汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置

馮原 胡勤國 馮玲

摘 要：現(xiàn)在汽車基本上已經(jīng)成為每家每戶必不可少的交通工具，但由于不恰當(dāng)?shù)氖褂闷嚳照{(diào)。每年因車內(nèi)一氧化碳中毒或中毒死亡的事件時有報道。一氧化碳中毒過后人們意識麻痹沒有辦法采取相應(yīng)的自救措施，所以設(shè)計汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置尤為重要。汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置在車內(nèi)一氧化碳超標(biāo)的情況下一氧化碳報警器報警并通過GSM短信發(fā)送模塊給駕駛?cè)藛T手機發(fā)送警示信息提示駕駛?cè)藛T開窗通風(fēng)，如果在車內(nèi)人員睡著沒人打開車門的情況下，將會通過步進(jìn)電機控制車窗玻璃升降器下降來防止車內(nèi)人員一氧化碳中毒昏迷，從而拯救人的生命。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)；一氧化碳；GSM；步進(jìn)電機；車窗玻璃升降器

一氧化碳（carbon monoxide，CO）是一種沒有顏色，沒有氣味的有毒氣體。一氧化碳會破壞人體呼吸系統(tǒng)，競爭結(jié)合血紅蛋白，使之失去輸送氧的功能。對全身的組織細(xì)胞均有毒性作用，尤其對大腦皮質(zhì)的影響最為嚴(yán)重。人們在夏天開著空調(diào)睡覺的時候，應(yīng)該注意汽車空調(diào)一氧化碳排放問題。經(jīng)實驗證明，將輛車停在密閉車庫，關(guān)門點火，打開空調(diào)。測量起始的一氧化碳含量為0 PPM，氧氣含量為21%。到達(dá)4分鐘的時候，一氧化碳檢測計開始顯示一氧化碳含量為1 PPM，車內(nèi)的氧氣含量下降到17%。在第10分鐘時，一氧化碳濃度上身到了24 PPM，已經(jīng)達(dá)到了國家規(guī)定的一氧化碳濃度安全線，而氧氣濃度下降到了15%。到了19分鐘的時候，一氧化碳濃度檢測計檢測車內(nèi)一氧化碳的濃度達(dá)到101 PPM。可以看到隨著時間的推移，車內(nèi)氧氣濃度一直在下降，而一氧化碳濃度一直在上升。由于汽車停在密閉車庫發(fā)動機空轉(zhuǎn)，汽油燃燒更加不充分，生成的一氧化碳越來越多。到了第26分鐘的時候到濃度達(dá)到400PPM。而到第32分鐘時，一氧化碳濃度竟然達(dá)到了800PPM，而這個時候，2-3小時內(nèi)就會死亡，一場午覺也許就會奪走人的生命。

現(xiàn)在家用轎車門窗的密封性能良好。每當(dāng)?shù)搅讼募揪褪瞧嚳照{(diào)一氧化碳中毒的高發(fā)期，夏天有很多司機喜歡在車內(nèi)開著空調(diào)睡覺，車內(nèi)的空間有限再加上密閉性很好。而且汽車在停止的狀態(tài)并沒有產(chǎn)生位移，所以車外的新鮮空氣難以通過汽車的進(jìn)風(fēng)口到達(dá)車內(nèi)，發(fā)動機長時間運轉(zhuǎn)排出的一氧化碳便可能逐漸聚集在車內(nèi)，時間一長，車內(nèi)的一氧化碳逐漸增多，車內(nèi)人員便會不知不覺中毒而失去知覺，嚴(yán)重時會喪失生命。再加上頻發(fā)因汽車空調(diào)產(chǎn)生一氧化碳致人死亡的事件，因此，車用一氧化碳報警防護(hù)裝置對人們的生命安全來說很重要。

在一氧化碳檢測報警器領(lǐng)域，國內(nèi)一些知名品牌如：標(biāo)智、aipu、凌防、新利安、HEIMAN、UNI-T、衛(wèi)路均做的家用以及工業(yè)用一氧化碳檢測報警器。國外一些知名品牌如：美國的霍尼韋爾impulse xp一氧化碳報警器、澳洲EM-20系列、美國Atwood阿特伍德一氧化碳報警器等雖然都有一氧化碳報警功能，但還未開發(fā)出來一款汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置能檢測車內(nèi)有無人員，并且在一氧化碳超標(biāo)的情況下給駕駛?cè)藛T發(fā)信息以及自動降下車窗來降低車內(nèi)一氧化碳濃度的一氧化碳報警器。

本項目的研究可以用紅外檢測人體系統(tǒng)檢測車內(nèi)有無人，車內(nèi)有人的時候，汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置才工作，在車內(nèi)無人的時候，紅外檢測系統(tǒng)給單片機提供一個信號，單片機控制汽車有害氣體防護(hù)裝置處于待機狀態(tài)，這是為了車內(nèi)財產(chǎn)的安全以及節(jié)省防護(hù)裝置的能耗問題，讓防護(hù)裝置更加的節(jié)能。在車內(nèi)一氧化碳超標(biāo)的情況下通過GSM模塊給駕駛?cè)藛T手機發(fā)送警示信息提示駕駛?cè)藛T開窗通風(fēng)，如果在車內(nèi)人員睡著沒人打開車門的情況下，將會自動降下車窗達(dá)到防止車內(nèi)人員一氧化碳中毒昏迷的情況。

車窗玻璃升降器的控制：在汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置里面我們裝配有單片機控制系統(tǒng)、一氧化碳報警系統(tǒng)、步進(jìn)電機、GSM信息發(fā)送模塊、紅外檢測人體系統(tǒng)，當(dāng)汽車內(nèi)檢測到有人存在時，汽車空調(diào)一氧化碳檢測防護(hù)裝置才啟動。當(dāng)一氧化碳濃度值高到威脅人的生命安全濃度值時，單片機控制系統(tǒng)控制所述一氧化碳報警器進(jìn)行報警，并通過GSM模塊向車內(nèi)人員的手機發(fā)送警示信息，如果車內(nèi)人員并沒有降下車窗來降低車內(nèi)一氧化碳的濃度且濃度持續(xù)超標(biāo)將會自動降下車窗來降低車內(nèi)一氧化碳的濃度，而車窗玻璃升降器我們采用的是繩輪式玻璃升降器，繩輪式玻璃升降器是指由直流電機驅(qū)動，通過卷絲筒、繩索等轉(zhuǎn)動，使車窗玻璃沿滑動導(dǎo)軌上升或下降到需要位置的一種裝置。導(dǎo)軌又分為單軌和雙軌兩種。其中，滑動導(dǎo)軌是控制單軌式繩輪升降器的位移方式，由于它的大小合適、在安裝時方便快捷、制作材料成本低，所以本研究主要實驗用于單軌式繩輪升降器，升降器的導(dǎo)軌通過上下部分的安裝支架分別固定在門內(nèi)鈑金上，卷絲機構(gòu)和控制玻璃升降的電機一起固定在車門內(nèi)鈑金上，車窗玻璃通過自攻螺釘固定在導(dǎo)軌上面的滑塊。我們將報警動作步進(jìn)電機安裝在控制車窗玻璃升降器直流電機電機齒輪上，形成互咬，當(dāng)一氧化碳濃度值沒有超標(biāo)時，報警動作步進(jìn)電機不工作，當(dāng)一氧化碳濃度值超標(biāo)時，單片機控制步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)，通過步進(jìn)電機帶動控制玻璃升降器的電機，再通過電機控制卷絲結(jié)構(gòu)拉動鋼絲，從而達(dá)到讓車窗玻璃下降來降低車內(nèi)一氧化碳的濃度的目的，拯救人的生命。

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作者簡介：馮原（1996-），男，漢族，重慶人，重慶文理學(xué)院，研究方向：電子信息科學(xué)與技術(shù)。