智能儿童安全座椅系统的制作方法

本发明涉及车辆安全领域，尤其涉及一种智能儿童安全座椅系统。

背景技术：

儿童安全座椅可以在车辆行驶过程中约束儿童，避免碰撞事故中的冲击对儿童造成严重损伤。但是，现有安全座椅其仅仅是车辆内的一个独立的附加装置，仅仅起到固定儿童身体的作用。现有安全座椅功能单一，且由于其材料以及结构限制。儿童坐在现有安全座椅上容易感到闷热，乘坐体验不佳。

实际使用过程中，车辆的碰撞事故发生概率并不高，其对儿童的伤害仅仅在车辆使用过程中占据有限的比例。车辆使用过程中，家长将儿童遗忘在车里，反而更为频发。高温环境下，车内温度极易使儿童中暑，家长一旦未及时发现被遗忘在车里的儿童，这反而会对儿童生命带来很大的威胁。

因此，目前急需一种能够实时检测车辆内环境、并且能够实时提醒家长的儿童安全座椅。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能儿童安全座椅系统，其通过设置各各种传感器综合地实时地获得车内儿童的状况，并判断儿童在车内是否舒适，在遇到紧急状况时，本发明还能够及时的报警。

首先，为实现上述目的，提出一种智能儿童安全座椅系统，安装于车辆上，其包括座椅本体和控制单元，所述安全座椅本体上还设置有压力传感器、温度传感器、加速度传感器、定位单元、空气质量传感器和通讯单元；所述控制单元同时连接所述压力传感器、温度传感器、加速度传感器、定位单元、空气质量传感器和通讯单元；所述控制单元被设置以执行以下步骤：第一步，通过所述通讯单元接收对所述智能儿童安全座椅系统的控制信号，设置所述智能儿童安全座椅系统；第二步，通过所述定位单元检测并定位所述安全座椅本体的位置，通过所述通讯单元上报所述安全座椅本体的位置数据；通过所述空气质量传感器检测所述安全座椅本体所处环境的空气质量，通过所述通讯单元上报检测获得的空气质量数据；通过所述温度传感器检测所述安全座椅本体所处环境的温度和/或使用者的温度，通过所述通讯单元上报检测获得的温度数据；通过所述压力传感器检测所述安全座椅本体是否正在使用，通过所述加速度传感器检测所述车辆的行驶状态；第四步，所述控制单元接收所述压力传感器的数据以及所述加速度传感器的数据，在所述压力传感器检测所述安全座椅本体正在使用、所述加速度传感器检测所述车辆未在行驶，且该状态持续超过预设时长时报警；第五步，所述控制单元判断所述空气质量数据、所述温度数据是否超出系统所设置的范围，在超出所述系统所设置的范围时产生调节信号，通过所述通讯单元输出或上报所述调节信号。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，还包括云端以及无线设备；所述无线设备与所述控制单元之间通过所述通讯单元通讯连接；所述无线设备通过所述通讯单元向所述智能儿童安全座椅系统发出控制信号，设置所述智能儿童安全座椅系统；所述无线设备还通过所述通讯单元接收所述安全座椅本体的位置数据、空气质量数据、温度数据、所述安全座椅本体是否正在使用的数据、所述车辆行驶状态、报警信号以及所述调节信号；所述云端与所述控制单元之间通过所述通讯单元通讯连接；所述云端通过所述通讯单元实时接收、存储或更新所述安全座椅本体的位置数据、空气质量数据、温度数据、所述安全座椅本体是否正在使用的数据、所述车辆行驶状态、报警信号以及所述调节信号；所述云端还与所述无线设备通过无线网络通讯连接，所述云端根据所述报警信号通知与该智能儿童安全座椅系统对应的无线设备。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，所述通讯单元包括：gprs模块、gsm模块、无线通讯模块、蓝牙模块。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，所述加速度传感器还包括重力感应模块，用于过检测重力的变化，在重力变化超出设定的颠簸强度阈值时输出颠簸报警信号。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，所述安全座椅本体正在使用的判断依据为：所述压力传感器检测到所述安全座椅本体上的负载重量超过5g。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，所述控制单元还被设置以执行以下步骤：步骤g1，接收所述加速度传感器的数据，在所述加速度传感器检测到所述车辆的加速度大于19.6m/s2时，判断出现非正常撞击；步骤g2，获取所述定位单元所获得的所述安全座椅本体的位置数据；步骤g3，上传所述位置数据，通过所述云端或所述无线设备报警。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，还包括电源模块，所述电源模块包括交流接口和/或usb接口和/或电池接口，用于将所述交流接口和/或usb接口和/或电池接口所获得的电能转换为所述智能儿童安全座椅系统的工作电压或工作电流。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，所述智能儿童安全座椅系统中，所述温度传感器设置在座椅表面贴近儿童的位置，所述空气质量传感器设置在座椅侧面不被儿童遮挡的位置；所述智能儿童安全座椅系统上还设置有风扇，所述风扇被设置未在所述温度传感器检测到所述安全座椅本体所处环境的温度和/或使用者的温度超出系统所设置的范围时开启。

可选的，上述的智能儿童安全座椅系统中，所述无线通讯模块还被设计以接收空中ota推送数据以升级所述控制单元内的操作系统。

有益效果

本发明，在安全座椅本体上还进一步设置有控制单元、压力传感器、温度传感器、加速度传感器、定位单元、空气质量传感器和通讯单元，所述通讯单元能够通过无线网络连接云端或移动终端，以便在上述各传感器检测到异常时及时报警，处理各种异常状况。本发明的智能儿童安全座椅系统，其能够实时获得更多的车内环境数据，由此，其能够更为及时的发现异常及时报警。本发明的智能儿童安全座椅系统安全性更高，并且使用更为方便。

进一步，本发明的安全座椅本体还可以通过传感器感知其所在车辆的行驶状态以及座椅的使用状况，由此，本发明能够在检测到儿童位于座椅上而车辆不在行驶状态且保持该状态超出预设时长时及时提醒家长，避免将儿童遗忘在车上。本发明还能够进一步在根据传感器检测的信号判断发生车祸时，及时通过云端或移动终端发送车祸位置并及时报警。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图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，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的智能儿童安全座椅系统的示意图；

图2为根据本发明的智能儿童安全座椅的电路原理示意图；

图3为根据本发明的智能儿童安全座椅的控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的一种智能儿童安全座椅系统，其安装于车辆上，包括：安全座椅本体1，还包括控制单元2，所述安全座椅本体1上还设置进一步设置有各种传感器，如，压力传感器3、温度传感器4、加速度传感器5、定位单元6、空气质量传感器7和通讯单元8；所述控制单元2同时连接所述压力传感器3、温度传感器4、加速度传感器5、定位单元6、空气质量传感器7和通讯单元8。各传感器、通讯单元与所述控制单元2的连接关系参见图2所示。

其中的加速度传感器5，是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于检测汽车的行驶状态，例如：当汽车的加速度超过预设值时，判断汽车为行驶状态，当汽车的加速度未超过预设值时判断汽车不在行驶状态。

所述的加速度传感器5其还包括重力感应模块，其内设置有重力感应模块，又称重力传感器，它采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换。其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于实时监测座椅和汽车的姿态。

压力传感器3能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于检测安全座椅是否正在被使用，其内是否有儿童。在一种实现方式下，其可替代所述智能儿童安全座椅系统的物理按钮开关，作为该系统的总开关，在检测到安全座椅正在使用时自动开启系统，在检测到安全座椅未被使用时按照设定的延时自动关闭系统。

空气质量传感器7为了获得空气流量，所述空气质量传感器7设置在座椅侧面不被儿童遮挡的位置，该传感器元件上的传感器膜片(传感器膜片由发热金属铂丝固定在薄树脂上构成)被中间安装的加热电阻加热，膜片上的温度分别被与加热电阻平行安装的2个温度电阻测量。通过传感器的气流改变了膜片上的温度分配，从而使得两个温度电阻的电阻值产生差异，由此对ecu输出一个变化的电压信号，在传感器内部安装有进气温度传感器，用以测量进气温度。其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于实时监测车辆内的空气质量。

定位单元6，其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于实时检测安全座椅所处当前位置。其将gps模块获得的定位数据通过移动通信模块(gsm/gprs网络)传至internet上的服务器上，从而可以实现在电脑或手机上查询终端位置。

温度传感器4：空气中的温度通过温度传感器，测量到温度后，按一定的规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出。其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于实时检测车辆内的实时温度和湿度。为保证温度传感器4获得数据准确，可将其设置在在座椅表面贴近儿童的位置。进一步的，所述智能儿童安全座椅系统上还设置有风扇，所述风扇被设置未在所述温度传感器4检测到所述安全座椅本体1所处环境的温度和/或使用者的温度超出系统所设置的范围时开启。

通讯单元8则具体可包括：gprs模块、gsm模块、无线通讯模块、蓝牙模块。gprs(generalpacketradioservice)是通用分组无线服务技术的简称，它是gsm移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于实时回传安全座椅数据到云端。无线通讯模块信息处理的输出端与无线通讯模块的输入端相连，用以向外界推送和接收消息。蓝牙模块其输出端与控制单元或处理器的输入端相连，用于无线端传送和接收信息。

上述系统中的控制单元，在一种实现方式下可由中央处理器(cpu，centralprocessingunit)实现。cpu是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心(core)和控制核心(controlunit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。其输出端与蓝牙模块的相连，用于处理无线设备指令。

上述的各模块均设置在电路板上，电路板与所有感应器模块相连，用于为所有硬件设备实时数据传输和供电整个智能模块会集成打包成接近手机大小的控制电路放置到安全座椅底部，喇叭模块会放置于安全座椅侧面。

使用中，上述系统工作方式可如下设置：

无线设备通过蓝牙模块将操作指令发送到安全座椅内置的智能系统。由此，安全座椅智能系统可以通过蓝牙连接外接无线端设备，无线设备可以从软件app上实现绑定紧急联系人，设置各传感器的阈值、设置系统内数据，并进行安全座椅状态监测等。

参考图3所示的二通安全座椅系统的控制流程示意，本发明的安全座椅通过内置gps模块和gprs模块连接云端，gps定位获取定位数据后，通过gprs回传到云端，gprs内置一张数据卡，卡链接到云端(通俗语言叫定向服务器，就是gprs链接到服务器端口上网，将数据回传)从而实现数据实时回传，云端可监测到安全座椅实时位置，并判断是否异常。

系统会通过内置的空气质量传感器来检测车内空气质量，系统经过计算，通过蓝牙和无线模块将信息传送到无线设备，监护人可通过第三方空气净化器或者车辆自带空气净化器来调节车内空气质量。

系统会通过内置的温度传感器检测安全座椅周边以及使用者温度，通过蓝牙和无线模块将信息传送到无线设备，监护人可通过调整车辆空调来达到舒适温度。

系统会通过称重压力传感器以及加速度传感器来检测车辆是静止还是行走状态以及安全座椅正在使用还是未使用，如未行走状态下称重压力检测安全座椅正在使用并且超过5分钟后，系统会通过连接无线设备发出信息提示监护人需要检查安全座椅是否有正在使用，并且会将数据回传至云端，云端后台人工检测到异常后，会人工联系绑定者监护人通知。如无法联系到监护人和绑定者，系统将会报警处理，避免遗忘小孩在车辆内部发生意外。

数据的采集和判断上，上述的系统，其中用于称重的传感器经过算法会将无人入坐的数值定位0g±5，此时如果检测到上面有物体，物体重量大于5g后将会自动判断为使用中，加速度传感器检测峰值大于0.5g时，系统会判断为正常行走状态，低于0.1g，系统判断为静止状态。

进一步，所述的系统还会通过重力感应器检测车辆是否发生车祸。若检测到发生车祸后会通过gps模块实施定位，然后通过gps和gprs将数据上传至云端，工作人员将会联系绑定者监护人进行报警。

数据支持方面，本发明中所用的感应器当其检测到加速度的数据大于19.6m/s2时，系统就会判断为非正常撞击，将会出发报警装置，并且，当称重压力传感器数值大于5g后将会自动判断为使用中。

本系统还可以进一步的通过内置自行设计操作系统或者第三方(安卓、阿里云等)通过内置无线模块由空中ota(over-the-airtechnology，空中下载技术)接收并实现对操作系统升级，提升用户使用体验。系统内置蓝牙模块通过和无线设备相连，当系统判断无线设备距离安全座椅蓝牙模块超过十米意外距离时会自动发出警报并通过手机app提醒，以防孩子遗忘在车上。

本发明的系统中，其所采用该的主要的供电方式为可更换锂电池或通过usb供电。

由此，本发明能够通过不同传感器，能够更为及时、准确并且全面的获知车辆内环境的参数，确定系统运行状态，并在满足预设的触发条件时进行提示和报警。本发明的智能儿童安全座椅系统，其能够有效防止家长将儿童遗忘在车里，并且还能够根据对交通事故的检测，准确的上报事故或报警。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。