一種車載兒童安全監(jiān)測儀及其程序控制方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在設計一款保障汽車內兒童安全的監(jiān)測儀器及其程序控制方法。監(jiān)測儀分為主機和從機兩部分，主機置于駕駛員前端，從機捆綁在兒童座椅前面的座椅靠背上，兩者通過SPI總線進行信息交互。從機上裝有攝像頭，在汽車開動過程中，攝像頭實時獲取后排座椅圖像，顯示在主機的液晶顯示屏上，這樣便保證駕駛員在不回頭的情況下也能方便觀察后排兒童情況。在汽車熄火后，液晶顯示功能關閉，監(jiān)測儀將啟動人體檢測傳感器和環(huán)境檢測傳感器，若檢測到車內有兒童駐留，且車內環(huán)境不利于人體健康時，監(jiān)測儀會通過GSM模塊，向預先設置好的手機號碼發(fā)送提示信息，兒童也可通過呼救按鍵向手機號碼撥打電話。
【專利說明】
一種車載兒童安全監(jiān)測儀及其程序控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明具體涉及一種車載兒童安全監(jiān)測儀及其程序控制方法，屬于汽車制造領域。
【背景技術】
[0002]汽車作為常用的代步工具，已成為出行的主要選擇方式之一。尤其是有兒童的家庭，接送孩子上下學、帶孩子外出旅行等，為給孩子提供一個更舒適的出行環(huán)境，家長往往選擇開車前往。然而，這其中也存在許多安全隱患。例如:I)當事故發(fā)生時，副駕駛位出險幾率高，兒童應急處理能力較低，所以建議兒童坐于后排座位，但是，當兒童坐于后排時，因為兒童體型較小，車內后視鏡視野容易受到座椅遮擋，駕駛員需經?；仡^查看，這不利于行車安全;2)在夏、冬兩季，汽車熄火后車門車窗會鎖死，封閉的汽車置于室外，車內溫度會迅速升高或降低，若將兒童遺忘在車內，酷暑或嚴寒會嚴重危害兒童的身體健康甚至生命安全。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決以上安全問題，本發(fā)明設計了一款汽車內置安全監(jiān)測儀，不僅方便駕駛員照看汽車后座兒童，也可在兒童被遺忘車內時及時向駕駛員提出安全警示。
[0004]—種車載兒童安全監(jiān)測儀，包括主機、從機及SPI總線;主機設置在駕駛員前端，從機設置在兒童座椅前端，SPI總線連接主機和從機，所述主機包括電源模塊、顯示模塊、環(huán)境檢測模塊、GSM模塊和按鍵模塊，所述從機包括攝像頭模塊、呼救模塊和人體檢測模塊，所述顯示模塊顯示攝像頭模塊拍攝的影像信息、環(huán)境檢測模塊的檢測信息以及手機號碼，所述按鍵模塊對顯示模塊內的手機號碼進行更換。
[0005]所述電源模塊由穩(wěn)壓電路、鋰電池和鋰電池充電保護電路組成；主機實時檢測穩(wěn)壓電路輸出端電平，若輸出端電平為高，則穩(wěn)壓電路直接供電，鋰電池充電；若輸出端電平為低，則鋰電池為監(jiān)測儀提供電能。
[0006]所述顯示模塊由彩色液晶顯示屏及其驅動電路組成；顯示模塊分為“工作界面”和“設置界面”，通過按鍵模塊切換；“工作界面”下，彩色液晶顯示屏實時顯示攝像頭模塊拍攝的影像信息，彩色液晶顯示屏下邊沿顯示車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息；“設置界面”下，彩色液晶顯示屏顯示當前手機號碼，或通過按鍵模塊更改為其他手機號碼。
所述環(huán)境檢測模塊由溫度傳感器、濕度傳感器和二氧化碳濃度傳感器組成;環(huán)境檢測模塊實時獲取車內的溫度、濕度和二氧化碳濃度數據，用于顯示模塊顯示和是否發(fā)出警報的判斷。
[0007]所述GSM模塊包含手機卡;GSM模塊向顯示模塊中預先儲存的手機號碼發(fā)送信息或撥打電話，手機號碼主人通過短信指令獲取車內是否有人員滯留，以及溫度、濕度和二氧化碳濃度信息。
[0008]所述按鍵模塊由O?9十個數字按鍵和“設置”、“確認”、“返回”三個指令按鍵構成；通過按鍵模塊對預留手機號碼進行更改。
[0009]所述攝像頭_吳塊由CCD攝像頭和外圍電路構成;汽車處于彳丁駛狀態(tài)時，實時拍攝后排影像，經數據傳輸后，在主機的液晶屏上顯示。
[0010]所述呼救模塊由呼救按鍵、話筒和揚聲器組成;汽車處于熄火狀態(tài)時，車內滯留人員通過呼救按鍵向顯示模塊內的手機號碼撥打電話。
[0011]所述人體檢測模塊由人體接近傳感器和人體紅外傳感器組成;兩種傳感器分別采用微波和人體紅外輻射的檢測方式，效提高人體檢測的準確度。
[0012]—種車載兒童安全監(jiān)測儀的程序控制方法:
(1)主機檢測到穩(wěn)壓電路輸出端為高電平時，判定汽車處于行駛狀態(tài)，此時監(jiān)測儀進入工作模式一:穩(wěn)壓電路直接供電，鋰電池充電，顯示模塊、攝像頭模塊、環(huán)境檢測模塊和按鍵模塊啟動，GSM模塊、人體檢測模塊和呼救模塊關閉；
(2)顯示模塊默認處于“工作界面”，從機通過攝像頭模塊獲取后座影像數據，經SPI傳輸至主機，由彩色液晶顯示屏顯示，環(huán)境檢測模塊獲取溫度、濕度和二氧化碳濃度數據，并在彩色液晶顯示屏下邊沿顯示；
(3)若按鍵模塊中“設置”鍵按下，顯示模塊切換到“設置界面”；在此界面下，通過數字按鍵輸入手機號碼后，按“確認”鍵可實現手機號碼更改；當顯示模塊處于“設置界面”時，按“返回”可使顯示模塊切換回“工作界面”；
(4)主機檢測到穩(wěn)壓電路輸出端為低電平時，判定汽車處于熄火狀態(tài)，此時監(jiān)測儀進入工作模式二:此時鋰電池供電，人體檢測模塊、環(huán)境檢測模塊、呼救模塊和GSM模塊啟動，顯示模塊、攝像頭模塊和按鍵模塊關閉；
(5)進入熄火狀態(tài)后，定時器開啟，5分鐘后，啟動人體檢測模塊;根據溫度傳感器測得的溫度值，修正人體紅外傳感器參數；
(6)若人體接近傳感器和人體紅外傳感器同時檢測到人體信號，則判定車內有人員滯留，否則判定車內無人；
(7)環(huán)境檢測模塊實時檢測車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息，當溫度高于30度或低于O度，二氧化碳濃度大于3000ppm時，GSM模塊向手機號碼發(fā)送警報短信，當溫度高于40度或低于零下10度，二氧化碳濃度大于5000ppm時，GSM模塊向手機號碼撥打警報電話；
(8)汽車處于熄火狀態(tài)下，車內人員通過緊急呼救按鍵向手機號碼主人撥打呼救電話；
(9)手機號碼主人通過短信指令，隨時獲取是否有人員滯留，以及車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息；當手機號碼主人通過手機短信發(fā)送拍照指令時，攝像頭啟動，拍攝一張車內圖像后，經GSM模塊以彩信的形式反饋給手機號碼主人。
[0013]本發(fā)明旨在設計一款保障汽車內兒童安全的監(jiān)測儀器。監(jiān)測儀分為主機和從機兩部分，主機置于駕駛員前端，從機捆綁在兒童座椅前面的座椅靠背上，兩者通過SPI總線進行信息交互。從機上裝有攝像頭，在汽車開動過程中，攝像頭實時獲取后排座椅圖像，顯示在主機的液晶顯示屏上，這樣便保證駕駛員在不回頭的情況下也能方便觀察后排兒童情況。
[0014]在汽車熄火后，液晶顯示功能關閉，監(jiān)測儀將啟動人體檢測傳感器和環(huán)境檢測傳感器，若檢測到車內有兒童駐留，且車內環(huán)境不利于人體健康時，監(jiān)測儀會通過GSM模塊，向預先設置好的駕駛員手機號碼發(fā)送提示信息，兒童也可通過呼救按鍵向駕駛員撥打電話。
[0015]駕駛員既可向監(jiān)測儀撥打電話，又可通過短信指令，查詢車內是否有人員駐留，以及溫度、濕度和二氧化碳濃度等信息，并調動攝像頭拍攝駕駛室內影像，以彩信形式反饋到駕駛員手機上。
[0016]本發(fā)明采用電源線供電和鋰電池供電的混合供電模式，當汽車發(fā)動時，電源線通過汽車上的電源插口直接為監(jiān)測儀提供電能，并向鋰電池充電。汽車熄火后，鋰電池中的電能可維持監(jiān)測儀在低功耗狀態(tài)下長期運行。本發(fā)明只需一處電源插口，可在原有汽車配置的基礎上直接使用，安裝簡單，使用方便。
[0017]本發(fā)明采用集成電路，體型小，穩(wěn)定性好;采用多種傳感器，信息檢測準確，安全性高;設置了兩種工作模式，分別對應汽車行駛和汽車熄火兩種狀態(tài)，即滿足了實際需要，又可有效節(jié)約電能，增強續(xù)航能力;設置了駕駛員查詢功能，可通過手機遠程查詢車內溫濕度和二氧化碳濃度等信息;采用混合供電模式，汽車熄火后也可保證長時間的基本運行。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:通過環(huán)境模塊的檢測，可以及時開展應對極端問題的措施，呼救模塊及人體檢測模塊的設置，能夠監(jiān)測兒童被滯留到汽車內，能有效的呼救及報警，極大的避免了不幸的發(fā)生，本發(fā)明結構緊湊，信息檢測準確，安全性高。
【附圖說明】
[0019]圖1是封裝后的實物圖；
圖2是系統(tǒng)結構框圖；
圖3是工作模式一(汽車行駛)下的程序流程圖；
圖4是工作模式二(汽車熄火)下的程序流程圖；
圖中:1、顯示屏，2、按鍵，3、電源線，4、SPI總線，5、攝像頭，6、呼救按鍵，7、揚聲器，8、話筒O
【具體實施方式】
[0020]一種車載兒童安全監(jiān)測儀，包括主機、從機及SPI總線;主機的MCU為STM32F1，從機的MCU為DSP，主機設置在駕駛員前端，從機設置在兒童座椅前端，SPI總線連接主機和從機，所述主機包括電源t旲塊、顯不t旲塊、環(huán)境檢測t旲塊、GSMl^塊和按鍵_旲塊，所述從機包括攝像頭模塊、呼救模塊和人體檢測模塊，所述顯示模塊顯示攝像頭模塊拍攝的影像信息、環(huán)境檢測模塊的檢測信息以及手機號碼，所述按鍵模塊對顯示模塊內的手機號碼進行更換。
[0021]所述電源模塊由穩(wěn)壓電路、鋰電池和鋰電池充電保護電路組成；主機實時檢測穩(wěn)壓電路輸出端電平，若輸出端電平為高，則穩(wěn)壓電路直接供電，鋰電池充電；若輸出端電平為低，則鋰電池為監(jiān)測儀提供電能。
[0022]所述顯示模塊由彩色液晶顯示屏及其驅動電路組成；顯示模塊分為“工作界面”和“設置界面”，通過按鍵模塊切換；“工作界面”下，彩色液晶顯示屏實時顯示攝像頭模塊拍攝的影像信息，彩色液晶顯示屏下邊沿顯示車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息；“設置界面”下，彩色液晶顯示屏顯示當前手機號碼，或通過按鍵模塊更改為其他手機號碼。
所述環(huán)境檢測模塊由溫度傳感器、濕度傳感器和二氧化碳濃度傳感器組成;環(huán)境檢測模塊實時獲取車內的溫度、濕度和二氧化碳濃度數據，用于顯示模塊顯示和是否發(fā)出警報的判斷。
[0023]所述GSM模塊包含手機卡;GSM模塊向顯示模塊中預先儲存的手機號碼發(fā)送信息或撥打電話，手機號碼主人通過短信指令獲取車內是否有人員滯留，以及溫度、濕度和二氧化碳濃度信息。
[0024]所述按鍵模塊由O?9十個數字按鍵和“設置”、“確認”、“返回”三個指令按鍵構成；通過按鍵模塊對預留手機號碼進行更改。
[0025]所述攝像頭t吳塊由CCD攝像頭和外圍電路構成;汽車處于彳丁駛狀態(tài)時，實時拍攝后排影像，經數據傳輸后，在主機的液晶屏上顯示。
[0026]所述呼救模塊由呼救按鍵、話筒和揚聲器組成;汽車處于熄火狀態(tài)時，車內滯留人員通過呼救按鍵向顯示模塊內的手機號碼撥打電話。
[0027]所述人體檢測模塊由人體接近傳感器和人體紅外傳感器組成;兩種傳感器分別采用微波和人體紅外輻射的檢測方式，效提高人體檢測的準確度。
[0028]—種車載兒童安全監(jiān)測儀的程序控制方法:
(1)當主機檢測到穩(wěn)壓電路輸出端為高電平時，判定汽車處于行駛狀態(tài)，此時監(jiān)測儀進入工作模式一:穩(wěn)壓電路直接供電，鋰電池充電，顯示模塊、攝像頭模塊、環(huán)境檢測模塊和按鍵模塊啟動，GSM模塊、人體檢測模塊和呼救模塊關閉；
(2)顯示模塊默認處于“工作界面”，從機通過攝像頭模塊獲取后座影像數據，經SPI傳輸至主機，由彩色液晶顯示屏顯示，環(huán)境檢測模塊獲取溫度、濕度和二氧化碳濃度數據，并在彩色液晶顯示屏下邊沿顯示；
(3)若“設置”鍵按下，顯示模塊切換到“設置界面”；在此界面下，通過數字鍵輸入手機號碼后，按“確認”鍵可實現手機號碼更改；當液晶屏處于“設置界面”時，按“返回”可使液晶屏切換回“工作界面”；
(4)當主機檢測到穩(wěn)壓電路輸出端為低電平時，判定汽車處于熄火狀態(tài)，此時監(jiān)測儀進入工作模式二:此時鋰電池供電，人體檢測模塊、環(huán)境檢測模塊、呼救模塊和GSM模塊啟動，顯示模塊、攝像頭模塊和按鍵模塊關閉；
(5)進入熄火狀態(tài)后，定時器開啟，5分鐘后，啟動人體檢測模塊;根據溫度傳感器測得的溫度值，修正人體紅外傳感器參數；
(6)若人體接近傳感器和人體紅外傳感器同時檢測到人體信號，則判定車內有人員滯留，否則判定車內無人；
(7)環(huán)境檢測模塊實時檢測車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息，當溫度高于30度或低于O度，二氧化碳濃度大于3000ppm時，GSM模塊向手機號碼發(fā)送警報短信，當溫度高于40度或低于零下10度，二氧化碳濃度大于5000ppm時，GSM模塊向手機號碼撥打警報電話；
(8)汽車處于熄火狀態(tài)下，車內人員通過緊急呼救按鍵向手機號碼主人撥打呼救電話；
(9)手機號碼主人通過短信指令，隨時獲取是否有人員滯留，以及車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息；當手機號碼主人通過手機短信發(fā)送拍照指令時，攝像頭啟動，拍攝一張車內圖像后，經GSM模塊以彩信的形式反饋給手機號碼主人。
【主權項】
1.一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:包括主機、從機及SPI總線;主機設置在駕駛員前端，從機設置在兒童座椅前端，SPI總線連接主機和從機，所述主機包括電源模塊、顯示模塊、環(huán)境檢測模塊、GSM模塊和按鍵模塊，所述從機包括攝像頭模塊、呼救模塊和人體檢測模塊，所述顯示模塊顯示攝像頭模塊拍攝的影像信息、環(huán)境檢測模塊的檢測信息以及手機號碼，所述按鍵模塊對顯示模塊內的手機號碼進行更換。2.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述電源模塊由穩(wěn)壓電路、鋰電池和鋰電池充電保護電路組成;主機實時檢測穩(wěn)壓電路輸出端電平，若輸出端電平為高，則穩(wěn)壓電路直接供電，鋰電池充電；若輸出端電平為低，則鋰電池為監(jiān)測儀提供電會K。3.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述顯示模塊由彩色液晶顯示屏及其驅動電路組成；顯示模塊分為“工作界面”和“設置界面”，通過按鍵模塊切換；“工作界面”下，彩色液晶顯示屏實時顯示攝像頭模塊拍攝的影像信息，彩色液晶顯示屏下邊沿顯示車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息；“設置界面”下，彩色液晶顯示屏顯示當前手機號碼，或通過按鍵模塊更改為其他手機號碼。4.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述環(huán)境檢測模塊由溫度傳感器、濕度傳感器和二氧化碳濃度傳感器組成;環(huán)境檢測模塊實時獲取車內的溫度、濕度和二氧化碳濃度數據，用于顯示模塊顯示和是否發(fā)出警報的判斷。5.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述GSM模塊包含手機卡;GSM模塊向顯示模塊中預先儲存的手機號碼發(fā)送信息或撥打電話，手機號碼主人通過短信指令獲取車內是否有人員滯留，以及溫度、濕度和二氧化碳濃度信息。6.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述按鍵模塊由O?9十個數字按鍵和“設置”、“確認”、“返回”三個指令按鍵構成;通過按鍵模塊對預留手機號碼進行更改。7.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述攝像頭模塊由CCD攝像頭和外圍電路構成;汽車處于行駛狀態(tài)時，實時拍攝后排影像，經數據傳輸后，在主機的液晶屏上顯示。8.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述呼救模塊由呼救按鍵、話筒和揚聲器組成;汽車處于熄火狀態(tài)時，車內滯留人員通過呼救按鍵向顯示模塊內的手機號碼撥打電話。9.根據權利要求1所述的一種車載兒童安全監(jiān)測儀，其特征在于:所述人體檢測模塊由人體接近傳感器和人體紅外傳感器組成;兩種傳感器分別采用微波和人體紅外輻射的檢測方式，效提高人體檢測的準確度。10.一種車載兒童安全監(jiān)測儀的程序控制方法，其特征在于: (1)主機檢測到穩(wěn)壓電路輸出端為高電平時，判定汽車處于行駛狀態(tài)，此時監(jiān)測儀進入工作模式一:穩(wěn)壓電路直接供電，鋰電池充電，顯示模塊、攝像頭模塊、環(huán)境檢測模塊和按鍵模塊啟動，GSM模塊、人體檢測模塊和呼救模塊關閉； (2)顯示模塊默認處于“工作界面”，從機通過攝像頭模塊獲取后座影像數據，經SPI傳輸至主機，由彩色液晶顯示屏顯示，環(huán)境檢測模塊獲取溫度、濕度和二氧化碳濃度數據，并在彩色液晶顯示屏下邊沿顯示； (3)若按鍵模塊中“設置”鍵按下，顯示模塊切換到“設置界面”；在此界面下，通過數字按鍵輸入手機號碼后，按“確認”鍵可實現手機號碼更改；當顯示模塊處于“設置界面”時，按“返回”鍵可使顯示模塊切換回“工作界面”； (4)主機檢測到穩(wěn)壓電路輸出端為低電平時，判定汽車處于熄火狀態(tài)，此時監(jiān)測儀進入工作模式二:此時鋰電池供電，人體檢測模塊、環(huán)境檢測模塊、呼救模塊和GSM模塊啟動，顯示模塊、攝像頭模塊和按鍵模塊關閉； (5)進入熄火狀態(tài)后，定時器開啟，5分鐘后，啟動人體檢測模塊;根據溫度傳感器測得的溫度值，修正人體紅外傳感器參數； (6)若人體接近傳感器和人體紅外傳感器同時檢測到人體信號，則判定車內有人員滯留，否則判定車內無人； (7)環(huán)境檢測模塊實時檢測車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息，當溫度高于30度或低于O度，二氧化碳濃度大于3000ppm時，GSM模塊向手機號碼發(fā)送警報短信，當溫度高于40度或低于零下10度，二氧化碳濃度大于5000ppm時，GSM模塊向手機號碼撥打警報電話； (8)汽車處于熄火狀態(tài)下，車內人員通過緊急呼救按鍵向手機號碼主人撥打呼救電話； (9)手機號碼主人通過短信指令，隨時獲取是否有人員滯留，以及車內溫度、濕度和二氧化碳濃度信息；當手機號碼主人通過手機短信發(fā)送拍照指令時，攝像頭啟動，拍攝一張車內圖像后，經GSM模塊以彩信的形式反饋給手機號碼主人。
【文檔編號】G08B21/02GK105882529SQ201610350996
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】孟光磊, 潘海兵
【申請人】沈陽航空航天大學