尹彥博 楊佳 閏道斌 王子建 張桐赫

摘要：隨著人民生活水平的提高，駕駛汽車帶著孩子出行成為了人們習(xí)以為常的生活方式。然而孩子在車上容易困倦，特別是年齡較小的孩子，一上車就開始睡覺。粗心的家長把孩子遺留在車內(nèi)的事情也時有發(fā)生，因車內(nèi)溫度過高或氧氣不足，導(dǎo)致被困兒童造成傷亡的案例也是屢見不鮮。使用各種傳感器對兒童進行檢測，通過硬件和軟件的設(shè)計來達到對孩子的安全保護，應(yīng)用無線通訊與手機的連同，提醒監(jiān)護人對孩子進行最大化的保護。

關(guān)鍵詞：安全座椅;單片機;傳感器

基于單片機控制技術(shù)、傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)于一體的防小孩遺留汽車內(nèi)智能安全座椅系統(tǒng)安裝在兒童普通安全座椅上，通過對相關(guān)參數(shù)的采集與分析，實現(xiàn)對停車狀態(tài)、座椅中是否有孩子、孩子狀態(tài)以及車內(nèi)環(huán)境是否安全進行檢測，及時提醒司機家長關(guān)注孩子的存在與狀態(tài)。圖1為本系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖。下面對防小孩遺留汽車內(nèi)安全座椅的主要模塊進行介紹，從而完成此安全座椅的系統(tǒng)研究。

1核心控制系統(tǒng)設(shè)計

采用單片機作為本系統(tǒng)的核心控制模塊，來協(xié)調(diào)每個單元電路的正常工作。通過接收各類傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息并進行分析處理，判斷汽車是否已經(jīng)停下，判斷安全座椅是否有小孩的存在，判斷車內(nèi)環(huán)境是否符合安全，在必要的時候?qū)φZ音提醒模塊和電話撥打模塊發(fā)出命令信號。

2傳感器模塊設(shè)計

本系統(tǒng)為了檢測車輛、孩子以及車內(nèi)環(huán)境的情況，選擇了多種傳感器進行設(shè)計。

2.1壓力傳感器

通過壓力判斷是否有小孩坐在安全座椅上。通過設(shè)定的臨界值，當(dāng)達到臨界值時，傳感器會進行下一步操作，即發(fā)送信息道核心控制模塊。壓力傳感器檢測安全座椅上超過10斤，判定為坐有小孩。

2.2振動傳感器

通過振動判斷汽車是否處于停車狀態(tài)。振動傳感器是第一個工作的傳感器，當(dāng)車處于靜止無振動的時候，由其他傳感器繼續(xù)工作，因為只有車停止了，車上的大人才有可能下車。檢測到停車5s后，語音模塊進行語音提醒。

2.3聲音傳感器

通過聲音大小判斷小孩是否哭鬧。當(dāng)兒童哭泣的聲音超過正常分貝，就會觸動聲音傳感器，聲音傳感器直接發(fā)送信號到核心控制中心。

2.4溫度傳感器

檢測車內(nèi)溫度是否在人體接收范圍內(nèi)。如果溫度過高或者過低，那么溫度傳感器就會發(fā)送信號到核心控制中心，以確定是否打電話或者語音播報安全或者危險。

2.5二氧化碳傳感器

檢測車內(nèi)二氧化碳濃度，用以判斷車內(nèi)環(huán)境是否安全。二氧化碳作為人體的安全指標(biāo)，是最有必要設(shè)計的一款傳感器，二氧化碳濃度的臨界值需要適合當(dāng)?shù)氐那闆r和實況。我們研究的標(biāo)準(zhǔn)：二氧化碳濃度達到l%（ IOOOPPM）、溫度超過30度或聲音超過80分貝時撥打司機電話。

3電話撥打模塊設(shè)計

本設(shè)計在安全座椅中安裝SIM卡，當(dāng)檢測停車狀態(tài)，孩子坐在安全座椅上，并發(fā)生哭鬧，或車內(nèi)溫度或二氧化碳濃度超過正常范圍，通過電話撥打模塊及時與所預(yù)留的聯(lián)系人（不少于四個人）取得聯(lián)系，通知他們兒童處于不安全的情況，及時進行處理，從而保證車內(nèi)孩子的安全。

4語音提醒模塊設(shè)計

處于停車狀態(tài)，并檢測到有孩子在安全座椅上，通過語音提醒模塊播報語音“請注意，在您離開愛車之前，請留意后座是否留有小朋友”，從而起到及時提醒司機家長的作用。通過語音播報模塊的設(shè)計實現(xiàn)語音提示功能，能夠有效及時的提醒司機家長孩子仍在車上。

5結(jié)束語

私家車已普及到千家萬戶，但由于家長司機的疏忽大意，將小孩遺留在車內(nèi)，造成事故的情況時有發(fā)生。為了避免類似悲劇的發(fā)生，我們設(shè)計制作了基于傳感器技術(shù)、單片機控制技術(shù)、無線通信技術(shù)的智能安全座椅，能夠及時提醒家長司機孩子在座椅之上，或者孩子處于安全環(huán)境之中，為孩子在乘坐汽車提供更加切實有效的安全保障，讓被困車內(nèi)兒童造成傷亡的悲劇不要再重演。

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項目：2019年度大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃省級項目《防小孩遺留汽車內(nèi)智能安全座椅系統(tǒng)設(shè)計》;吉林省教育教學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度重點課題，課題批準(zhǔn)號ZD17095;2018年吉林省高等教育教學(xué)研究課題《新工科背景下電子信息工程專業(yè)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐》。