基于樹莓派的汽車自燃檢測設計

【摘要】隨著時代的發展人們越來越富有，許多人的家中都購置了汽車作為代步工具。汽車在給人們的生活帶來諸多便利和情趣的同時，有時也會成為危險的潛在殺手如汽車自燃。本文通過控制檢測系統使用各種傳感器來檢測汽車自燃前的一些特征，然后將這些特征信息通過CNN卷積神經網絡訓練后的模型后送給以樹莓派為核心的處理系統判斷是否出現火災。

【關鍵詞】汽車自燃CNN卷積神經網絡樹莓派

1 汽車自燃原因分析

汽車在自燃之前會在一定的時間內有一些征兆例如在短時間內局部溫度的過度升高、車內車上物品在燃燒出現明火之前會產生一些黑煙和含有二氧化碳、二氧化硫、甲醛等有毒氣體、汽車啟動突然出現困難或行駛中抖動明顯加劇、.汽車耗油量比平時突然增大，且沒有其他方面的原因、發動機積垢過多等。汽車自燃一般有以下的原因：一是汽車的油路出現問題，造成漏油、漏液，二是是車輛電線老化或者接駁不當造成短路或產生火花，三是由于高溫引起易燃物品的燃燒，四是由于車輛撞擊，或者機件故障引起火災，五是發動機油泥堆積過多，夏季高溫加上發動機高溫，導致油泥因高溫而自燃。本次課程設計就是利用這些汽車自燃之前的征兆，利用多種傳感器進行創新設計，設計一種對汽車狀態實時檢測并能提前警示駕駛人可能出現的汽車自燃，以減少人們的財產損失和防止更大的災情出現。

2 基于樹莓派的汽車自燃檢測整體設計

針對這些自燃原因和自燃前出現的征兆本次設計主要內容為：利用熱電式（例如熱電偶）傳感器對汽車發動機艙異常溫度進行檢測、利用紅外傳感器監測汽車整體結構中本不應該出現的熱源、利用氣敏傳感器對明火出現前有害氣體的撲捉、振動傳感器監測發動機異常抖動并記錄等，基于這些傳感器加之一個中央控制單元（可用樹莓派、stm32單片機等作為處理核心）給用戶創建一個個性化、能及時預警或者根據車輛的以往狀況預測可能出現的汽車自燃的系統。并且根據需要在汽車的燃油箱和發動機艙內加裝控制部件杜絕在汽車自燃后事態的進一步發展。

本設計在于系統利用各種傳感器在日常對汽車進行各種數據的收集建立一個根據汽車本身和車主人的行車習慣的動態數據庫，加以利用如今的人工智能系統的成果對預警系統進行訓練使其有可能在發現汽車自燃前的征兆之前能預測出汽車即將出現的險情。

本系統要實現的目標為：由以往數據結合智能云端訓練好的模型能及時預測實時車輛的狀況，如不能預測即將出現的險情也會立即檢測汽車自燃前的征兆立刻連接車內播報系統向正在行車的車內人員通報或者通過隨之設計APP遠程向車主發出警告信息并采取相應的措施控制火情，如下圖所示系統組成。

當各種傳感器采集完信息并通過相應的傳感器電路將之轉換為電信號后，需要有控制存儲單元對這些信號進行存儲并判斷，然后再根據判斷的結果對外發出控制指令，核心處理系統的作用就是接受并處理來自各種傳感器傳來的電信號，進行數據的比對、核驗、判定，而后對外執行器件發出指令控制。

3 系統傳感器控制設計

樹莓派做為核心的控制存儲處理單元，它通過GPIO口分別與熱電偶傳感器、紅外傳感器、氣敏傳感器、振動傳感器的輸出端通過中間電路進行相連，在系統運行初期接受各種傳感器傳來的數據信息，通過數據的積累加以PC輔助，利用CNN卷積神經網絡深度學習算法，對系統進行訓練提高其識別隱患的準確率，通過對實時的數據分析預測汽車可能出現的險情。樹莓派的GPIO口還可與執行部件電路相連，當其在預測出或者檢測出汽車自燃前的征兆后連接車內廣播系統對車內人員進行通報，對于靜默的汽車通過云端運行的APP向車主通報警告。當檢測識別到正在行車過程中的駕駛人員未采取措施或者車內無人處于靜默狀態并確切檢測到自燃前的征兆時，樹莓派會自發的向外發出指令，系統會使車輛自動減速，切斷油料供給并對油料箱進行保護，對發動機進行降溫處理，如檢測到是電路出現燃燒問題則控制懸于上端的二氧化碳滅火器進行滅火器進行滅火處理，遏制火焰燃燒到車內的車墊座椅等燃燒物。

【參考文獻】

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作者簡介：黃晶益，1997.12，男，漢，河南省信陽市商城縣，本科，河南理工大學，測控技術與儀器。