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CN106364442A - 一种车内遗留人员检测报警装置和方法 - Google Patents

一种车内遗留人员检测报警装置和方法 Download PDF

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CN106364442A CN201611071711.3A CN201611071711A CN106364442A CN 106364442 A CN106364442 A CN 106364442A CN 201611071711 A CN201611071711 A CN 201611071711A CN 106364442 A CN106364442 A CN 106364442A
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Abstract

本发明涉及一种车内遗留人员检测报警装置，通过微波传感器和声音传感器判断出车内有遗留人员时，使报警器发出声音/灯光警报或通过通信模块发出短信/电话/应用提示或危险警报提示。该装置可附带车内高温报警、烟雾报警功能，并可用于防盗报警。本发明还提供了一种车内遗留人员检测报警方法。

Description

一种车内遗留人员检测报警装置和方法
技术领域
本发明涉及交通工具内部人员安全防护技术领域，具体涉及一种车内遗留人员检测报警装置及方法。
背景技术
夏天密闭的汽车内温度高达50摄氏度，每年世界各地都会发生数量众多的婴幼儿遗留车内热死的悲剧。在国内，车内遗留儿童事故也频频发生，这对儿童尤其是幼儿的生命安全造成很大的危害。但相较于汽车的大量普及，车内遗留人员检测报警装置在市场上却并不常见。另外，校车由于载客较多，儿童体积较小难以发现，且由于司机疏忽再加上车内环境密闭温度较高，更容易使儿童生命安全遭受威胁。
现有技术中已有通过热释电红外传感器(PIR)进行车内探测。当无人体移动时，热释电红外传感器感应到的只是背景温度；当人体进入警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外传感器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，该红外传感器的基本工作方式就是感应移动物体与背景物体的温度差异。由于汽车在行驶过程中机械和电子设备发热使车内环境发生热量变化，且在停车时，车内物体受到阳光照射也会使车内各区域热量变化迅速，因此该方案适用环境受限，检测正确率低。
现有技术中还有通过座椅检测车内人员的方案，但该方案中每个座椅都需布置，不便安装和维护，且对于遗留人员在车内的状况不得而知。
另外还有通过图像识别的方式对车内人员进行检测，但该方案需要高性能处理芯片和复杂的计算，应用成本较高，且在车内休息等场景下应用的误报率较高。
综上所述，现有技术中有关车内遗留人员检测的技术方案大多不够成熟，很难形成产品投放市场。
发明内容
本发明的目的是提供一种精确度高、报警迅速、后期加装方便的车内遗留人员检测报警装置，该装置可附带车内高温报警、烟雾报警功能，并可用于防盗报警。本发明还提供了一种车内遗留人员检测报警方法。
本发明的第一个方面提供了一种车内遗留人员检测报警装置。所述检测报警装置包括电源模块、控制中心模块、微波传感器、声音传感器、温度传感器、通信模块和报警器，其中，
电源模块用于向装置中的其它单元供电，其可以采用一次电池(原电池)、二次电池和/或通过车载电源供电。
控制中心模块包括单片微控制器(MCU)，用于接收各个传感器采集的数据并进行处理，以及对通信模块和报警器下达通信和报警指令。
微波传感器与控制中心模块信号连接，用于通过发出的微波对汽车内预先设定的范围进行扫描，并将微波探测数据传输给控制中心模块，以确定车内是否有遗留人员和活动物体。
声音传感器与控制中心模块信号连接，用于采集车内的声音信号，并将信号传输给控制中心模块，辅助微波传感器进行人员存在判断。
温度传感器与控制中心模块信号连接，用于检测车内实时温度，并将温度数据传输给控制中心模块，进行车内环境温度安全判断。
通信模块与控制中心模块信号连接，接受控制中心模块发出的通信指令，并采用2G、3G、4G或其它通信网络与车主移动终端连接，发送短信或拨打电话，并可拨打报警电话和紧急求助电话。
报警器为喇叭和/或信号灯(例如LED灯组)，与控制中心模块信号连接，控制中心模块通过报警器发出声音警报或灯光警报。
在一个实施方案中，所述检测报警装置还包括氧和/或二氧化碳传感器，氧和/或二氧化碳传感器与控制中心模块信号连接，用于检测车内环境中氧气和二氧化碳的浓度变化，以进一步辅助微波传感器进行人员存在判断，并可进行车内生存环境安全判断。
在一个实施方案中，所述检测报警装置还包括烟雾传感器，烟雾传感器与控制中心模块信号连接。当检测到车内有烟雾时(例如由于着火等原因)，控制中心模块向报警器发出警报信号，和/或通过通信模块发出求救信号。
在一个实施方案中，所述检测报警装置还包括图像传感器，图像传感器与控制中心模块信号连接。图像传感器可以是摄像头，用于拍摄车内画面，并可通过通信模块发送到驾驶员移动终端。
微波传感器(Microwave sensor)是利用微波特性来检测物体的器件。微波传感器发出固定频率微波，产生多普勒频移，通过频移信号的改变来判断车内是否存在移动物体。微波传感器主要由微波振荡器和微波天线组成。为了使发射的微波具有特定的方向性，天线较佳地朝向需要检测的空间区域。在本发明技术方案中，检测报警装置优选安装在车顶部，也可安装在车内前挡或后档区域，为了重点关注驾驶员容易忽略的身后空间，因此微波天线较佳地指向驾驶员身后的中排和/或后排位置。微波传感器捕捉车内动作信号传回MCU进行数据处理，若发生连续微波信号频移，则判断为车内有移动物体。
声音传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)，它用来接收声波，使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压，后经过A/D转换被数据采集器接受，并传回MCU，以判断车内存在声源。
开启声音传感器进行辅助声音检测，可以弥补单一微波传感器对于相对静止物体探测特性的不足，增加检测准确率。其中，微波检测和声音检测采用并行监测，或者串行不间断监测。
温度传感器采集车内实时温度，以判断车内环境温度是否安全。为了节省电量增加续航，以及简化检测流程，可以设定在判断出车内有遗留人员后再开启温度传感器检测车内温度。
氧和/或二氧化碳传感器可以监测车内环境中氧气和二氧化碳的浓度变化。当车内遗留有相对静止且不发声的人员时(例如熟睡的婴儿)，可以弥补前述各传感器检测方面的不足。遗留人员在车内环境中需要消耗氧气产生二氧化碳，因此根据一段时间内氧气/二氧化碳的浓度变化，可以判断出车内有遗留人员，且当氧气/二氧化碳的浓度值超出预设警戒值时，可直接通过通信模块拨打驾驶员/报警/紧急求助电话。氧和/或二氧化碳传感器可以以设定的时间间隔采集车内氧和/或二氧化碳浓度，例如每半分钟或1分钟采集一次。
所述检测报警装置还可以包括摄像头。当检测报警装置判断车内有遗留人员时，可以通过摄像头拍摄车内画面并发送到驾驶员移动终端；或者当检测报警装置检测到车内遭受非法入侵(如通过破坏车窗进入车内)时，检测报警装置通过摄像头拍摄车内照片，并通过通信模块发送到驾驶员移动终端，使驾驶员查看车内图像信息并留作证据。
对于校车和中大型客车等车厢空间较大的车型，可采用多个所述检测报警装置联动探测，保障车内有效活动空间全覆盖。
本发明的第二个方面提供了一种车内遗留人员检测报警方法，包括：
步骤1，当驾驶员离开驾驶位(即下车)且所有车门上锁时，通过同时检测到驾驶位和车门锁双重信号，启动检测报警装置；
步骤2，打开微波传感器和声音传感器开始探测车内空间并向控制中心模块回传数据，当通过微波传感器和声音传感器回传的数据判断出车内有遗留人员时，控制中心模块向报警器发出信号，报警器发出声音/灯光警报；
步骤3，驾驶员通过对检测报警装置手动确认以停止警报；若驾驶员在一段时间内不作处理，则报警器停止警报，检测报警装置开始计时；
步骤4，到达预设时间后，再次打开微波传感器和声音传感器，开始循环多次检测，当通过微波传感器和声音传感器回传的数据判断出车内有遗留人员时，控制中心模块通过通信模块向驾驶员手机发送短信或拨打电话，或者通过智能手机应用提示告知车内有遗留人员；同时打开温度传感器，实时监测车内温度；
步骤5，当检测到车内温度超过预设的安全值时，检测报警装置通过通信模块拨打驾驶员手机和预设的紧急号码。
进一步地，所述方法还包括，在启动检测报警装置时打开氧和/或二氧化碳传感器并按预设时间间隔采集车内氧和/或二氧化碳浓度信息。当车内氧和/或二氧化碳浓度变化超过预设值(例如10％)时，检测报警装置通过通信模块拨打驾驶员手机和预设的紧急号码。
进一步地，所述方法还包括，在启动检测报警装置时打开烟雾传感器，在检测到车内出现烟雾时，检测报警装置通过通信模块拨打驾驶员手机和预设的紧急号码，并通过短信和智能手机应用向驾驶员发送紧急消息，告知车内情况。
进一步地，所述方法还包括，在拨打驾驶员手机后，如果在预定的时间内车内情况未得到处理，则拨打第二联系人手机。
进一步地，所述方法还包括，在检测报警装置检测到车内有遗留人员或遭受非法入侵时，检测报警装置通过摄像头拍摄车内照片，并通过通信模块发送到驾驶员移动终端。
其中所述循环多次检测为同时开启各传感器共同探测一段时间后同时停止一段时间，然后再次同时开启各传感器进行探测，周而复始；或者各传感器依次轮流开启并探测一端时间，不断循环。
本发明技术方案的有益效果：
微波传感器具有不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响的特点，且抗射频干扰能力强、灵敏度高，在检测车内遗留人员时，采用微波传感器输出功率低，对人体构不成危害，微波具有一定的穿透性，可减少座椅遮挡影响。配合声音传感器或氧和/或二氧化碳传感器同时检测，大大降低了误差率。并且增加了烟雾报警和高温报警的功能，使车主在使用时更加放心。采用此装置能有效降低夏天车主粗心将孩子遗留车内的事故及汽车高温自燃事故的发生，对于宠物猫狗等较小生命体也能有效检测。微波雷达探测信号不扩散到车外而能有效覆盖车内可活动空间，对于宽大车体可通过多装置联动检测，覆盖范围广。另外还可进行车内防盗警报，方便留存证据。
附图说明
图1为本发明检测报警装置结构示意图。
图2为本发明检测报警装置在小型客车中的安装位置和工作示意图。
图3为图2的俯视图，显示了微波信号覆盖范围。
图4为本发明检测报警装置在大型客车中的安装位置和工作示意图。
图5为本发明一个具体实施方案的工作流程示意图。
图6为本发明一个具体实施方案的工作流程示意图。
图7为本发明一个具体实施方案的工作流程示意图。
图8为本发明一个具体实施方案的工作流程示意图。
其中附图标记为：
电源模块1；控制中心模块2；微波传感器3；声音传感器4；温度传感器5；通信模块6；报警器7；氧和/或二氧化碳传感器8；烟雾传感器9；图像传感器10；检测报警装置100；微波雷达信号200。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及特点更加清楚，下面将结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述。应理解，以下内容用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，显示了本发明一个具体实施方案中车内遗留人员检测报警装置100的结构示意图。该检测报警装置100包括电源模块1、控制中心模块2、微波传感器3、声音传感器4、温度传感器5、通信模块6、两个报警器7、氧和/或二氧化碳传感器8、烟雾传感器9和图像传感器10。其中，电源模块1通过采用二次电池(充电电池或蓄电池)和车载电源配合供电的方式向装置100中的其它单元供电；控制中心模块2为MCU控制器；微波传感器3、声音传感器4、温度传感器5、通信模块6、报警器7、氧和/或二氧化碳传感器8、烟雾传感器9和图像传感器10与MCU控制器信号连接；报警器7为两个，分布于检测报警装置100的两侧，并采用喇叭和LED灯组结合的方式发出警报，以更好满足白天和夜晚使用环境的要求。
如图2所示，显示了检测报警装置100在小型客车中的安装位置和工作示意图，其中微波雷达信号可以有效覆盖车内有效活动空间。如图3所示，显示了对于检测报警装置100的微波雷达信号覆盖范围的设置，微波雷达信号不扩散到车外而能有效覆盖车内可活动空间。如图4所示，显示了检测报警装置100在大型客车中的安装位置和工作示意图。其中检测报警装置100为两个，两者配合通过多装置联动检测，能有效覆盖大型客车内可活动空间。
如图5-图8所示，显示了本发明一个具体实施方案的工作流程示意图。图5显示检测报警第一阶段，当车主(驾驶员)离开驾驶位且所有车门上锁时，启动检测报警装置100；通过微波检测和音频检测来探知车内是否有遗留人员；如控制中心模块2根据回传的数据判断出车内有遗留人员时，通过报警器7发出声光警报提醒车主(驾驶员)。图6—图8显示检测报警第二阶段，若车主在第一阶段不做处理，达到检测报警装置100预设时间后，会再次启动微波检测、音频检测、氧和/或二氧化碳浓度检测(未示出)、温度检测及烟雾检测，开始并行或依次循环多次检测，并根据检测结果作出判断，通过通信模块6发出短信/电话/应用提示或危险警报提示。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种车内遗留人员检测报警装置，其特征在于，所述检测报警装置包括电源模块、控制中心模块、微波传感器、声音传感器、温度传感器、通信模块和报警器，其中，
所述微波传感器、声音传感器、温度传感器、通信模块和报警器与所述控制中心模块信号连接，所述控制中心模块包括单片微控制器，用于接收各个传感器采集的数据并进行处理，以及对所述通信模块和报警器下达通信和报警指令。
2.如权利要求1所述的车内遗留人员检测报警装置，其特征在于，所述检测报警装置还包括氧和/或二氧化碳传感器，所述氧和/或二氧化碳传感器与控制中心模块信号连接。
3.如权利要求1所述的车内遗留人员检测报警装置，其特征在于，所述检测报警装置还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器与控制中心模块信号连接。
4.如权利要求1所述的车内遗留人员检测报警装置，其特征在于，所述检测报警装置还包括图像传感器，所述图像传感器与控制中心模块信号连接。
5.如权利要求1-4中任一项所述的车内遗留人员检测报警装置，其特征在于，所述电源模块用于向装置中的其它单元供电，采用一次电池、二次电池和/或通过车载电源供电。
6.一种车内遗留人员检测报警方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，当驾驶员离开驾驶位且所有车门上锁时，通过同时检测到驾驶位和车门锁双重信号，启动检测报警装置；
步骤2，打开微波传感器和声音传感器开始探测车内空间并向控制中心模块回传数据，当通过微波传感器和声音传感器回传的数据判断出车内有遗留人员时，控制中心模块向报警器发出信号，报警器发出声音/灯光警报；
步骤3，驾驶员通过对检测报警装置手动确认以停止警报；若驾驶员在一段时间内不作处理，则报警器停止警报，检测报警装置开始计时；
步骤4，到达预设时间后，再次打开微波传感器和声音传感器，开始循环多次检测，当通过微波传感器和声音传感器回传的数据判断出车内有遗留人员时，控制中心模块通过通信模块向驾驶员手机发送短信或拨打电话，或者通过智能手机应用提示告知车内有遗留人员；同时打开温度传感器，实时监测车内温度；
步骤5，当检测到车内温度超过预设的安全值时，检测报警装置通过通信模块拨打驾驶员手机和预设的紧急号码。
7.如权利要求6所述的车内遗留人员检测报警方法，其特征在于，所述方法还包括：在启动检测报警装置时打开氧和/或二氧化碳传感器并按预设时间间隔采集车内氧和/或二氧化碳浓度信息，当车内氧和/或二氧化碳浓度变化超过预设值时，检测报警装置通过通信模块拨打驾驶员手机和预设的紧急号码。
8.如权利要求7所述的车内遗留人员检测报警方法，其特征在于，所述方法还包括：在启动检测报警装置时打开烟雾传感器，在检测到车内出现烟雾时，检测报警装置通过通信模块拨打驾驶员手机和预设的紧急号码，并通过短信和智能手机应用向驾驶员发送紧急消息。
9.如权利要求8所述的车内遗留人员检测报警方法，其特征在于，所述方法还包括：在拨打驾驶员手机后，如果在预定的时间内车内情况未得到处理，则拨打第二联系人手机。
10.如权利要求9所述的车内遗留人员检测报警方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测报警装置检测到车内有遗留人员或遭受非法入侵时，检测报警装置通过摄像头拍摄车内照片，并通过通信模块发送到驾驶员移动终端。
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