车内防窒息装置的设计与制造.docVIP

车内防窒息装置的设计与制造 闫鹏飞 冯乘龙 沈阳理工大学 X 关注成功！ 加关注后您将方便地在 我的关注中得到本文献的被引频次变化的通知！ 新浪微博 腾讯微博 人人网 开心网 豆瓣网 网易微博 摘????要： 处于现代社会这种快节奏的生活方式下, 很多父母或者其他监护人可能会由于粗心大意或者因为一时忙于工作, 而将孩子长时间锁在汽车中, 导致孩子窒息死亡的现象越来越多发。因此, 车内防窒息装置的应用显得尤为关键。通过对现在已有的温度、二氧化碳检测的实物进行改进、创新, 制作了车内防窒息装置。本文论述了对车内防窒息装置的大体理论以及其大体制作过程。 关键词： 汽车电子; 安全; 单片机; 窒息; 作者简介：闫鹏飞 (1996-) , 男, 河北邢台人, 研究方向为车辆工程; 作者简介：冯乘龙 (1996-) , 男, 辽宁本溪人, 研究方向为车辆工程。 1 研究背景 现在很多父母或者其他监护人由于粗心大意或者因为一时忙于工作, 将孩子长时间锁在车中导致孩子窒息死亡的现象比比皆是。这一问题已经引起社会的广泛关注, 为解决这一问题我们准备设计一个用于检测车内是否有人员被锁的装置, 以便自动打开车窗, 防止车内人员窒息。 目前国内有此类装置, 所述方法如下:当车辆停止时, 检测儿童安全座椅上儿童在座状态;检测到儿童在座, 再检测车门启闭状态, 车门为打开状态时, 发出短暂报警提示。车门为关闭状态时, 检测车内乘员在座状态, 车内没有乘员在座时, 发出持续报警提示。车内没有乘员在座时, 再检测车门启闭状态, 当在预定时间后车门仍为关闭状态时, 打开车窗并继续发出所述报警提示。根据描述可知此发明只能检测出安装有儿童座椅的车座位上是否有儿童, 而且检测方法单一, 因此本组人员计划使用多种传感器混合的方式, 避免出现误判。 2 研究意义 车内属于封闭空间, 密封性强, 隔音效果也很好, 由于儿童或宠物缺乏安全意识和自救能力, 若被遗忘在车内, 容易出现由于车内CO2浓度升高引起的窒息现象。本装置可以防止类似情况的发生。提高了汽车在使用过程中的安全性。 在长时间高温炙烤下的车厢温度过高或在冬季时温度过低时, 启动本装置以保护车内儿童或宠物, 防止其发生危险。 让汽车系统更智能, 更加人性化。 3 研究内容 在车辆熄火后, 先由光电开关传感器和压力传感器检测车内是否有人和宠物, 若有则启动二氧化碳传感器和温度传感器, 持续监测车内二氧化碳浓度, 温度变化。当浓度高于标准值时, 则控制汽车发出警报, 稍稍开启车窗, 与外界进行气体交换, 并向车主手机中发送信息, 提醒车主立刻返回。待车内气体浓度正常后, 保持监测并关闭车窗, 警报停止, 防止因电瓶亏电导致车辆无法启动。 3.1 系统硬件 3.1.1 51系列单片机 图1 整体构架图 ??下载原图 图2 单片机 ??下载原图 本装置采用51系列单片机作为控制单元进行模拟, 51系列单片机功耗较低, 价格低廉, 性能稳定, 功能强大, 编写程序较为简单。它广泛应用于工业测控系统之中。51系列单片机是基础入门的一个单片机, 还是应用最广泛的一种。 3.1.2二氧化碳传感 图3 MH-Z14A二氧化碳传感器 ??下载原图 经过筛选比较各传感器优缺点, 现选用MH-Z14A二氧化碳传感器。 此传感器是一个通用的智能小型传感器, 它将成熟的红外吸收气体检测技术 (利用非色散红外原理对空气中的二氧化碳浓度进行监测) 与电路设计紧密结合而制作出的高性能传感器, 具有很好的无氧气依赖性和选择性。 二氧化碳气室采用镀金方法处理, 对于车内可能存在的水汽等具有很好的防腐蚀效果;灵敏度高、稳定性好, 可以很迅速、灵敏地判断车内的二氧化碳的浓度;具有温度补偿功能, 即使在寒冷的冬季也可以稳定地工作;提供串口 (UART) 、模拟 (DAC) 、PWM波形等输出方式;使用寿命长;供电电压约5V, 可以利用车内电源;测量范围0~10000ppm, 符合设计要求;且功率较小, 可避免因使用时间过长导致电瓶亏电、汽车无法启动的现象发生。 二氧化碳气体传感器引脚介绍 (表1、图4、图5) 。 表1 ?? 下载原表 图4 ??下载原图 二氧化碳检测系统硬件的设计有单片机电路、传感器串口通信电路、报警电路等。串口通讯电路用于与其他系统进行通讯、传递信息等;报警电路用于检测到二氧化碳浓度过高时报警。通过控制整个电路实现智能化控制, 比如接收数据, 完成报警等任务等。 3.1.3 温度监测装置 选用DS18B20温度传感器、数码显示管、单片机等制作带有数显功能的温度检测装置。 相比其他传感器, DS18B20温度传感器有如下优点:测试温度广 (-55℃~+125℃) 适用于汽车的使用环境;抗干扰性强, 由于汽车上