防小孩遺留汽車內安全座椅的系統(tǒng)研究

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的事情也時有發(fā)生，因車內溫度過高或氧氣不足，導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計來達到對孩子的安全保護，應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。

關鍵詞：安全座椅;單片機;傳感器

基于單片機控制技術、傳感技術、無線通信技術于一體的防小孩遺留汽車內智能安全座椅系統(tǒng)安裝在兒童普通安全座椅上，通過對相關參數的采集與分析，實現(xiàn)對停車狀態(tài)、座椅中是否有孩子、孩子狀態(tài)以及車內環(huán)境是否安全進行檢測，及時提醒司機家長關注孩子的存在與狀態(tài)。圖1為本系統(tǒng)的總體設計框圖。下面對防小孩遺留汽車內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)設計

采用單片機作為本系統(tǒng)的核心控制模塊，來協(xié)調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數據信息并進行分析處理，判斷汽車是否已經停下，判斷安全座椅是否有小孩的存在，判斷車內環(huán)境是否符合安全，在必要的時候對語音提醒模塊和電話撥打模塊發(fā)出命令信號。

2傳感器模塊設計

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

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。通過設定的臨界值，當達到臨界值時，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

檢測車內溫度是否在人體接收范圍內。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

檢測車內二氧化碳濃度，用以判斷車內環(huán)境是否安全。二氧化碳作為人體的安全指標，是最有必要設計的一款傳感器，二氧化碳濃度的臨界值需要適合當地的情況和實況。我們研究的標準：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電話撥打模塊設計

本設計在安全座椅中安裝SIM卡，當檢測停車狀態(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，從而保證車內孩子的安全。

4語音提醒模塊設計

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，造成事故的情況時有發(fā)生。為了避免類似悲劇的發(fā)生，我們設計制作了基于傳感器技術、單片機控制技術、無線通信技術的智能安全座椅，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，讓被困車內兒童造成傷亡的悲劇不要再重演。

參考文獻

[1]閆建國，王春光，王利娟.基于約翰迪爾1204型拖拉機減振座椅的參數選擇[J].農機化研究，2017.

[2]張穎.安道拓為中國市場定制商用車座椅解決方案[J].汽車與配件，2017.

[3]鞠昊，孫瑞澤，延超，等.基于兒童安全座椅的智能防遺忘安全系統(tǒng)[J].科技展望，2017.

[4]胡啟圍，王宇謙.兒童安全座椅低頻振動的仿真與優(yōu)化設計[J].噪聲與振動控制，2017.

[5]代雪會，何聲望，高軍.汽車兒童安全座椅安全帶報警系統(tǒng)的設計[J].產業(yè)與科技論壇，2017.

項目：2019年度大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃省級項目《防小孩遺留汽車內智能安全座椅系統(tǒng)設計》;吉林省教育教學“十三五”規(guī)劃2017年度重點課題，課題批準號ZD17095;2018年吉林省高等教育教學研究課題《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》。