保护车内人体生命安全的车载式智能警报方法与流程

本发明涉及车载安全技术领域，尤其是保护车内人员生命安全的警报方法。

背景技术：

目前，随着科技进步和人民生活水平的提高，机动车也成了必不可少的交通工具，然而许多人不注意把小孩留在车内，因为不通风和氧气含量不足等原因，当车内温度升高，co含量升高，会严重威胁车内儿童的生命安全，最终导致悲剧的发生。每年这种案例数不胜数，无数家庭会因为这样的小失误失去自己的亲人，从而导致家庭悲剧频生。

从网上我们可以查到美国一项研究，当气温达到35℃时，阳光照射15分钟，封闭车厢里的温度就能升至65℃。而在澳大利亚昆士兰州皇家汽车俱乐部进行的测试中，汽车在阳光下停放1分钟后，车内温度会从19℃窜至30℃，7分钟后可达40℃以上的高温。尤其是夏天的时候，我们通过调查和实验得出，上午11时，天气预报显示的实时气温为32℃，并伴有东北风。我们将一辆家用轿车熄火停放树荫下并关闭车门车窗，将一个温度计放在前挡风玻璃下进行测温。一个小时后，车内温度上升为38℃，车内温度明显高于室外温度，但温差并不算太明显。之后，将车辆停放至一个露天停车场内，继续测温。熄火前，车内因为开了空调，测得车内温度为29.8℃，熄火后，车内的凉意逐渐消退，10分钟后车内的温度就升至39.5℃，车内存放的冰镇饮料瓶壁上冒出了很多水珠，饮料温度显示为33.9℃。20分钟后，温度计显示车内温度为48℃，饮料瓶中的饮料温度也升至45℃。一个小时后，车内温度计指针已经开始在60℃的临界点来回摆动，饮料瓶中饮料的温度更是达到61.5℃。再次进入车中，座椅已经被烤得烫人。两小时后，再次打开车门读取车内温度时，温度计的指针已经超过了临界点因而失效了，此时车内的温度应该超过了60℃，饮料的温度达到63.5℃。这样的温度相信每个人不愿意被遗忘在车内。因此，我们想到了一种可以保护车内乘员生命安全的车载式远程智能警报器，通过这种警报器，可以大大降低车内人员发生危险的概率。

调查发现，市场上现有的车载警报器大都是功能和用途比较单一，大部分都只是考虑汽车防盗和汽车定位方面的功能，几乎没有考虑从车内乘员安全问题。拿现有的车载防盗警报系统来说，只包括三个部分电路，震动检测电路，单片机控制电路和报警电路。当有振动时，检测电路产生数字脉冲信号，传送给单片机控制电路，单片机接收到信号，通过编好的程序处理和控制报警电路，接收到低电平，报警电路保持关闭状态，接收到脉冲信号时开启报警器，发出光和声音两种警报。另外一种是车载定位警报器通过手机通讯网络传输信息，结合全球定位，进行手机与汽车的智能联动报警。这是目前市场上比较普遍的车载警报器。但是他们没有考虑到在车内乘员安全问题。一旦车内乘员行动能力不便，长期被困在密闭的车内，导致车内温度升高和缺氧，从而容易发生意外。

技术实现要素：

鉴于现状，本发明充分考虑到了行动能力不便而被放在车内的乘员的问题，从车内空气温度，车内含氧量方面考虑，设计一种保护车内乘员生命安全的车载式警报方法，该方法能够时刻监视车内的温度，二氧化碳含量数据，通过lcd显示电路，显示出车内温度数值的氧气含量数值，一旦超过我们设置的数值，就会通过单片机对信号进行处理，数字信号转变为电信号，使报警器发出警报声音，提醒附近人员注意车内情况；同时，通过gsm模块给驾驶人员拨打电话或者发送短信，使其知道车内人员即将发生意外，快速赶回停车位置，进行营救。

本发明采取的技术方案是：

一种保护车内人体生命安全的车载式智能警报方法，所述的警报方法按照以下步骤实现：

启动用于探测车内是否有人的红外线传感器；

红外线传感器发送信号至处理器处理，若车内无人，处理器不启动温度传感器、气敏传感器工作，红外线传感器继续进行对车内监控；

若车内有人，处理器启动温度传感器、气敏传感器工作，温度传感器、气敏传感器将检测信号发送至处理器分别存储；将用键盘设置的温度、二氧化碳气体浓度值存储到处理器中；设置的温度、二氧化碳气体浓度值与检测信号值分别进行比较，若检测信号值没有超出设置的温度、二氧化碳气体浓度值，处理器不启动警报器、gsm模块，车内不会发出警报、向驾驶员发短信+打电话，温度传感器、气敏传感器继续进行对车内监控；

若检测信号值超出设置的温度、二氧化碳气体浓度值，处理器启动警报器、gsm模块，车内会发出警报、并且向驾驶员发短信+打电话，对车内人员进行实施救助，救助完成后，处理器复位，温度传感器、气敏传感器继续进行对车内监控。

进一步，所述的键盘采用3×4行列式键盘，当无键按下时，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平由列线的电平来决定，由于行、列线共用，各按键之间彼此相互发生影响，将行、列线信号配合并作处理，来确定闭合键的位置，用来在处理器存储位置上设置温度、二氧化碳气体浓度值。

进一步，所述的温度传感器、气敏传感器将检测信号值发送至处理器中，并且通过lcd显示电路显示在lcd显示器上。

该方法实现采用的设备包括单片机，手动复位装置，报警器，温度传感器，气体浓度传感器，gsm模块，三极管，lcd显示器，数字按键，电阻，电容，电路板，排阻，缓冲器和线路驱动器，继电器，具体来说：

（1）在图1和图3中，报警器串联电阻和三极管的集电极，发射极接地，然后一个引脚与单片机的p3.7引脚连接，另外一个引脚与报警器并联然后与单片机的ea引脚连接，连接后单片机可以通过编程对报警器进行控制。

（2）图2是手动复位电路k电容元件并联，后串联于单片机的rst引脚，报警解除之后，可以进行手动复位。

（3）图5是智能温度传感器与单片机的p2.7引脚连接，图8是智能气体浓度传感器的ao端与单片机的p3.5连接，do端与单片机的p3.6连接，图10是红外线探头,与单片机的p3.4引脚连接。

（4）我们使用的智能温度传感器内部都包含温度传感器、a/d转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路，因此不需要加入一个ad转换器，直接实现数模转换的功能。

（5）我们通过单片机编写程序，设定一个临界温度值，然后利用气体浓度传感器进行检测，当超过这个数值的时，信号传给单片机，就会发生报警；这样在连接电路，检测等方面会很方便。

（6）我们需要的是3×4的行列式键盘，因此需要在单片机上引出7个引脚，矩阵键盘的3行分别与单片机的p2.0-p2.2相连，矩阵键盘的4列线分别与单片机上p0.0引脚端标号db0连接、p0.1引脚端标号db1连接、p0.2引脚端标号db2连接、p0.3引脚端db4连接。作为键盘控制电路如图4有关输入口，与wr端口配合使用，实现控制键盘输入、转换成bcd码等相关功能。

（7）图7是单片机内部震荡电路，xtal1和xtal2是外接时钟引脚，因此选用xtal1作为振荡反相放大器的及内部时钟发生器的输入端，xtal2作为振荡器反相放大器的输出端，这两个引脚作为时钟振荡电路，采用内部振荡电路法，需要在两个引脚外接石英晶体和振荡电容，振荡电容值取10p-30p.为单片机工作提供相应的工作频率。

（8）into中断端（p3.2）外部中断0，用于开始工作时，先让各系统中断，系统检查状态是否准备好，再进行工作。

（9）图9是gsm模块的两个引脚接于单片机的p2.4和p2.5引脚，通过单片机编译发出信号，然后发送短息或者拨打电话。

（10）图6是lcd显示屏与图4的键盘连接，手动键盘在计算机应用系统中是一个很关键的部件，它能实现向计算机输入数据、传达的命令，作为人工干预的主要手段。

（11）图6的lcd显示屏的d0-d7八个引脚与单片机上的p1.0-p1.7八个引脚连接；lcd显示屏上的rs引脚与单片机的p3.0引脚连接，r/w接地，e引脚接单片机p3.1引脚；gnd引脚接地。

（12）需键盘手动控制lcd显示电路，键盘与lcd显示电路并联连接。

本发明的工作原理是：所有元器件都连接在一块电路板上面，电路板置于车内，直接与空气接触，通过数据线与车内电源连接，我们提前通过单片机编译好我们的温度临界数值和气体浓度临界数值。先通过红外线探头探测车内是否有生命体存在，探测出不存在生命体，则gsm模块，温度探测器，气体浓度探测器不进行工作；否则，就开始工作。红外线探测器检测出车内有生命时，温度传感器和气体浓度传感器开始工作，温度传感器感应出车内温度通过电信号传给单片机，单片机通过编译，把信号转变为数字信号传给lcd显示屏，上面能够准确的显示出车内当时的温度度数，超过我们设置的数值，温度传感器将信号传给单片机，单片机通过编译，将数字信号转变为电信号通过三极管的放大作用传给报警器，然后报警器发出报警声。气体浓度传传感器的应用效果跟温度传感器一样。

本发明具有的有益效果是：

本发明能够在第一时间发现车内被遗留儿童或者老人，从而及时有效的解决这个问题，大大减小对车内遗留人员造成的伤害。

1、我们只需要通过编写程序就可以实现制动控制的功能，使用起来非常方便。

2、各个元器件的功能实现速度快，可以直观的看出车内环境的好坏与否，利于人们更快的出处理发生的状况。

3、可以识别车内是否有人，然后选择是否工作，方便实用。

这种保护车内人体生命安全的智能警报方法，根据不同的情况实现不同的功能，多个传感器实现不同功能，更加合理有效的保护车内乘员的安全，构思合理，对于推动人体生命安全起到至关重要的作用。

在红外线探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号，然后发出的信号由单片机进行信号处理，及时得出车内是否有人存在，从而可以减小对车内人员造成伤害。

利用温度传感器测试车内温度，温度的显示方式在lcd显示电路上面，我们可以更加直观的看到此刻车内温度；设定行列式键盘电路可以设定我们要求的温度范围，超出我们设定的温度温度传感器就会自动发出警报从而得出车内温度太高，信号处理后，通过单片机编好后的软件处理，后输出控制信号经过gsm模块处理后自动拨打主人电话号码进行语音提示报警。

利用气体浓度传感器，可以监测出在车内温度正常的情况下，气体浓度超标时，通过信号处理，发出信号，由数模模块转换后传入单片机，单片机内部软件编程处理后，输出控制信号，经过gsm模块处理后自动拨打主人电话号码进行语音提示报警。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是at89c52实际引脚电路图。

图2是手动复位示意图。

图3是报警电路示意图。

图4是行列式键盘示意图。

图5是ds18b20智能温度传感器电路模块。

图6是lcd液晶显示电路模块。

图7是内部震荡模块。

图8是co浓度传感器引脚示意图。

图9是gsm模块电路图。

图10是探测人体的红外线探测器。

图11是本发明的控制流程图。

具体实施方案

以下将结合附图和实例对本发明保护车内人体生命安全的车载式警报方法作出进一步的描述。

一种保护车内人体生命安全的车载式智能警报方法，所述的警报方法按照以下步骤实现：

启动用于探测车内是否有人的红外线传感器；

红外线传感器发送信号至处理器处理，若车内无人，处理器不启动温度传感器、气敏传感器工作，红外线传感器继续进行对车内监控；

若车内有人，处理器启动温度传感器、气敏传感器工作，温度传感器、气敏传感器将检测信号发送至处理器分别存储；将用键盘设置的温度、二氧化碳气体浓度值存储到处理器中；设置的温度、二氧化碳气体浓度值与检测信号值分别进行比较，若检测信号值没有超出设置的温度、二氧化碳气体浓度值，处理器不启动警报器、gsm模块，车内不会发出警报、向驾驶员发短信+打电话，温度传感器、气敏传感器继续进行对车内监控；

若检测信号值超出设置的温度、二氧化碳气体浓度值，处理器启动警报器、gsm模块，车内会发出警报、并且向驾驶员发短信+打电话，对车内人员进行实施救助，救助完成后，处理器复位，温度传感器、气敏传感器继续进行对车内监控。

所述的键盘采用3×4行列式键盘，当无键按下时，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平由列线的电平来决定，由于行、列线共用，各按键之间彼此相互发生影响，将行、列线信号配合并作处理，来确定闭合键的位置，用来在处理器存储位置上设置温度、二氧化碳气体浓度值。

所述的温度传感器、气敏传感器将检测信号值发送至处理器中，并且通过lcd显示电路显示在lcd显示器上。

本发明保护车内人体生命安全的车载式警报方法采用的元器件包括图1单片机，图2手动复位装置，图3报警器，图4行列式键盘，图5温度传感器，图6是lcd显示器，图7是内部震荡电路，图8是气体浓度传感器，图9是gsm模块，图10是探测人体红外线探测器。

如图1所示，是单片机实际引脚电路图，是整个控制系统的中心，编写好的程序通过单片机发出指令和接收传感器反馈回来的指令，然后对报警器，gsm模块发出指令，作出相应的措施，对车内的乘员进行保护；电源串联一个排阻，防止接入电流过高烧坏单片机，与单片机的p0.o-p0.7八组引脚连接。

图2是复位电路，功能是复位输入；只有一组引脚连接在单片机的reset引脚，当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间；报警器发出报警信号后，车外人员迅速赶到车内救护车内乘员，确定车内成员安全后，可手动进行复位，使之恢复原状。

图3报警电路，该报警电路由两个主要部件组成，sp1报警装置和q1三级管，如果来自单片机p3.7端的信号使三极管基极和发射极导通，即有电流通过时，那么从vcc到sp1到集电极也会有电流通过，这样会让sp1报警装置发出报警声音，如果来自单片机p3.7端的信号使三极管基极和发射极没有导通，则无电流通过，sp1不发声音。

图4是3×4行列式键盘，当无键按下时，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平有列线的电平来决定。由于行，列线共用，各按键之间彼此相互发生影响必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。作为与键盘控制电路有关输入口，与wr端口配合使用，实现控制键盘输入、转换成bcd码等相关功能；3行线接于单片机的p2.0-p2.2，4列线与单片机上p0.0引脚端标号db0、p0.1引脚端标号db1、p0.2引脚端标号db2、p0.3引脚端db4连接，组成一个3行4列的键盘控制系统，通过编码实现按键的功能。

图5是db18b20智能温度传感器，内部都包含温度传感器、a/d转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路；db18b20智能温度传感器只有三个引脚，一根接电源vcc，一根接地，另外一根接at89c52的p2.7端，它的温度测量数字转换与控制以及与单片机的配合，是通过复杂的编程实现的，当车厢内温度超过我们设置的温度时，就会反馈给单片机，此时就会报警装置就会发出报警声，同时gsm模块也会发送短信或者拨打电话提醒车内有乘员发生危险。

图6是lcd显示器，lcd显示屏的d0-d7八个引脚与单片机上的p1.0-p1.7八个引脚连接；lcd显示屏上的rs引脚接单片机p3.0引脚，r/w接地；e引脚接单片机p3.1引脚；gnd引脚接地；我们使其与lcd显示电路配合使用，通过单片机编译在lcd显示电路上显示出车厢内的温度数值。

图7是内部震荡电路，两个引脚分别置于单片机的xtal1和xtal2引脚，作用是为单片机提供相应的工作频率。

图8是测试气体浓度的传感器，有四个引脚，分别是vcc电源正极，gnd电源负极，do：ttl开关信号输出，ao：模拟信号输出；ao引脚接单片机的p3.5引脚，do引脚接单片机的p3.6引脚；我们通过编写程序，编写出一个数值，车内的co气体通过气体浓度传感器进行探测，当超过我们设定的浓度是，反馈给单片机，通过单片机进行报警。

图9是gsm模块，有4个引脚，一个是电源vcc，另外一个是gnd接地，其余两个引脚与单片机的p2.4和p2.5引脚相连，中间连接一个电磁继电器；电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的；只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合；当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放；这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的；gsm模块检测到开关信号时(触发端口2与地线(gnd)端口3发生短路时)，系统就会将预存对应的端口信息发送到给预存的手机上或者打电话到预存的手机号上；这样，gsm模块就可以在发生警情的时候，发出短信或者拨打电话给指定的移动手机机主，对车内的乘员进行营救。

图10是我们采用了一种红外线探测器，可以通过红外线探测感应车内是否存在生命体；传感器有三个引脚，一个接vcc，一个接gnd，out引脚与单片机的p3.4引脚直接连接；天气太热时，即使车内无人，封闭的车厢内温度也会达到很高，按照原来的方案，报警系统还是会被触发，这样的话就太麻烦；我们通过复杂的程序编写，可以实现的功能是，如果车厢内无人，就会发送信号反馈单片机，单片机再发出信号，警报系统中的温度传感器和气体浓度传感器不工作；车内无人，报警系统不会响起，继续进入监控状态；红外探测器探测出车内有人，则发出信号，温度传感器和气体浓度传感器开始工作。

下面图中各个元器件与单片机引脚的连接跟标号一致，各个引脚的连接状况比较清晰。

警报器发出信号之后，当驾驶人员已经处理好了车内的问题后，警报解除后，我们利用手动复位开关把警报器恢复工作状态，警报器可以继续对车内情况进行监控。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案。但是，本发明的保护范围不仅局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。