车载儿童滞留检测报警控制系统及方法与流程

1.本发明涉及车辆报警控制领域，具体涉及一种车载儿童滞留检测报警控制系统及方法。


背景技术：

2.随着私家车的数量在快速的与日增多中，有关于汽车的安全问题也是越来越突出，因驾驶员的粗心大意，让儿童独自滞留在封闭的车内，随着时间推移，车内的温度与二氧化碳的浓度可能会快速上升，极易对孩童造成巨大伤害，甚至危及孩童的生命。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种车载儿童滞留检测报警控制系统及方法，实现了对车载儿童滞留的准确检测，同时进行及时报警，极大地降低了事故的发生。
4.本发明采取如下技术方案实现上述目的，车载儿童滞留检测报警控制系统，包括控制模块、车辆状态检测模块、人体检测模块、温度检测模块、二氧化碳浓度检测模块以及通信模块，所述人体检测模块设置在车辆座椅对应的车厢顶部，温度检测模块、二氧化碳浓度检测模块以及通信模块分别设置在车内，控制模块分别与车辆状态检测模块、人体检测模块、温度检测模块、二氧化碳浓度检测模块以及通信模块连接；
5.所述车辆状态检测模块用于检测车辆的行驶状态；
6.所述人体检测模块用于检测各车辆座椅上是否有人；
7.所述温度检测模块用于检测车内温度；
8.所述二氧化碳浓度检测模块用于检测车内二氧化碳浓度；
9.所述通信模块用于与外部移动终端进行通信；
10.所述控制模块用于当车辆状态检测模块检测到车辆处于滞留状态，控制模块控制人体检测模块工作，当检测到驾驶位无人，其他位置有人时，则通过温度检测模块及二氧化碳浓度检测模块获取车内温度以及二氧化碳的浓度，当车内车内温度以及二氧化碳的浓度大于设定阈值时，通过通信模块发送短信至设置联系人进行报警。
11.进一步的是，为了减小封装体积，提高性能，所述控制模块包括主控芯片stm32f103c8t6、时钟信号电路单元以及晶振电路单元，所述时钟信号电路单元及晶振电路单元分别与主控芯片连接。
12.进一步的是，为了降低功耗以及成本，所述人体检测模块采用人体红外传感器hc
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sr501，所述人体红外传感器hc
‑
sr501的输出引脚分别与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pa8及引脚pb15连接。
13.进一步的是，为了提高抗干扰能力以及精度，所述温度检测模块包括温度传感器ds18b20，所述温度传感器ds18b20的引脚dq与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pb3连接。
14.进一步的是，为了降低功耗及成本，所述二氧化碳浓度检测模块包括二氧化碳传感器ccs811，所述二氧化碳传感器ccs811的引脚nreset、引脚nint、引脚scl、引脚sda以及
引脚nwake分别与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pb9、引脚pb8、引脚pb6、引脚pb5以及引脚pb4连接。
15.进一步的是，为了提高稳定性以及实现多需求功能，所述通信模块包括芯片sim800c，所述芯片sim800c的引脚txd及rxd分别与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pa10及pa9连接。
16.进一步的是，为了显示车内温度以及二氧化碳浓度，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括oled显示屏，所述oled显示屏为七个引脚的oled显示屏，所述oled显示屏的引脚oled_cs、引脚oled_dc、引脚oled_res、引脚oled_sda及引脚oled_scl分别与主控芯片的引脚pa5、引脚pa6、引脚pa7、引脚pb0及引脚pb1连接。
17.进一步的是，为了对车辆进行定位，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括gps定位模块，所述gps定位模块包括定位芯片atk
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s1216f8
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bd，所述定位芯片atk
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s1216f8
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bd的引脚atk_tx、atk_rx及atk_aux分别与主控芯片的引脚pa2、pa3及pa4连接。
18.进一步的是，为了提高扩展能力，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括正交编码器，所述正交编码器的引脚a及引脚b分别与主控芯片sim800c的引脚pa0
‑
wkup及引脚pa1连接。
19.进一步的是，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括电源模块，电源模块用于为各个模块提供电源。
20.车载儿童滞留检测报警控制方法，应用于上述所述车载儿童滞留检测报警控制系统，包括：
21.步骤1、实时检测车辆的行驶状态，并判断车辆是否处于滞留状态，若是，则进入步骤2；
22.步骤2、对车辆各个位置进行人体检测，若检测到驾驶位无人，其他位置有人时，则进入步骤3；
23.步骤3、实时获取车内温度以及二氧化碳的浓度，若车内温度及二氧化碳浓度超过设定阈值，则进入步骤4；
24.步骤4、发送短信至设置联系人进行报警。
25.本发明在车内各个座椅对应的车厢顶部均安装有人体红外传感器，用来检测驾驶位、副驾驶位以及后排座位上是否有人，使用车辆状态检测模块来判断车辆是否滞留，当车辆状态检测模块检测到车辆处于滞留状态，控制模块控制人体检测模块工作，当检测到驾驶位无人，其他位置有人时，则通过温度检测模块及二氧化碳浓度检测模块获取车内温度以及二氧化碳的浓度，当车内车内温度以及二氧化碳的浓度大于设定阈值时，通过通信模块发送短信至设置联系人进行报警。实现了对车载儿童滞留的准确检测，同时进行及时报警，极大地降低了事故的发生。
附图说明
26.图1是本发明控制模块电路结构图。
27.图2是本发明二氧化碳浓度检测模块电路结构图。
28.图3是本发明温度模块电路结构图。
29.图4是本发明正交编码器电路结构图。
30.图5是本发明gps定位模块电路结构图。
31.图6是本发明人体检测模块电路结构图。
32.图7是本发明蜂鸣器电路结构图。
33.图8是本发明电源模块电路结构图。
34.图9是本发明通信模块电路结构图。
35.图10是本发明的结构框图。
具体实施方式
36.本发明车载儿童滞留检测报警控制系统，如图10所示，包括控制模块、车辆状态检测模块、人体检测模块、温度检测模块、二氧化碳浓度检测模块以及通信模块，所述人体检测模块设置在车辆座椅对应的车厢顶部，温度检测模块、二氧化碳浓度检测模块以及通信模块分别设置在车内，控制模块分别与车辆状态检测模块、人体检测模块、温度检测模块、二氧化碳浓度检测模块以及通信模块连接；
37.所述车辆状态检测模块用于检测车辆的行驶状态；
38.所述人体检测模块用于检测各车辆座椅上是否有人；
39.所述温度检测模块用于检测车内温度；
40.所述二氧化碳浓度检测模块用于检测车内二氧化碳浓度；
41.所述通信模块用于与外部移动终端进行通信；
42.所述控制模块用于当车辆状态检测模块检测到车辆处于滞留状态，控制模块控制人体检测模块工作，当检测到驾驶位无人，其他位置有人时，则通过温度检测模块及二氧化碳浓度检测模块获取车内温度以及二氧化碳的浓度，当车内车内温度以及二氧化碳的浓度大于设定阈值时，通过通信模块发送短信至设置联系人进行报警。
43.车辆测检模块可以采用霍尔传感器检测车辆的运行状态。
44.为了减小封装体积，提高性能，所述控制模块包括主控芯片stm32f103c8t6、时钟信号电路单元以及晶振电路单元，所述时钟信号电路单元及晶振电路单元分别与主控芯片连接。
45.控制模块的电路图如图1，芯片stm32f103c8t6包括引脚pc13
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tamper
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rtc、pc14
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osc32_in、pc15
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osc32_out、pd0
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osc_in、pd1
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osc_out、nrst、vssa、vdda、pao
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wkup、pa1
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pa15、pb0
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pb15、vss_1
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vss_3、vdd_1
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vdd_3、boot0；引脚vbat通过电阻r1和3.3v的电源连接；
46.时钟信号电路单元由电容c1、电容c2以及晶振x1组成，电容c1与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pc14
‑
osc32_in连接，电容c2与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pc15
‑
osc32_out连接，晶振x1连接在电容c1与电容c2之间，时钟信号电路单元主要为单片机stm32f103c8t6提供rct时钟信号，电容c1及c2采用15pf的电容，晶振x1的频率为32.768khz；
47.晶振电路单元由电容c4、电容c5、晶振x2、电阻r2组成，电容c4与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pd0
‑
osc_in连接，电容c5与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pd1
‑
osc_out连接，晶振x2及电阻r2连接在电容c4与电容c5之间，电容c4及c5均采用20pf的电容，晶振x2的频率为8mhz，电阻r2采用1m的电阻；电容c4及c5起滤波作用，滤除晶振中的高频杂
波，r2为晶振电路的负反馈电阻同时起限流作用；
48.电阻r9、电容c8、开关sw1组成复位电路后与主控芯片stm32f103c8t6的引脚nrst连接；主控芯片stm32f103c8t6的引脚vssa接地，引脚vdda与3.3的电源连接，引脚vssa与引脚vdda之间连接有电容c6，引脚pb2通过10k的电阻与3.3v的电源连接，引脚vss_1接地，引脚vdd_1与3.3v的电源连接，引脚vss_1与引脚vdd_1之间连接有电容c9，引脚vss_2接地，引脚vdd_2与3.3v的电源连接，引脚vss_2与引脚vdd_2之间连接有电容c7；引脚boot0通过10k电阻接地，目的是将电平拉低；引脚vss_3接地，引脚vdd_3与3.3v电源连接，引脚vss_3与引脚vdd_3之间连接有电容c3。
49.为了降低功耗以及成本，所述人体检测模块采用人体红外传感器hc
‑
sr501，如图6、图1所示，所述人体红外传感器hc
‑
sr501的输出引脚out分别与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pa8及引脚pb15连接。
50.为了提高抗干扰能力以及精度，所述温度检测模块包括温度传感器ds18b20，如图1、图3所示，所述温度传感器ds18b20的引脚dq与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pb3连接，引脚vdd连接3.3v电源，引脚vdd与引脚dq之间连接有10k的电阻r8。
51.为了降低功耗及成本，所述二氧化碳浓度检测模块包括二氧化碳传感器ccs811，如图2、图1所示，所述二氧化碳传感器ccs811的引脚nreset、引脚nint、引脚scl、引脚sda以及引脚nwake分别与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pb9、引脚pb8、引脚pb6、引脚pb5以及引脚pb4连接，引脚nreset、引脚nint分别通过电阻r4、电阻r5与3.3v的电源连接，引脚sda、引脚scl分别通过电阻r6、电阻r7与3.3v的电源连接，电阻r4、r5、r6、r7均采用4.7k的电阻。
52.为了提高稳定性以及实现多需求功能，所述通信模块包括芯片sim800c，如图9、图1所示，所述芯片sim800c的引脚txd及rxd分别与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pa10及pa9连接。
53.为了显示车内温度以及二氧化碳浓度，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括oled显示屏，所述oled显示屏为七个引脚的oled显示屏，所述oled显示屏的引脚oled_cs、引脚oled_dc、引脚oled_res、引脚oled_sda及引脚oled_scl分别与主控芯片的引脚pa5、引脚pa6、引脚pa7、引脚pb0及引脚pb1连接。
54.为了对车辆进行定位，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括gps定位模块，如图5、图1所示，所述gps定位模块包括定位芯片atk
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s1216f8
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bd，所述定位芯片atk
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s1216f8
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bd的引脚atk_tx、atk_rx及atk_aux分别与主控芯片的引脚pa2、pa3及pa4连接。
55.为了实现车内报警，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括报警模块，所述报警模块包括蜂鸣器，如图7、图1所示，所述蜂鸣器与三极管q1连接，三极管q1的基极通过电阻r11与主控芯片stm32f103c8t6的引脚pb14连接。
56.为了提高扩展能力，车载儿童滞留检测报警控制系统还包括正交编码器，如图4、图1所示，所述正交编码器的引脚a及引脚b分别与主控芯片sim800c的引脚pa0
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wkup及引脚pa1连接。
57.车载儿童滞留检测报警控制系统还包括电源模块，电源模块用于为各个模块提供电源，如图8所示，采用包括了lm2596s的降压芯片，将usb提供的5v电压降压为3.3v电压为其他功能模块供电。
58.车载儿童滞留检测报警控制方法，应用于上述所述车载儿童滞留检测报警控制系
统，包括：
59.步骤1、实时检测车辆的行驶状态，并判断车辆是否处于滞留状态，若是，则进入步骤2；
60.步骤2、对车辆各个位置进行人体检测，若检测到驾驶位无人，其他位置有人时，则进入步骤3；
61.步骤3、实时获取车内温度以及二氧化碳的浓度，若车内温度及二氧化碳浓度超过设定阈值，则进入步骤4；
62.步骤4、发送短信至设置联系人进行报警。
63.步骤4中，发送短信通知设置联系人进行报警时，同时控制车内蜂鸣器进行报警，提示车辆旁过往的行人。
64.本发明在所有车辆座椅对应的车厢顶部均安装有人体红外传感器hc
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sr501，实现人体的准确检测，避免漏检测或者误检测，在工作时，当霍尔传感器检测到车辆处于滞留状态，控制模块控制人体红外传感器hc
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sr501工作，当检测到驾驶位无人，其他位置有人时，则通过温度传感器ds18b20及二氧化碳传感器ccs811获取车内温度以及二氧化碳的浓度，当车内车内温度以及二氧化碳的浓度大于设定阈值时，通过通信模块发送短信至设置联系人进行报警，同时通过车内蜂鸣器进行报警，提示车辆周边过往人员。
65.综上所述，本发明实现了对车载儿童滞留的准确检测，同时进行及时报警，极大地降低了事故的发生。