本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車安全防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)動(dòng)車車內(nèi)氣體實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警救生系統(tǒng)。

技術(shù)背景

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展,車內(nèi)空氣污染也成為威脅人們健康的一個(gè)重要問題,車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，一氧化碳等有毒氣體嚴(yán)重影響了車內(nèi)乘員的生命安全。曾經(jīng)新聞報(bào)道過數(shù)例因在車內(nèi)開空調(diào)睡覺導(dǎo)致車內(nèi)人員因缺氧而窒息死亡，也有把兒童和寵物遺漏在車內(nèi)導(dǎo)致出現(xiàn)傷亡的事故的相關(guān)報(bào)道。當(dāng)然在夏季經(jīng)過陽光的曝曬汽車內(nèi)的一些物品受熱分解產(chǎn)生諸如甲醛等有毒氣體嚴(yán)重危害了車內(nèi)乘員的健康。為保證車內(nèi)人員的健康及生命安全,對(duì)車內(nèi)氣體成分環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測與預(yù)警已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的問題。

專利號(hào)為201510120532.3的發(fā)明公開了一種汽車有害氣體檢測報(bào)警器，用于車內(nèi)有害氣體超標(biāo)時(shí)的自動(dòng)報(bào)警。控制器分別與一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器、指示燈、激光器的激光燈、汽車報(bào)警器觸發(fā)器、蜂鳴器、手機(jī)模塊、電源、電池連接，汽車報(bào)警器觸發(fā)器與汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)連接，手機(jī)模塊內(nèi)插有手機(jī)卡，通過通訊接口與控制器連接；一氧化碳傳感器、二氧化碳傳感器采集車內(nèi)氣體含量，與報(bào)警器內(nèi)部設(shè)定的危險(xiǎn)值比較，超過報(bào)警值后，控制器使蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警聲，同時(shí)汽車報(bào)警器觸發(fā)器觸發(fā)汽車上的防盜報(bào)警系統(tǒng)，并通過手機(jī)模塊給車主發(fā)送報(bào)警短信，激光投影儀在車玻璃上投出求救圖案。該發(fā)明可方便路人發(fā)現(xiàn)問題車輛，保障車內(nèi)人員生命安全。結(jié)構(gòu)簡單，智能化程度高。

專利號(hào)為201610301599.1的發(fā)明涉及一種汽車安全檢測方法，包括：獲取汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管出口處的排氣壓力值；當(dāng)所述排氣壓力值達(dá)到預(yù)定值時(shí)，對(duì)汽車尾氣凈化器出口的尾氣進(jìn)行檢測；根據(jù)檢測的結(jié)果判斷汽車尾氣中的有害氣體排放量是否超過第一閾值；若是，則獲取汽車當(dāng)前行駛速度與汽車車廂內(nèi)溫度，并在所述汽車當(dāng)前行駛速度小于第二閾值以及所述汽車車廂內(nèi)溫度大于第三閾值時(shí)，通過汽車電控系統(tǒng)發(fā)出指令，控制所有汽車側(cè)窗關(guān)閉，并自動(dòng)打開汽車空調(diào)和汽車天窗。該發(fā)明能夠減少堵車時(shí)汽車尾氣對(duì)車廂內(nèi)乘客的危害，保障乘客的身體安全。

然而，通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前市面上的汽車上都還沒有相應(yīng)的車內(nèi)氧氣、有毒氣體、空氣濕度的檢測裝置，不能及時(shí)有效的更新車內(nèi)的空氣導(dǎo)致發(fā)生窒息傷亡事故，所以急需一種汽車安全防護(hù)系統(tǒng)，能有效排除有毒氣體更新車內(nèi)空氣，保障車內(nèi)成員的生命安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種車內(nèi)氧氣及有毒氣體實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測控制報(bào)警與救生系統(tǒng)，通過借助相關(guān)氣體傳感器，使用高可靠性的微處理器處理相關(guān)數(shù)據(jù)，分析車內(nèi)的氣體成分，并控制車內(nèi)的相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，及時(shí)的排除有毒氣體更新車內(nèi)空氣，有效保障了車內(nèi)成員的生命安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種機(jī)動(dòng)車車內(nèi)氣體實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警救生系統(tǒng)，包括微控制器系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)與所述報(bào)警系統(tǒng)分別通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與所述微控制器系統(tǒng)連接；所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括手機(jī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括氣體檢測系統(tǒng)和生物檢測系統(tǒng)；所述報(bào)警系統(tǒng)包括語音提示系統(tǒng)、電容式lcd液晶顯示模塊、按鍵輸入系統(tǒng)；所述微控制器系統(tǒng)連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述手機(jī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括信息處理微控制器以及分別與所述信息處理微控制器連接的gsm模塊、lte網(wǎng)絡(luò)模塊。

進(jìn)一步地，所述語音報(bào)警系統(tǒng)包括語音報(bào)警芯片以及分別與所述語音報(bào)警芯片連接的蜂鳴器、語音報(bào)警電路。

進(jìn)一步地，所述生物檢測系統(tǒng)包括順次連接的紅外熱釋電傳感器、信號(hào)濾波電路、信號(hào)放大電路。

進(jìn)一步地，所述電容式lcd液晶顯示模塊包括lcd顯示器以及分別與所述lcd顯示器連接的lcd顯示控制電路、晶體管，所述按鍵輸入系統(tǒng)包括按鍵輸入電路。

進(jìn)一步地，所述微控制器系統(tǒng)包括32位微控制器，所述微控制器連接外圍電路。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)受微控制器系統(tǒng)控制，包括汽車換氣系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)控制電路。

進(jìn)一步地，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明機(jī)動(dòng)車車內(nèi)氣體實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警救生系統(tǒng)功能的方法為：

1）當(dāng)汽車駐車時(shí)，紅外熱釋電傳感器檢測車內(nèi)是否有生物滯留在車內(nèi)，傳感器將檢測到的目標(biāo)信號(hào)送至濾波放大電路，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電信號(hào)，然后送至a/d轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后，把轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號(hào)通過i/o串行端口傳送至微控制器，微控制器對(duì)接收的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算、對(duì)比等處理，微控制器產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令；

2）當(dāng)紅外熱釋電傳感器檢測到有生物滯留在車內(nèi)，微控制器產(chǎn)生相關(guān)指令，使各類型的氣體傳感器處于正常工作狀態(tài)；

3）氣體傳感器將檢測到的目標(biāo)信號(hào)送至濾波放大電路，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電信號(hào)，然后送至a/d轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后，把轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號(hào)通過i/o串行端口傳送至微控制器，微控制器對(duì)接收的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算、對(duì)比等處理，處理結(jié)果將發(fā)送至lcd液晶屏幕上顯示；

4）如果車內(nèi)有毒氣體濃度超出預(yù)定的閾值或者氧氣濃度低于預(yù)定的閾值，微控制器產(chǎn)生并發(fā)送相關(guān)指令；

5）微控制器發(fā)送指令打開汽車的換氣扇，及時(shí)排除車內(nèi)的有毒氣體，此時(shí)語音提示系統(tǒng)發(fā)出聲音，提醒車內(nèi)的乘員，系統(tǒng)通過gprs等蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送消息告知車主相關(guān)車內(nèi)相關(guān)信息，可以使車主及時(shí)去車內(nèi)查看情況有效地避免傷亡事故的發(fā)生；

6）如果微控制器檢測到車內(nèi)氣體環(huán)境恢復(fù)到正常水平，微控制器發(fā)出指令使換氣扇停止工作進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，如果此時(shí)有毒氣體濃度依舊過高或者氧氣濃度依舊過低，微控制器會(huì)發(fā)送指令讓換氣扇持續(xù)工作至車內(nèi)氣體環(huán)境恢復(fù)到正常水平為止。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明設(shè)計(jì)了車內(nèi)氧氣濃度、有害氣體成分及濃度檢測系統(tǒng),對(duì)車內(nèi)一氧化碳、氧氣、二氧化碳等氣體以及溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警，必要時(shí)自啟動(dòng)應(yīng)急措施，保證將危害降低到較低程度。避免駕乘者受到有毒氣體及缺氧導(dǎo)致的傷害，以及把兒童和動(dòng)物遺漏在封閉車內(nèi)導(dǎo)致傷亡的事故。此發(fā)明可有效避免人身事故和財(cái)產(chǎn)損失。本發(fā)明除了可以應(yīng)用在汽車內(nèi)也可以安裝在人們的居住房內(nèi)，在中國有大量的居民使用天然氣燒水取暖以及做飯，北方地區(qū)也有居民在冬季使用煤炭進(jìn)行取暖一氧化碳中毒事故屢見不鮮，本發(fā)明可以有效避免此類事故的發(fā)生，所以，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案基于全局戰(zhàn)略考慮，汽車的保有量眾多，與每個(gè)人的生活都息息相關(guān)，因此具有很廣泛的應(yīng)用范圍和很高的實(shí)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是目標(biāo)檢測系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2.是系統(tǒng)工作流程簡圖。

圖3是信息發(fā)送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展,車內(nèi)空氣污染也成為威脅人們健康的一個(gè)重要問題,車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，為保證車內(nèi)人員的健康及生命安全,對(duì)車內(nèi)氣體成分環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測與預(yù)警已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的問題。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供的機(jī)動(dòng)車車內(nèi)氣體實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警救生系統(tǒng)，包括微控制器系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)與所述報(bào)警系統(tǒng)分別通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與所述微控制器系統(tǒng)連接；所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括手機(jī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括氣體檢測系統(tǒng)和生物檢測系統(tǒng)；所述報(bào)警系統(tǒng)包括語音提示系統(tǒng)、電容式lcd液晶顯示模塊、按鍵輸入系統(tǒng)；所述微控制器系統(tǒng)連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

手機(jī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括信號(hào)收發(fā)天線、無線傳輸模塊、信息處理芯片、總線通信模塊?？偩€通信模塊從總線上獲取微控制器發(fā)出的信號(hào)，并將信號(hào)處理過后發(fā)送給信息處理模塊，信息處理模塊將信息轉(zhuǎn)碼之后發(fā)送給無線傳輸模塊，繼而無線通信模塊通過收發(fā)天線將信息傳送給基站。同時(shí)該系統(tǒng)也可以接收外界發(fā)來的相關(guān)指令信息。

氣體檢測系統(tǒng)包括一系列的氣體傳感器、信號(hào)放大及ad轉(zhuǎn)換電路、溫度、濕度傳感器、晶體管。氣體傳感器可以實(shí)時(shí)的檢測車內(nèi)一氧化碳、氧氣、二氧化碳的濃度。信號(hào)放大及ad轉(zhuǎn)換電路可以將氣體傳感器檢測到的微弱的模擬信號(hào)經(jīng)放大電路放大和ad轉(zhuǎn)換電路處理后轉(zhuǎn)換成可以供微控制器讀取的數(shù)字信號(hào)并通過總線發(fā)送給微控制器。溫度、濕度傳感器可以檢測車內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度與適度，并將相關(guān)信息發(fā)送給微控制器。晶體管可以控制傳感器的供電系統(tǒng)的通斷，晶體管受微控制器系統(tǒng)控制。氣體傳感器要具備功耗極低、檢測范圍廣、靈敏度高、反應(yīng)快、壽命長，應(yīng)用電路簡單、體積小的特點(diǎn)。a/d轉(zhuǎn)換電路具有低功耗、高速、串行輸出等特點(diǎn)。

生物檢測系統(tǒng)包括紅外熱釋電傳感器、晶體管。紅外熱釋電傳感器可以檢測汽車在駐車是車內(nèi)是否有生物遺留在車內(nèi)，在車內(nèi)布置多個(gè)紅外熱釋電傳感器以提高該系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。晶體管受微控制器控制，且晶體管可以控制紅外熱釋電傳感器供電電路的通斷。

語音提示系統(tǒng)包括語音提示芯片、蜂鳴器、語音提示電路。所述語音提示芯片中的語音提示內(nèi)容可以借助電腦預(yù)先編制，所述語音提示系統(tǒng)接收微控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)來控制語音提示電路的導(dǎo)通與斷開，進(jìn)而控制語音提示系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)。

電容式lcd液晶顯示模塊及按鍵輸入系統(tǒng)包括液晶觸摸屏幕及其控制電路、按鍵及其電路、晶體管。液晶屏幕可以顯示所檢測的各種氣體的濃度、車內(nèi)的溫濕度、相關(guān)設(shè)置。用戶可以通過觸摸屏或者按鍵來設(shè)置系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置、輸入預(yù)留手機(jī)號(hào)碼。

微控制器系統(tǒng)包括微控制器及其相關(guān)的外圍電路。微控制器需要接收并處理各類型傳感器發(fā)送過來的各種模擬與數(shù)字信號(hào)，也可以儲(chǔ)存用戶設(shè)置的相關(guān)設(shè)置與預(yù)留的手機(jī)號(hào)碼并且在斷電狀態(tài)下可以保護(hù)數(shù)據(jù)不丟失。微控制器需要將部分處理后的信息顯示在液晶顯示器上，以便駕駛者實(shí)時(shí)的讀取相關(guān)信息。微控制器還要控制汽車的受微控制器系統(tǒng)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。微控制器可以控制各種傳感器的供電電路以便使整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)降低系統(tǒng)的功耗。受微控制器系統(tǒng)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括汽車換氣扇、車窗升降電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。微控制器通過發(fā)送信號(hào)控制汽車換氣扇的工作狀態(tài)，當(dāng)接收到微控制器發(fā)來的信號(hào)時(shí)換氣扇打開及時(shí)的排出車內(nèi)的有毒氣體。

考慮到目前汽車內(nèi)還沒有相關(guān)產(chǎn)品，同時(shí)為解決生活中存在的相關(guān)問題，本發(fā)明通過熱釋紅外傳感器檢測汽車在駐車時(shí)是否有生物遺留在車內(nèi)，若檢測到車內(nèi)有生物，氧氣及有毒氣體傳感器對(duì)車內(nèi)氣體成分進(jìn)行檢測，通過can總線將檢測結(jié)果發(fā)送給微控制器進(jìn)行分析處理，如果檢測到氧氣濃度正常，系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)使系統(tǒng)的功耗降到最低，如果檢測到氧氣濃度過低或有毒氣體濃度過高，微控制會(huì)發(fā)出相關(guān)指令，通過can總線將指令發(fā)送給執(zhí)行單元，執(zhí)行單元會(huì)打開汽車換氣系統(tǒng)（換氣扇）及時(shí)排除車內(nèi)的有害氣體成分，更新車內(nèi)的空氣（如果車內(nèi)氣體成分恢復(fù)到正常水平系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉汽車換氣系統(tǒng)），并通過gsm、lte等蜂窩網(wǎng)絡(luò)將車內(nèi)的相關(guān)信息通過短信的形式發(fā)送給車主以便車主及時(shí)回到車內(nèi)查看，從而避免發(fā)生傷亡事故，保障車內(nèi)乘員的生命安全。本發(fā)明通過lcd液晶顯示器將檢測到的有毒氣體顯示到屏幕上，車主可以實(shí)時(shí)的了解到車內(nèi)的氣體情況。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明除了可以應(yīng)用在汽車內(nèi)也可以安裝在人們的居住房內(nèi)，在中國有大量的居民使用天然氣燒水取暖以及做飯，北方地區(qū)也有居民在冬季使用煤炭進(jìn)行取暖一氧化碳中毒事故屢見不鮮，本發(fā)明可以有效避免此類事故的發(fā)生，所以，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案基于全局戰(zhàn)略考慮，汽車的保有量眾多，與每個(gè)人的生活都息息相關(guān)，因此具有很廣泛的應(yīng)用范圍和很高的實(shí)用價(jià)值。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，使用本發(fā)明的方案還可以實(shí)現(xiàn)許多可選的實(shí)施例。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。