儿童安全座椅监测装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种儿童安全座椅，尤其是涉及一种儿童安全座椅监测装置及其控制方法。

背景技术：

随着科技的发展以及生活水平的提高，汽车已经是我们出行必备的交通工具，交通出行中，安全最重要。一般的，汽车上的安全措施如安全带、安全气囊几乎是依据成人的身材、体重设计的，若儿童系上安全带坐在前座，由于儿童的身材、体重不同于成人，因此如果儿童使用专为成人而设计的安全措施，非但无法降低伤害，相反的反而增大儿童的伤害。因此，亟需一种专为儿童设计的安全措施。

儿童安全座椅是一种系于汽车座位上，供儿童乘坐且有束缚设备并能在发生车祸时，束缚着儿童以最大线度保障儿童安全的座椅。现有市场上的儿童座椅品种参差不齐，实现的功能比较单一，无法对儿童起到更好的保护，如中国专利文献CN 105539345 A公开了一种儿童座椅控制装置、控制方法，包括重量传感器，运动传感器，开关传感器，处理模块，以及告警器，所述儿童用的汽车安全座椅，功能单一，仅能测量儿童是否在车内，检测车辆的行驶状态，以及检测儿童安全带扣是否卡扣好，当车内环境超过儿童承受的范围时，此时无法检测并发出告警，威胁儿童的人身安全。同时，所述专利文献中的安全座椅无法对事故进行监测，预判，当发生事故时无法进行报警处理。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种儿童安全座椅监测装置及其控制方法，能够对儿童体重、温度、地理位置等进行监测，更重要的是，能够根据儿童安全座椅的运动状态进行事故监测。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种儿童安全座椅监测装置，包括微控处理模块、传感器模块、通信模块，以及电源模块，所述传感器模块与所述微控处理模块相连接，所述传感器模块包括GPS定位单元，惯性测量单元，温度测量单元，重量测量单元、开关监测单元，以及儿童监测单元，所述传感器模块将检测到的监测信息输入至微控处理模块处理，所述微控处理模块与通信模块相连接，通过通信模块向客户端同步监测信息，以及发送告警信息，所述电源模块与微控处理模块、通信模块相连接，用于为其供电。

优选地，所述GPS定位单元包括GPS天线，以及与所述GPS天线相连接的GPS传感器，所述GPS用于接收卫星信号，所述GPS传感器将所述卫星信号转换为位置信息。

优选地，所述惯性测量单元包括至少一个用于测量儿童运动数据的陀螺仪和加速度计，所述温度测量单元包括至少一个用于监测汽车室内环境的温度传感器，所述重量测量单元包括至少一个用于测量儿童重量的压力传感器，所述安全带卡扣监测单元包括至少一个用于测量安全带是否系好的开关传感器，所述儿童监测单元包括至少一个用于测量儿童是否在座椅内的距离传感器。

优选地，所述通信模块包括GSM通信单元，以及蓝牙通信单元，所述GSM通信单元通过短消息服务发送告警信息，所述蓝牙通信单元用于将监测信息同步至客户端。

一种儿童安全座椅监测装置的控制方法，包括如下步骤：

S1，判断儿童安全座椅内是否有儿童，若有儿童，执行S2，若无儿童，则监测装置停止工作；

S2，测量儿童重量并判断是否需要更换座椅，若无需更换，则执行S3，否则，更换座椅后执行S3；

S3，判断儿童安全带是否系好，若安全带未系好，则发出告警信息，否则，执行S4；

S4，测量温度并判断是否温度过高，以及事故监测并判断是否发生事故。

优选地，所述判断儿童安全座椅内是否有儿童包括以下步骤：

S101，距离测量单元测量距离，获得距离值；

S102，微控处理模块根据所述距离值判断，若距离值小于预设值，则执行S103，否则，监控装置停止工作；

S103，测量重量并判断是否需要更换座椅。

优选地，所述判断是否需要更换座椅包括如下步骤：

S201，重量测量单元测量未放入儿童时的重量数据；

S202，重量测量单元测量放入儿童时的重量数据；

S203，计算儿童重量；

S204，若儿童重量大于预设值，则发出更换下一类别座椅信息，否则无需更换座椅。

优选地，所述判断儿童安全带是否系好包括如下步骤：

S301，安全带卡扣监测单元是否发出接点信号；

S302，若发出接点信号，则表明安全带系好；否则，执行S303；

S303，发送安全带卡扣未扣好信息。

优选地，所述测量温度并判断是否温度过高包括如下步骤：

S401，温度测量单元测量车辆温度，获得温度数据；

S402，若温度数据大于预设值，则执行S403，否则，执行401～402；

S403，发送温度过高告警信息。

优选地，所述判断是车辆是否发生事故包括如下步骤：

S501，惯性测量单元测量儿童胸部加速度，以及儿童纵向加速度；

S502，计算儿童胸部加速度≤50g，儿童纵向加速度≤30g的时间间隔；

S503，若时间间隔小于3ms，则执行S504，否则，执行S501～S502；

S504，发送事故信息至客户端。

本发明的有益效果是：

本发明所述的儿童安全座椅，通过设置监测装置，能够对儿童体重、温度、地理位置等进行监测，更重要的是，能够根据儿童安全座椅的运动状态进行事故监测。

附图说明

图1是本发明的监测装置系统结构框图示意图；

图2是本发明的无限充电装置结构框图示意图；

图3是本发明的监控装置的控制方法步骤示意图；

图4是本发明的判断儿童安全座椅内是否有儿童的方法步骤示意图；

图5是本发明的测量儿童重量并判断是否需要更换座椅流程图示意图；

图6是本发明的判断安全带卡扣是否扣好的方法步骤示意图；

图7是本发明的判断车内温度是否超范围的流程图示意图；

图8是本发明的判断是否发生事故的流程图示意图。

附图标记

1、微控处理模块，2、传感器模块，21、GPS定位单元，22、惯性测量单元，23、温度测量单元，24、重量测量单元，25、安全带卡扣监测单元，26、儿童监测单元，3、通信模块，31、GSM通信单元，32、蓝牙通信单元，4、电源模块，41、无线充电发送模块，411、发送转换单元，412、发送线圈，42、无线充电接收模块，421、电池充电单元，422、电池单元，4221、接收转换单元，4222、接收线圈，423、电池管理单元，4231、显示单元，4232、电池监测单元，4233、报警单元。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本实施例中，以一种儿童安全座椅为例，对本发明所述的儿童安全座椅监测装置进行详细的说明，当然，本发明所述的监测装置还可以设置于婴儿提篮、婴儿推车等承载儿童的座椅或其他装置上面，即将监测装置设于婴儿提篮或婴儿推车上，具体的，本实施例中所述的儿童安全座椅包括座椅本体，以及设于座椅本体上的座椅提杆。

如图1所示，本发明揭示了一种儿童安全座椅监测装置，优选地，所述儿童安全座椅监测装置设于座椅本体上，所述监测装置包括微控处理模块1、传感器模块2、通信模块3、以及电源模块4，所述传感器模块2与微控处理模块1相连接，将检测到的监测信息输入至微控处理模块1进行相应的处理，所述通信模块3与微控处理模块1相连接，所述微控处理模块1通过通信模块向客户端同步监测信息，以及发送告警信息，所述电源模块4与微控处理模块1，以及通信模块3相连接，用于为其供电，保证其正常工作。

所述传感器模块2包括GPS定位单元21、惯性测量单元22、温度测量单元23，重量测量单元24、安全带卡扣监测单元25，以及儿童监测单元26，更进一步的，所述GPS定位单元21用于检测儿童安全座椅的位置信息，当发生事故时，可以进行快速、准确的定位，及时的展开救援，所述GPS定位单元21包括GPS天线，以及与所述GPS天线相连接的GPS传感器，所述GPS用于接收卫星信号，所述GPS传感器将所述卫星信号转换为位置信息，并将位置信息输入至微控处理模块1，当有事故发生时，微控处理模块通过通信模块3将所述位置信息发送至客户端，若无事故发生时，也可以对儿童安全座椅进行精确的定位，优选地，所述GPS天线设于儿童安全座椅的座椅提杆上，当然，GPS天线也可以设置在座椅本体上。

所述惯性测量单元22包括至少一个用于测量儿童运动数据的陀螺仪和加速度计，所述陀螺仪以及加速度计能够测量儿童胸部的加速度，记为a_胸，同时能够测量儿童纵向(Z轴)加速度，记为a_z，所述惯性测量单元22测量到得儿童运动数据a_胸，a_z输送至微控处理模块1进行相应的处理并判断是否发生事故。

所述温度测量单元23包括至少一个温度传感器，用于监测汽车内的温度环境，并将测量到的温度数据输入至微控处理模块1处理并进行判断是否温度过高，温度过高时通过通信模块3发送告警信息。

所述重量测量单元24包括至少一个压力传感器，所述压力传感器能够将压力转换为力的变化的物理量，即本实施例中所述的重量，所述压力传感器优选自压阻式压力传感器，优选地，所述重量测量单元24设于儿童安全座椅提杆的中部，当通过座椅提杆提起座椅时，手掌在座椅重量的作用下对重量测量模块中的压力传感器进行挤压，压力传感器检测到压力，并将其转化成重量数据输入至微控处理模块中进行进一步的处理，当然，重量测量单元还可以设有座椅本体的底部，对儿童重量进行测量。

所述安全带卡扣监测25单元包括至少一个用于测量安全带卡扣是否扣好的开关传感器，所述开关传感器发出的是接点信号，当安全带插头与插座的接触点接触时，发送接点信号至微控处理模块进行相应的处理。

所述儿童监测单元26包括至少一个距离传感器，优选地，所述距离传感器设于儿童安全座椅提杆的中部，所述距离传感器将测量座椅提杆顶部距离座椅底部的距离输入至微控处理模块1处理并进一步判断儿童安全座椅内是否有儿童。

所述通信模块3包括GSM通信单元31，以及蓝牙通信单元32，所述GSM通信单元31包括GSM天线，以及GSM发送单元，所述GSM通信单元31能够将重量信息、温度信息，位置信息，以及事故信息发送至客户端，所述蓝牙通信单元32能够将传感器模块检测到的监测信息同步至客户端中。

结合图1和图2所示，本实施例中，电源模块4优选通过无线方式进行充电，电源模块4与微控处理模块1，以及通信模块3相连接，为其供电，保证其正常工作，所述电源模块4包括无线充电模块，所述无线充电模块包括无线充电发送模块41和无线充电接收模块42，所述无线充电发送模块41安装于汽车座椅上，所述无线充电接收模块42设于所述儿童安全座椅本体上，无线充电发送模块41与无线充电接收模块42通过无线连接实现充电，当儿童安全座椅放置于汽车座椅上时，即可充电，远离时，不充电，方便、快捷，有效的节约成本。

具体的，所述无线充电发送模块41包括发送转换单元411，以及与所述发送转换单元411相连接的发送线圈412，所述发送转换单元411将电流通过转换为电磁波，并通过发送线圈412发送出去。

所述无线充电接收模块包括电池充电单元421，电池单元422，以及电池管理单元423，所述电池充电单元421与电池单元422相连接，用于为电池单元422充电，所述电池管理单元423与电池单元422相连接，对电池单元进行422监测、管理。

所述电池充电单元421包括接收转换单元4211，以及与所述接收转换单元4211相连接的接收线圈4212，所述接收线圈4212接收发送线圈412发送的电磁波，将接收到的电磁波传输至接收转换单元4212，所述接收转换单元4212将电磁波转化为电流输入至电池单元422，为电池单元422进行充电。

所述电池管理单元423包括电池监测单元4231，显示单元4232，以及报警单元4233，所述电池监测单元4231与所述电池单元422相连接，用于监测电池单元的电量信息，所述电池监测单元4231与显示单元4232相连接，将电量信息在显示单元中进行显示，同时，所述报警单元4233与电池监测单元4231相连接，当电池监测单元4231监测到的电池单元422电量低时，通过报警单元4233发出告警信息，具体的，所述报警单元4233包括数个蜂鸣器(Buzzer)，当电量低时，蜂鸣器能够发出声音，提醒用户需要进行充电处理。

如图3所示，一种儿童安全座椅监测装置的控制方法，包括如下步骤：

S1，判断儿童安全座椅内是否有儿童，若有儿童，执行S2，否则，监测装置停止工作；

S2，测量儿童重量并判断是否需要更换座椅，若无需更换，则执行S3，否则，更换座椅后执行S3；

S3，判断儿童安全带是否系好，若安全带未系好，则发出告警信息，否则，执行S4；

S4，测量温度并判断是否温度过高，以及事故监测并判断是否发生事故。

具体的，如图4所示，判断儿童安全座椅内是否有儿童的过程包括以下步骤：

S101，距离测量单元测量距离信息输入至微控处理模块；

S102，微控处理模块根据所述距离信息进行判断，当测量的距离小于预设值时，则执行S103，若等于预设值时，则微控处理模块停止工作；

S103，测量重量测量。

如图5所示，测量儿童重量及判断是否需要更换座椅流程图，具体的，测量儿童重量及判断是否需要更换座椅包括如下步骤：

S201，重量测量单元测量未放入儿童时的重量数据，具体的，

重量测量模块通过压力传感器测量到一个重量数据，记为第一重量数据G1，所述第一重量数据输出并存储在微控处理模块中；

S202，重量测量单元测量放入儿童时的重量数据，具体的，

当放入儿童后，重量测量模块通过压力传感器检测到一个重量数据，记为第二重量数据G2，所述第二重量数据输入并存储在微控处理模块中；

S203，计算儿童重量，具体的，

所述微控处理模块根据两次测量得到的重量数据计算出儿童重量数据，记为儿童重量G3，其中，

G3＝G2-G1；

G3表示儿童重量，G2表示放入儿童后的测得的重量数据，G1表示未放入儿童时测得的重量数据；

S204，若儿童重量大于预设值，则发出更换座椅信息，否则无需更换座椅，具体的，

微控处理模块根据儿童重量数据进行判断是否需要更换座椅，微控处理模块判断当前G3是否大于预设值，本实施例中优选13Kg、18Kg、36Kg，若未大于13Kg则表明座椅适合儿童当前使用；若大于13Kg，则进一步判断是否大于18Kg，若小于18Kg，则表明座椅不适合当前儿童使用，需选择第二类别的座椅；若大于18Kg则表明需要选择第三类别座椅。

如图6所示，所述判断儿童安全带卡扣是否扣好包括如下步骤：

S301，安全带卡扣监测单元是否发出接点信号；

S302，若发出接点信号，则表明安全带系好；否则，执行S303；

S303，发送安全带卡扣未扣好信息；具体的，

安全带卡扣监测单元包括至少一个开关传感器，安全带插头与插座内设有相配合的接触点，当安全带插头插入至插座内，接触点相接处时，开关传感器发出接点信号至微控处理模块，当安全带插头上的接触点未与插座内的接触点相接触时，即，微控处理模块未接收到接点信号，此时，通过通信模块发送告警信息至客户端，告知安全带卡扣未扣好，通常的，所述客户端为手机。

如图7所示，测量温度并判断是否温度过高的流程图，具体的，测量温度并判断是否温度过高包括如下步骤，

S401，温度测量单元测量车辆温度，获得温度数据；

S402，若温度数据大于预设值，则执行S403，否则，执行401～402；

S403，发送温度过高告警信息，具体的，

首先，温度传感器测量汽车室内温度，得到温度数据，同时将温度数据输入至微控处理模块；

其次，所述微控处理模块对温度数据进行处理，具体的，将所述温度数据与微控处理模块中的温度预设值进行对比，本实施例中优选为38摄氏度，若高于预设值，则通过通信模块发送告警信息，若低于预设值，则记录温度数据，并将温度数据通过蓝牙通信单元输送至客户端中，进行直观的展示。

如图8所示，判断是车辆是否发生事故的流程图，判断是车辆是否发生事故包括如下步骤：

S501，惯性测量单元测量儿童胸部加速度，以及儿童纵向加速度；

S502，计算儿童胸部加速度小于等于50g，儿童纵向加速度小于等于30g的时间间隔；

S503，若时间间隔小于3ms，则执行S504，否则，执行S501～S502；

S504，发送事故信息至客户端；其中，g表示重力加速度，具体的，

首先，惯性测量单元测量儿童胸部加速度，即a_胸，以及儿童纵向(Z轴)加速度，即a_z；

其次，微控处理模块根据a_胸，以及a_z计算a_胸≤50g，a_z≤30g的时间间隔t，其中，g表示重力加速度，当t≤3ms时，表明发生了真实事故，此时微控处理单元启动查找联系人，查找预设在微控处理单元内的联系人，所述联系人包括警察、父母等，并将事故信息发送至查找到的联系人，所述事故信息包括GPS定位单元测量到的位置信息，联系人收到事故信息后，会发送回执至微控处理模块，此时，微控处理模块停止查找联系人，当微控处理模块在一定时间内未收到回执，则继续依次查找预设的联系人并发送事故信息，直到收到回执为止。

当t＞3ms时，表明未发生事故，微控处理模块继续进行计算a_胸≤50g，a_z≤30g的时间间隔。

本发明所述的儿童安全座椅通过设置各种监控装置，能够对儿童体重、温度、地理位置等进行监测，更重要的是，能够根据儿童安全座椅的运动状态进行事故监测。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。