一種防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號檢測領(lǐng)域，特別是一種防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)系統(tǒng)，可應(yīng)用于防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車是現(xiàn)代使用最頻繁的交通工具，人們每天都要花費(fèi)大量的時(shí)間在汽車上度過，汽車內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量直接影響了人們身體健康。隨著私家車的普及，因缺少防缺氧和溫度監(jiān)控設(shè)備，汽車在實(shí)際使用過程中，就產(chǎn)生了一系列的問題。如父母去商場購物時(shí)，幼兒往往被單獨(dú)放在車內(nèi)，當(dāng)天氣炎熱，加上車內(nèi)門窗緊閉，車內(nèi)溫度迅速飆升，據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)表明，在一輛過熱的車內(nèi)，僅僅15分鐘就可以讓幼兒的大腦和腎臟遭到損傷，同時(shí)幼兒會出現(xiàn)缺氧和中暑癥狀。目前此類幼兒的受傷事件屢見不鮮。
[0003]目前的大部分的汽車對防缺氧檢測保護(hù)的設(shè)計(jì)非常不足。所以，從更加人性化的角度來說，設(shè)計(jì)一種防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)裝置顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的防止汽車內(nèi)部缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案:
一種防止汽車內(nèi)部缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)系統(tǒng)其特征在于:包括三個(gè)分別安裝在汽車內(nèi)部的溫度傳感器、氧氣傳感器和二氧化碳傳感器，分別檢測汽車內(nèi)部的溫度、氧氣含量和二氧化碳含量，三路的傳感器信號連接一個(gè)信號轉(zhuǎn)換電路，信號裝換電路連接一個(gè)單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路連接繼電器驅(qū)動電路；三路的傳感器信號經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路，然后進(jìn)入單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路根據(jù)設(shè)定的邏輯來驅(qū)動繼電器驅(qū)動電路，來控制汽車內(nèi)部空調(diào)電路的通斷。一個(gè)電源電路為系統(tǒng)的各個(gè)電路供電。
[0006]上述的溫度傳感器:溫度傳感器采用絕緣薄膜型NTC熱敏電阻器，工作電壓DC5V，使用環(huán)境_30_125°C，輸出電壓1-5V，允許偏差±0.5%。該溫度傳感器可靠性高、一致性好，被廣泛應(yīng)用于溫度測試、溫度控制和溫度補(bǔ)償?shù)葓龊稀?br>[0007]上述的氧氣傳感器:氧氣傳感器規(guī)格型號是KY-2BD5V，工作電壓是DC5V，使用環(huán)境溫度:-10~50°C，輸出電壓1-5V，最小測氧量是0.02%。該氧氣傳感器具有以下特性:精密5V輸出量程，精確的溫度補(bǔ)償。
[0008]上述的二氧化碳傳感器:二氧化碳傳感器采用M1501紅外氣傳感器，工作電壓是DC5V，模擬輸出電壓0.5-2.5V，輸出分別率為0.5mV，響應(yīng)時(shí)間小于60s。該二氧化碳傳感器具有良好精度和穩(wěn)定性，而且使用和維護(hù)都很方便。
[0009]上述信號轉(zhuǎn)換電路:在溫度傳感器(I)，氧氣傳感器(2)和二氧化碳傳感器(3)信號接口處分別串聯(lián)了一個(gè)1K電阻，然后分別連接運(yùn)放0PA2340，在運(yùn)放輸入端引腳6，引腳9和引腳13分別并聯(lián)一個(gè)0.1uF的電容，引腳6、引腳9和引腳13分別與引腳7、引腳8和引腳14直接連接，引腳11接地。在輸出引腳7、引腳8和引腳14處分別串接一個(gè)由0.1uF和1K電阻組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，然后分別輸出轉(zhuǎn)換的信號。由于從三個(gè)傳感器接收過來的信號驅(qū)動能力有限，同時(shí)受噪聲信號的干擾，波形不理想。為了克服這些缺點(diǎn)，在線路上串聯(lián)了一個(gè)1K電阻，同時(shí)使用運(yùn)放0PA2340構(gòu)成的跟隨器，然后輸出到對應(yīng)的單片機(jī)I/O 口。
[0010]上述單片機(jī)控制電路:控制芯采用STM32R)51K8U6，復(fù)位電路由10nF的電容1K電阻組成，復(fù)位信號從電容和1K的連接處取出，連接控制芯片的第4管腳。晶振電路采用石英晶體與兩20pF的電容連接，晶振信號從石英晶體的兩端取出，接入控制芯片的第2和第3引腳。在電源VCC和GND直接串接一個(gè)0.1uF的電容。單片機(jī)主要功能是接收來自三路傳感器的轉(zhuǎn)換信號，同時(shí)按照一定的邏輯來驅(qū)動繼電器來控制空調(diào)啟動電路的通斷。考慮到系統(tǒng)對處理速度要求不高，處理的數(shù)據(jù)量也很小，同時(shí)對I/O 口的需求量不多等因素，系統(tǒng)采取了低廉的常用的STM32R)51K8U6就能滿足系統(tǒng)的全部要求。外圍晶振電路:晶振采用8MHz，外接20pF電容，將電容和石英晶體接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。
[0011]上述的繼電器驅(qū)動電路:控制信號從控制芯片的第22引腳取出，連接一個(gè)IK電阻，再連接到三極管9013的基極，三極管的集電極連接繼電器，三極管的發(fā)射極接地。在繼電器上并接一個(gè)二極管，起到續(xù)流的作用。繼電器的串接在汽車空調(diào)的啟動回路上。
[0012]上述的電源電路:汽車上配有多串電池供電，可以通過合理的串接得到12V的電源，為了得到+5V的系統(tǒng)電壓，采用常用的PTN78060WAH芯片。電池的12V電壓輸入端并入
2.2uF電容，然后連接電源芯片PTN78060WAH的第2引腳，在電源芯片PTN78060WAH第I和第3引腳間串接一個(gè)二極管IN4007,輸出引腳6并接1uF，10uF, 0.luF，然后輸出+5V電壓。為了得到+3.3V的系統(tǒng)電壓，采用常用的LM1117MPX-3.3芯片。在上述的+5V電壓接入電源芯片PTN78060WAH的第3引腳，輸出引腳4，2連接后并接10uF，100uF，0.luF，然后輸出+3.3V電壓。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步:采取三種傳感器分別測量汽車內(nèi)部的溫度、氧氣含量和二氧化碳含量，系統(tǒng)包括溫度傳感器，氧氣傳感器，二氧化碳傳感器，信號轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)控制電路，繼電器驅(qū)動電路和電源電路。其中，信號轉(zhuǎn)換電路采用了電壓跟隨器，克服從傳感器接收過來的信號驅(qū)動能力有限和容易受信號的干擾的缺點(diǎn)；單片機(jī)處理芯片采用成本低廉的單片機(jī)STM32F051K8U6，滿足了系統(tǒng)的全部要求；驅(qū)動電路采用三極管來實(shí)現(xiàn)電流放大的作用。電源電路采用PTN78060WAH和LM1117MPX-3.3，把汽車的12V電源轉(zhuǎn)為了系統(tǒng)需要的+5V和+3.3V電源。本發(fā)明能夠作為防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)系統(tǒng)，為每個(gè)汽車的提供了防止車內(nèi)缺氧與中暑的保護(hù)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的信號轉(zhuǎn)換電路圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的單片機(jī)控制電路圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的繼電器驅(qū)動電路圖。
[0018]圖5是本發(fā)明的電源電路圖。
[0019]圖6是本發(fā)明的溫度傳感器，氧氣傳感器和二氧化碳傳感器安裝圖。
[0020]圖7是本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過工作優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]實(shí)施例一:
參見圖1~圖6，一種防止車內(nèi)缺氧與中暑的實(shí)時(shí)檢測保護(hù)系統(tǒng):包括三個(gè)安裝在汽車內(nèi)部的溫度傳感器(1)，氧氣傳感器(2)和二氧化碳傳感器(3)，分別測量車內(nèi)的溫度、氧氣含量和二氧化碳含量。三路傳感器連接一個(gè)信號轉(zhuǎn)換電路(4)，信號裝換電路(4)連接一個(gè)單片機(jī)控制電路(5)，單片機(jī)控制電路(5)連接繼電器驅(qū)動電路(6)。三路的傳感器的信號經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換電路(4)，然后進(jìn)入單片機(jī)控制電路(5)，單片機(jī)控制電路(5)根據(jù)設(shè)定的邏輯來驅(qū)動繼電器，控制空調(diào)啟動電路的通斷。電源電路(7)為系統(tǒng)的各個(gè)電路供電。
[0023]實(shí)施例二:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:所述溫度傳感器(I)采用絕緣薄膜型NTC熱敏電阻器，工作電壓時(shí)DC5V，使用環(huán)境-30-125°C，輸出電壓1-5V，允許偏差±0.5%。溫度傳感器可靠性高、一致性好，被廣泛應(yīng)用于溫度測試、溫度控制及溫度補(bǔ)償?shù)葓龊?。所述的氧氣傳感?2)規(guī)格型號是KY-2BD5V，工作電壓是DC5V，使用環(huán)境溫度:_10~50°C，輸出電壓1-5V，最小測氧量是0.02%。該氧氣傳感器具有以下特性:精密5V輸出量程，精確的溫度補(bǔ)償。所述的二氧化碳傳感器(3)采用M1501紅外氣傳感器，工作電壓是5V，模擬輸出電壓0.5-2.5V，輸出分別率為0.5mV，響應(yīng)時(shí)間小于60s。該二氧化碳傳感器具有良好精度和穩(wěn)定性，而且使用和維護(hù)都很方便。溫度傳感器、氧氣傳感器和二氧化碳傳感器的安裝圖如圖6所示，溫度傳感器、氧氣傳感器安裝在車內(nèi)頂部，二氧化碳傳感器安裝在座位底部，這樣的安裝方式充分的考慮到了不同氣體的密度關(guān)系，使傳感器能夠返回最大的性能。
[0024]所述信號轉(zhuǎn)換電路(4)如圖2，所述溫度傳感器(1)，氧氣傳感器(2)和二氧化碳傳感器(3)分別串聯(lián)了一個(gè)1K電阻(R50，R51，R52)，然后分別連接運(yùn)放0PA2340的引腳6、引腳9和引腳13，該三個(gè)引腳6、引腳9和引腳13分別與引腳7、引腳8和引腳14直接連接，在輸出引腳7，引腳8和引腳14處分別串接一個(gè)由IK電阻(R53，R54，R55)和0.1uF電容(C29，C30，C31)組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，然后分別得到轉(zhuǎn)換的輸出信號。采用具有3個(gè)口的插槽(P3、P4、P5 )作為接口接收來自傳感器的信號，每個(gè)插槽(P3、P4、P5 )的三個(gè)口分別為電源正端、傳感器信號和電源地。在控制信號傳輸線路上串聯(lián)了一個(gè)1K電阻(1?50，1?51，1?52)，同時(shí)使用運(yùn)放0PA2340 (