防小孩遺留汽車內安全座椅的系統研究

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，實現對停車狀態、座椅中是否有孩子、孩子狀態以及車內環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。圖1為本系統的總體設計框圖。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研究。

1核心控制系統設計

采用單片機作為本系統的核心控制模塊，來協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出命令信號。

2傳感器模塊設計

本系統為了檢測車輛、孩子以及車內環境的情況，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。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，孩子坐在安全座椅上，并發生哭鬧，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系人（不少于四個人）取得聯系，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，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生。為了避免類似悲劇的發生，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

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項目：2019年度大學生創新創業訓練計劃省級項目《防小孩遺留汽車內智能安全座椅系統設計》;吉林省教育教學“十三五”規劃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人才創新能力培養的研究與實踐》。