CN108275071B - 一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统，包括：车内人员识别模块，其用于监测停车状态时是否有人在车内；车内环境监测模块，其用于监测车内的氧气浓度、一氧化碳浓度及温度；控制器模块，其接收车内人员识别模块及车内环境监测模块的监测数据；根据车内人员识别模块的监测数据判断是否有人在车内；根据车内环境监测模块的监测数据判断车内环境，并采取相应的处理策略；汽车CAN总线模块，其向控制器模块发送车门、发动机信号、轮速信号及蓄电池信号；对外通讯模块，其内置GPRS发射器，用于在紧急情况下对外发送紧急信息。本发明提供的防止车内婴幼儿受困死亡的系统，能够主动辨识是否有婴幼儿被遗忘在车内，并采取相应的措施。
Description
技术领域
本发明属于汽车座舱安全技术领域，特别涉及一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统及控制方法。
背景技术
在汽车越来越普及的当下，汽车的安全问题越发突出。婴幼儿因被遗忘在车内，而导致死亡的案例近些年屡见报端。当婴幼儿被遗忘在车内，由于车内空间的狭小以及较差的空气流通性，使车内空气质量特别差，尤其是在炎热的夏季，密闭的车厢内温度可高达六十余度，远超常人所能承受的极限，而婴幼儿缺乏必要的自救能力，往往造成脱水死亡等悲惨案例。同时，如果汽车停于一个密闭空间内，汽车发动机怠速旋转，当空调进行外循环换气时，氧气浓度降低，极易造成一氧化碳中毒。因此，设计一种防止此类事故发生的系统具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统，能够主动辨识是否有婴幼儿被遗忘在车内，采取相应的措施，防止婴幼儿在车内受困死亡。
本发明的另一个目的是提供一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，能够根据车内环境变化情况，判断婴幼儿的危险指数，并根据危险指数采取不同的救援方法，进一步提高了婴幼儿的获救概率。
本发明提供的技术方案为：
一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统，包括：
车内人员识别模块，其用于监测停车状态时是否有人在车内；
车内环境监测模块，其用于监测车内的氧气浓度、一氧化碳浓度及温度；
控制器模块，其接收车内人员识别模块及车内环境监测模块的监测数据；根据车内人员识别模块的监测数据判断是否有人在车内；根据车内环境监测模块的监测数据判断车内环境，并采取相应的处理策略；
汽车CAN总线模块，其连接控制器模块，并向控制器模块发送车门、发动机信号、轮速信号及蓄电池信号；
对外通讯模块，其内置GPRS发射器，所述对外通讯模块连接控制器，在紧急情况下对外发送紧急信息。
优选的是，所述车内人员识别模块包括：
热红外人体感应器，其安装于车顶部；
声音传感器，其安装于车顶部；
压力传感器，其安装于汽车后排坐垫下方。
优选的是，所述车内人员识别模块还包括：红外线测量传感器，其设置于汽车后排座对应的车顶部，用于测量婴幼儿坐高。
优选的是，所述车内环境监测模块包括：
一氧化碳监测传感器，其安装于空调出气口；
温度监测传感器，其安装在车顶，并位于汽车后排座上方；
氧气浓度监测传感器，其安装在车顶，并位于汽车后排座上方。
一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：汽车CAN总线模块监测车门、发动机及轮速信息并传输至控制器模块；
步骤二：传感器模块根据汽车总线模块监测到的轮速信息判断汽车是否处于停车状态；
步骤三：如果汽车处于停车状态，车内人员识别模块启动，并监测是否有人在车内；
步骤四：如果有人在车内，车内环境监测模块启动，并监测车内的氧气浓度、一氧化碳浓度及温度；
步骤五：控制器根据车内环境状况，判断婴幼儿的危险指数，并采取相应的处理策略。
优选的是，当监测到车门处于关闭状态，发动机处于熄火状态，轮速小于3km/h时，控制器判断汽车处于停车状态。
优选的是，所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，还包括：汽车CAN总线模块将蓄电池信号传输给控制器模块，当监测到蓄电池电量即将耗尽时，控制器控制发动机启动，进行怠速运行，向蓄电池充电。
优选的是，根据车内环境状况及停车时间计算婴幼儿的危险指数；
其中，C0为车内氧气浓度，C1为车内一氧化碳浓度，单位ppm，T为车内温度，单位℃，t为婴幼儿在车内滞留的时间，单位h。
优选的是，根据压力传感器传递的压力及婴幼儿的坐高，对危险指数进行校正，校正系数为：
其中，h为婴幼儿坐高，单位cm；f为婴幼儿静止时对作为产生的压力，单位N。
优选的是，所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，还包括：
当0＜I≤0.5时，危险程度较低；此时，可通过通讯模块向车主发出警告；
当0.5＜I≤1时，处于较危险状态；此时，通过通讯模块向车主发出警告并闪烁车灯，引起路人注意；
当I＞1时，处于非常危险状态；此时，闪烁车灯，控制车辆鸣笛，并打开车窗。
本发明的有益效果是：
本发明提供的防止车内婴幼儿受困死亡的系统，能够主动辨识是否有婴幼儿被遗忘在车内，采取相应的措施，防止婴幼儿在车内受困死亡。
本发明提供的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，能够根据车内环境变化情况，判断婴幼儿的危险指数，并根据危险指数采取不同的救援方法，进一步提高了婴幼儿的获救概率。
附图说明
图1为本发明所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统总体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供了一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统，其包括车内人员识别模块，其连接控制器模块200，用于监测停车状态时是否有人在车内；所述车内人员识别模块包括：热红外人体感应器110，其安装于车顶部；声音传感器120，其安装于车顶部；压力传感器130，其安装于汽车后排坐垫下方。当热红外人体感应器110监测到车内有人，或者声音传感器120识别到车内有婴幼儿的哭声，或者压力传感器130监测到座位上有物体在移动，以上三种传感器只要有一种监测到有人员位于车内，控制器模块判定有人困于车内。应用热红外人体感应器、声音传感器和压力传感器同时识别车内是否有人员存在，提高了识别的准确性，避免因一种传感器的失效而导致整个装置的失效。
在另一实施例中，车内人员识别模块还包括：红外线测量传感器140，其设置于汽车后排座对应的车顶部，用于测量婴幼儿坐高。
车内环境监测模块，连接控制器模块200，所述车内环境监测模块包括：氧气浓度监测传感器310，其安装在车顶，并位于汽车后排座上方，用于监测车内的氧气浓度(氧气百分含量)；一氧化碳监测传感器320，其安装于空调出气口，用于监测一氧化碳浓度，以及温度监测传感器330，其安装在车顶，并位于汽车后排座上方，用于监测车内温度。由于婴幼儿一般乘坐在车辆后排，因此，将氧气浓度传感器及温度传感器至于后排座上方，以提高监测结果的准确性。
汽车CAN总线模块400，其连接控制器模块200，并向控制器模块发送车门、发动机信号、轮速信号及蓄电池信号。
对外通讯模块500，其内置GPRS发射器，所述对外通讯模块连接控制器，在紧急情况下对外发送紧急信息。
此外，所述控制器模块200，还与汽车中控台显示屏、音响、空调、大灯、音响信号装置(喇叭)、车窗控制装置、发动机、离合器、加速踏板、变速器相连。
当控制器模块200判断有婴幼儿受困于车内时，如果声音传感器120同时监测到婴幼儿发出声音，如哭声等，控制器模块控制车内音响和中控台显示屏，使之播放音乐儿歌等，来安抚被困婴幼儿的情绪。通过温度传感器330监测车内温度，当车内温度达到28摄氏度以上或5摄氏度以下时，控制器模块200便打开车内空调，来调节车内温度，使之稳定在20-24摄氏度之间。通过一氧化碳传感器320监测车内一氧化碳浓度，当一氧化碳浓度超过20ppm时，控制器模块200关闭空调的外循环，切换到内循环，防止车内人员一氧化碳中毒。
本发明还提供了一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：汽车CAN总线模块400监测车门、发动机及轮速信息并传输至控制器模块。
步骤二：传感器模块根据汽车总线模块监测到的轮速信息判断汽车是否处于停车状态；在本实施例中，当汽车CAN总线模块400监测到车门处于关闭状态，发动机处于熄火状态，轮速小于3km/h时，控制器判断汽车处于停车状态。
步骤三：如果汽车处于停车状态，车内人员识别模块启动，并监测是否有人在车内；当热红外人体感应器110监测到车内有人，或者声音传感器120识别到车内有婴幼儿的哭声，或者压力传感器130监测到座位上有物体在移动，以上三种传感器只要有一种监测到有人员位于车内，控制器模块判定有人困于车内。
步骤四：如果有人在车内，车内环境监测模块启动，并监测车内的氧气浓度、一氧化碳浓度及温度。
步骤五：控制器根据车内环境状况，计算婴幼儿的危险指数；采取相应的处理策略。在本实施例中，根据车内环境状况及停车时间计算婴幼儿的危险指数；
其中，C0为车内氧气浓度(例如，车内空气中氧气浓度为20％，则取20带入公式中计算)，C1为车内一氧化碳浓度，单位ppm，T为车内温度，单位℃，t为婴幼儿在车内滞留的时间，单位h。
之后，控制器模块200进一步通过计算出的危险指数I,采取相应的处理策略：
当0＜I≤0.5时，危险程度较低；此时，可通过通讯模块向车主发出警告；通知车主尽快赶回，进行营救。
当0.5＜I≤1时，处于较危险状态；此时，通过通讯模块向车主发出警告并闪烁车灯，同时可将车窗打开一部分，引起路人注意；
当I＞1时，处于非常危险状态；此时，闪烁车灯，控制车辆鸣笛，并完全打开车窗。
由于汽车的蓄电池容量有限，若施救人员迟迟没有赶到，容易引起蓄电池电量耗尽，因此当汽车CAN总线模块400将蓄电池信号传输给控制器模块，控制器模块200判断蓄电池电量即将耗尽时，将控制发动机启动，进行怠速运行，以向蓄电池充电。同时，为避免婴幼儿误踩离合器、加速踏板、变速器等部件，控制器模块200将对离合器、加速踏板、变速器进行锁定，只有当车门再次开启后才可解锁。
在另一实施例中，还包括根据压力传感器传递的压力及婴幼儿的坐高，对危险指数进行校正，校正系数为：
其中，h为婴幼儿坐高，单位cm；f为婴幼儿静止时对作为产生的压力，单位N。矫正后的危险指数为I′＝η·I。之后，控制器模块根据校正后的危险指数采取相应的策略。由于婴幼儿的危险程度在一定程度上取决于其年龄大小，通过坐高及对座椅产生的压力可以判断出其大致年龄，在此基础上，对危险指数进行校正，能够进一步提高判断的可靠性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，使用的防止车内婴幼儿受困死亡的系统，包括：
车内人员识别模块，其用于监测停车状态时是否有人在车内；
车内环境监测模块，其用于监测车内的氧气浓度、一氧化碳浓度及温度；
控制器模块，其接收车内人员识别模块及车内环境监测模块的监测数据；根据车内人员识别模块的监测数据判断是否有人在车内；根据车内环境监测模块的监测数据判断车内环境，并采取相应的处理策略；
汽车CAN总线模块，其连接控制器模块，并向控制器模块发送车门、发动机信号、轮速信号及蓄电池信号；
对外通讯模块，其内置GPRS发射器，所述对外通讯模块连接控制器，在紧急情况下对外发送紧急信息；
所述控制方法包括如下步骤：
步骤一：汽车CAN总线模块监测车门、发动机及轮速信息并传输至控制器模块；
步骤二：传感器模块根据汽车总线模块监测到的轮速信息判断汽车是否处于停车状态；
步骤三：如果汽车处于停车状态，车内人员识别模块启动，并监测是否有人在车内；
步骤四：如果有人在车内，车内环境监测模块启动，并监测车内的氧气浓度、一氧化碳浓度及温度；
步骤五：控制器根据车内环境状况，判断婴幼儿的危险指数，并采取相应的处理策略；
根据车内环境状况及停车时间计算婴幼儿的危险指数；
其中，C0为车内氧气浓度，C1为车内一氧化碳浓度，单位ppm，T为车内温度，单位℃，t为婴幼儿在车内滞留的时间，单位h；
根据压力传感器传递的压力及婴幼儿的坐高，对危险指数进行校正，校正系数为：
其中，h为婴幼儿坐高，单位cm；f为婴幼儿静止时对作为产生的压力，单位N；
当0＜I≤0.5时，危险程度较低；此时，通过通讯模块向车主发出警告；
当0.5＜I≤1时，处于较危险状态；此时，通过通讯模块向车主发出警告并闪烁车灯，引起路人注意；
当I＞1时，处于非常危险状态；此时，闪烁车灯，控制车辆鸣笛，并打开车窗。
2.根据权利要求1所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，所述车内人员识别模块包括：
热红外人体感应器，其安装于车顶部；
声音传感器，其安装于车顶部；
压力传感器，其安装于汽车后排坐垫下方。
3.根据权利要求2所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，所述车内人员识别模块还包括：红外线测量传感器，其设置于汽车后排座对应的车顶部，用于测量婴幼儿坐高。
4.根据权利要求3所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，所述车内环境监测模块包括：
一氧化碳监测传感器，其安装于空调出气口；
温度监测传感器，其安装在车顶，并位于汽车后排座上方；
氧气浓度监测传感器，其安装在车顶，并位于汽车后排座上方。
5.根据权利要求4所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，当监测到车门处于关闭状态，发动机处于熄火状态，轮速小于3km/h时，控制器判断汽车处于停车状态。
6.根据权利要求5所述的防止车内婴幼儿受困死亡的系统的控制方法，其特征在于，还包括：汽车CAN总线模块将蓄电池信号传输给控制器模块，
当监测到蓄电池电量即将耗尽时，控制器控制发动机启动，进行怠速运行，
向蓄电池充电。
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