速、轻度恶心；当浓度大于5000ppm时，可能导致严重缺氧，造成永久性脑损伤、昏迷、甚至死亡。本模块具有ttl输出有效信号，设定当二氧化碳浓度超过5000ppm左右时，dout引脚输出低电平信号。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述通信模块采用sim800l电话模块。支持全球四频网络，串口为ttl串口，可以与单片机直接连接，它与单片机第二串口相连。模块上电自动开机，自动寻网。

本发明还提供了基于单片机控制的儿童反锁车内智能报警装置的控制方法，所述控制方法包括：

步骤1，将单片机系统初始化；

步骤2，利用红外传感器检测人体信号；如果检测到人体信号则进行步骤3，否则返回步骤1；

步骤3，声光报警器报警，然后利用所述声音传感器检测车内的哭声，且利用二氧化碳浓度传感器检测车内的二氧化碳浓度；如果声音传感器检测到哭声则通过通信模块向指定的移动端拨打电话，否则返回步骤1；如果二氧化碳浓度传感器的检测结果大于浓度阈值，则驱动模块控制车窗开关打开车窗，并且通过通信模块向指定的移动端拨打电话，否则返回步骤1。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。