導(dǎo)語(yǔ)：兒童安全座椅智能防遺忘安全系統(tǒng)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

1設(shè)計(jì)系統(tǒng)總框架

以兒童安全座椅為基礎(chǔ)的防遺忘智能安全系統(tǒng)，內(nèi)設(shè)防遺忘兒童功能模塊、檢測(cè)車(chē)內(nèi)的環(huán)境安全功能模塊、報(bào)警及救援功能模塊。此系統(tǒng)選用FDC2214型號(hào)電容數(shù)字高分辨率轉(zhuǎn)換裝置，采集電容傳感裝置信號(hào)，借助微型處理裝置來(lái)對(duì)于FDC2214型號(hào)電容數(shù)字高分辨率轉(zhuǎn)換裝置所采集信號(hào)實(shí)施微處理；采用二氧化碳、一氧化碳、溫度傳感裝置采集車(chē)內(nèi)部環(huán)境的信息數(shù)據(jù)，根據(jù)車(chē)輛內(nèi)部環(huán)境具體惡化程度，及時(shí)采取報(bào)警應(yīng)對(duì)措施。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架即為：全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）→車(chē)主移動(dòng)手機(jī)、STM32（微型控制裝置）處理信號(hào)→藍(lán)牙→啟停發(fā)動(dòng)機(jī)→電壓傳感裝置（電池電量的變化）→二氧化碳、一氧化碳實(shí)際濃度變化的檢測(cè)→溫度及電容變化檢測(cè)。

2設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件

2.1檢測(cè)防遺忘模塊。檢測(cè)防遺忘模塊內(nèi)設(shè)藍(lán)牙收發(fā)、啟停發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)、報(bào)警這三個(gè)子模塊。藍(lán)牙發(fā)射連接著車(chē)載的點(diǎn)煙裝置，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車(chē)載點(diǎn)煙裝置會(huì)及時(shí)為藍(lán)牙的發(fā)射系統(tǒng)模塊供應(yīng)電能，每間隔30s進(jìn)行一次與檢測(cè)活動(dòng)跡象模塊通信；汽車(chē)熄火后，該藍(lán)牙發(fā)射子模塊會(huì)處于斷電狀態(tài)，兩者通訊失敗，以至于觸發(fā)到峰鳴裝置報(bào)警，該峰鳴裝置將會(huì)報(bào)警約1min左右，以向車(chē)主提示應(yīng)當(dāng)將兒童抱離車(chē)中。2.2檢測(cè)活動(dòng)跡象模塊。檢測(cè)活動(dòng)跡象模塊，內(nèi)設(shè)檢測(cè)二氧化碳及一氧化碳子模塊、檢測(cè)溫度及電容模塊。檢測(cè)電容子模塊，使用芯片為T(mén)I公司所生產(chǎn)FDC2214型號(hào)，此類(lèi)型芯片有著較強(qiáng)的抗干擾性能、低功率、高分辨率等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。傳感裝置經(jīng)電路板檢測(cè)覆蓋銅區(qū)域及人體間所形成電容實(shí)際大小情況，確定人體距離電路板具體參數(shù)，此系統(tǒng)內(nèi)自制電容的檢測(cè)子模塊具體檢測(cè)面積極為120㎡，因此，傳感裝置高分辨率為28位。經(jīng)實(shí)測(cè)后，人體距電路板20cm，此模塊能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化檢測(cè)。故此檢測(cè)電筒子模塊能夠可靠、穩(wěn)定系檢測(cè)出兒童的安全座椅具體乘坐情況；檢測(cè)啟停發(fā)動(dòng)機(jī)子模塊，在車(chē)輛處熄火狀態(tài)，把二氧化碳的濃度實(shí)際變化量當(dāng)成車(chē)內(nèi)部空氣的指標(biāo)，經(jīng)車(chē)內(nèi)部二氧化碳實(shí)際濃度檢測(cè)，便可對(duì)車(chē)輛內(nèi)部環(huán)境實(shí)況做好精準(zhǔn)檢測(cè)，如果控制裝置已檢測(cè)出兒童的安全座椅內(nèi)坐著兒童，車(chē)內(nèi)部二氧化碳已超出額定濃度參數(shù)值，則會(huì)迅速觸發(fā)到報(bào)警系統(tǒng)；檢測(cè)溫度子模塊，可借助溫度傳感裝置對(duì)車(chē)內(nèi)部環(huán)境的溫度狀況實(shí)施判斷，過(guò)高溫度狀態(tài)下，報(bào)警會(huì)被及時(shí)觸發(fā)。夏季，外部溫度35℃，經(jīng)15min陽(yáng)光照射,封閉車(chē)廂內(nèi)氣溫升到65℃，處于此環(huán)境條件下0.5h必會(huì)失去生命體征。即使溫度環(huán)境為21℃，經(jīng)陽(yáng)光直射，在1h后車(chē)內(nèi)的溫度也將高達(dá)47℃，而因兒童年齡尚小，體溫自行調(diào)節(jié)機(jī)制處于為完全發(fā)育狀態(tài)，較弱的體溫自行調(diào)節(jié)機(jī)能，會(huì)促使兒童在車(chē)內(nèi)發(fā)生窒息的可能性較大。因夏季多數(shù)車(chē)主均會(huì)在車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)將車(chē)內(nèi)空調(diào)啟動(dòng)，如果車(chē)輛?？坑诿芊猸h(huán)境中，尾氣中的一氧化碳會(huì)進(jìn)至車(chē)內(nèi)引發(fā)兒童一氧化碳中毒癥狀出現(xiàn)。因此，檢測(cè)啟停發(fā)動(dòng)機(jī)子功能模塊，它可對(duì)車(chē)輛內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)實(shí)際所處狀態(tài)及兒童是否已經(jīng)被抱走實(shí)施精準(zhǔn)化檢測(cè)，車(chē)輛內(nèi)部一氧化碳實(shí)際濃度屬于車(chē)輛內(nèi)部的空氣質(zhì)量重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。如果控制裝置檢測(cè)到車(chē)輛內(nèi)部一氧化碳實(shí)際濃度已超額定參數(shù)值，則會(huì)及時(shí)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。2.3全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）安全報(bào)警模塊。GSM安全報(bào)警模塊，主要是以全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）為基礎(chǔ)一個(gè)通信報(bào)警子模塊，可及時(shí)提醒車(chē)主在車(chē)輛內(nèi)部?jī)和瘶O易可能存在著危險(xiǎn)狀況。在車(chē)輛內(nèi)部環(huán)境已達(dá)臨界點(diǎn)，會(huì)及時(shí)觸發(fā)一級(jí)短信形式報(bào)警，該系統(tǒng)會(huì)每間隔一定時(shí)間，以短信息的形式來(lái)提醒車(chē)主。如果車(chē)輛內(nèi)部環(huán)境已持續(xù)惡化，但并未處極限狀態(tài)，則第二級(jí)的電話報(bào)警將會(huì)被觸發(fā)。

3設(shè)計(jì)軟件主程序

如圖1所示，為所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)程序基本流程。系統(tǒng)內(nèi)部檢測(cè)電容子模塊如果檢測(cè)到車(chē)輛內(nèi)部?jī)和踩沃?，在?chē)輛處于啟動(dòng)狀態(tài)至熄火狀態(tài)所需時(shí)間達(dá)1min，則該時(shí)刻蜂鳴器應(yīng)響應(yīng)1min，用來(lái)提醒車(chē)主將兒童從車(chē)中抱走。如果車(chē)主并未將兒童抱走，則檢測(cè)車(chē)輛內(nèi)部溫度及二氧化碳實(shí)際情況，若檢測(cè)到車(chē)內(nèi)二氧化碳實(shí)際濃度超過(guò)1000ppm，溫度超過(guò)33℃，便會(huì)及時(shí)觸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部一級(jí)報(bào)警，向車(chē)主的移動(dòng)手機(jī)內(nèi)部發(fā)送相應(yīng)報(bào)警信息。若車(chē)輛內(nèi)部環(huán)境處于持續(xù)惡化狀態(tài)，已測(cè)得車(chē)輛內(nèi)部二氧化碳實(shí)際濃度已超1500ppm，溫度超過(guò)36℃，二級(jí)報(bào)警會(huì)被觸發(fā)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)撥打車(chē)主的電話以示警告。因檢測(cè)車(chē)輛啟停發(fā)動(dòng)機(jī)子模塊，經(jīng)點(diǎn)煙裝置狀態(tài)檢測(cè)，以判斷車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)具有啟停狀態(tài)，并不能夠檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)可處怠速的狀態(tài)。故如果車(chē)輛發(fā)動(dòng)，兒童坐在安全座椅上，一氧化碳的傳感裝置處于間歇運(yùn)行狀態(tài)。一氧化碳實(shí)際濃度超50ppm，一級(jí)報(bào)警觸發(fā)，發(fā)動(dòng)報(bào)警短信；一氧化碳實(shí)際濃度超200ppm，二級(jí)報(bào)警觸發(fā)，撥打車(chē)主電話發(fā)出警報(bào)。

4系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試及實(shí)現(xiàn)

4.1系統(tǒng)運(yùn)行IIR濾波測(cè)試及實(shí)現(xiàn)。電容傳感裝置檢測(cè)到了原始信號(hào)，通過(guò)IIR濾波裝置處理數(shù)據(jù)，經(jīng)比較分析了解到，與原始數(shù)據(jù)相比，經(jīng)濾波處理過(guò)后數(shù)據(jù)平滑度突出，抗干擾能力較強(qiáng)，系統(tǒng)的安全性能極高，能夠及時(shí)、精準(zhǔn)地檢測(cè)到車(chē)輛內(nèi)部溫度環(huán)境狀況及是否存在著兒童。4.2系統(tǒng)運(yùn)行積分微分計(jì)算測(cè)試及實(shí)現(xiàn)。如圖2、圖3所示，為微分前后數(shù)據(jù)對(duì)比圖。從圖2、圖3兩圖中即可了解到，經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)行積分微分計(jì)算測(cè)試后表明，積分處理后數(shù)據(jù)能夠與原始的信號(hào)處于相互匹配狀態(tài)，表明該以?xún)和踩螢榛A(chǔ)的防遺忘智能安全系統(tǒng)所檢測(cè)到信號(hào)及信息數(shù)據(jù)的可靠性、真實(shí)性，以?xún)和踩螢榛A(chǔ)的防遺忘智能安全系統(tǒng)處于可靠性運(yùn)行狀態(tài)，各項(xiàng)功能可確保實(shí)現(xiàn)充分發(fā)揮。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要提出了以?xún)和踩螢榛A(chǔ)的電容傳感裝置防遺忘智能安全系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)，不僅能夠?qū)崟r(shí)化地檢測(cè)到車(chē)輛內(nèi)部溫度環(huán)境狀況（如環(huán)境溫度、一氧化碳及二氧化碳實(shí)際濃度）、是否存在著兒童，而且還能夠及時(shí)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)模塊，通過(guò)一級(jí)及二級(jí)報(bào)警形式提醒車(chē)主在車(chē)內(nèi)可能存在著兒童，而且兒童所處危險(xiǎn)境地等，能夠提醒車(chē)主不要將兒童遺忘在車(chē)中，及時(shí)抱走兒童，防止意外發(fā)生，更好地維護(hù)兒童安全。經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試及實(shí)際分析后，可基本上認(rèn)定此系統(tǒng)的安全性及可靠性，各項(xiàng)功能均可實(shí)現(xiàn)充分發(fā)揮，為兒童安全提供保障。從總體上來(lái)說(shuō)，以?xún)和踩螢榛A(chǔ)的電容傳感裝置防遺忘智能安全系統(tǒng)具有實(shí)踐應(yīng)用的可行性和有效性，值得在市面上進(jìn)一步推廣及應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王興,柳炳琦,余洪坤.一種智能防遺忘兒童汽車(chē)報(bào)警器設(shè)計(jì)[J].電子世界,2018,No.550(16):137-138.

[2]GuiqingL,JianruL,KaiY,etal.Childsafetyseatanti-forgettingdetectionalarmsystembasedonSTM32[J].IntelligentComputerandApplications,2019，17(02):131-137,.

[3]賈國(guó)爽,張蕾,裴兵輝.兒童遺忘車(chē)內(nèi)自救系統(tǒng)[J].科教導(dǎo)刊（電子版）.2017，14（02）：247-249.

作者:張騁 單位:江蘇無(wú)錫車(chē)輛與機(jī)電產(chǎn)品檢測(cè)基地