基于STM32的儿童安全座椅防遗忘检测报警系统

　　摘要:本文提出了一种基于电容传感器的儿童安全座椅防遗忘检测方法，与传统的检测方法相比，该检测方法具有准确、可靠且易于安装等优点，且在儿童防遗忘检测功能的基础上加入了车辆发动机启停检测装置、车内环境检测装置和报警装置。发动机启停装置可以将发动机状态利用蓝牙模块发送到MCU，MCU可根据发动机的状态有效地提醒车主不要将儿童遗忘在车内，同时利用车内环境检测装置对车内环境进行实时监测，当车内环境恶化且危害到儿童的生命时，可以利用GSM模块及时提醒车主。

　　关键词:防遗忘检测;电容传感器;蓝牙;环境检测

　　随着汽车行业的飞速发展，汽车逐渐走进普通家庭成为人们生活中不可或缺的重要工具。一些家长由于安全意识欠缺或是怀有侥幸心理，将儿童单独留在密封的车内。由于汽车良好的密闭性使得外面的新鲜空气很难进入车内，车内气体不易流通，而且在阳光的照射下汽车内部温度会快速上升，被锁在车内的儿童由于不具自救功能，在高温和氧气稀薄的环境下很容易中暑昏迷、甚至死亡，造成严重的后果。

　　目前市面上具有防遗忘功能的儿童安全座椅采用的是传统的压力感应技术，由于儿童与安全座椅的接触面积小，且坐姿不确定，因此可能会出现压力传感器工作不正常的情况，而且压力传感器的安装复杂。不仅如此，大部分的儿童安全座椅并不具备车内环境监测功能，或环境监测功能单一，未考虑到汽车在怠速的情况下会产生大量的一氧化碳，而这些一氧化碳在车库等密闭的环境下可能会进入车内，带来儿童中毒的危险。针对以上问题，本文提出了一种基于电容传感器的新型儿童安全座椅防遗忘检测技术，并加入了车内环境监测功能。

　　当发动机启停检测模块检测车辆处于熄火状态时，通过检测车内的二氧化碳浓度来判断车内的环境状况，若控制器检测到儿童安全座椅上有儿童且车内的二氧化碳超过一定浓度值，将会触发系统报警;当发动机启停检测模块检测车辆发动机处于运行状态且儿童未被抱走时，通过检测车内的一氧化碳浓度来判断车内的环境状况，若控制器检测车内的一氧化碳超过一定浓度值，将会触发系统报警。

　　1系统总体设计

　　该系统具有儿童防遗忘功能、车内环境安全检测功能和报警救援功能。系统选取高分辨率的电容数字转换器FDC2214对来自电容传感器的数据进行采集，微处理器对FDC2214采集到的信号进行处理，监测当前儿童的乘坐状态，同时利用一氧化碳、二氧化碳和温度传感器采集车内环境信息，并根据车内环境恶化程度采取相应的报警措施。

　　2系统硬件设计

　　整个系统由防遗忘检测装置、活动迹象检测装置和GSM报警装置组成，系统采用锂电池供电，当电量不足时会提醒用户及时充电。STM32作为控制器对信号进行分析与处理;防遗忘检测装置对车辆的状态进行检测;活动迹象检测装置对车内的环境状况进行检测;控制器根据检测结果采取对应的报警措施。对研究中涉及的各部分可做设计分述如下。

　　2.1防遗忘检测装置

　　防遗忘检测装置主要由蓝牙收发模块、发动机启停检测模块和报警模块组成。蓝牙发射模块与车载点烟器相连，发动机启动后车载点烟器为蓝牙发射模块供电，每30s与活动迹象检测装置通信一次;汽车熄火后蓝牙发射模块断电，二者通讯失败，触发蜂鸣器报警，蜂鸣器持续响1min提醒用户抱走儿童。

　　2.2活动迹象检测装置

　　活动迹象检测装置主要由一氧化碳检测模块、二氧化碳检测模块、温度检测模块和电容检测模块组成。其中，电容检测模块基于TI公司的FDC2214芯片，该芯片具有分辨率高、功耗低、抗干扰能力强等优点。

　　传感器通过检测电路板上的覆铜区域与人体之间形成的电容的大小来确定人体与电路板的距离，本系统中自制的电容检测模块检测面积可达120cm2，由于该传感器具有28位的高分辨率，经过实际测试，当人体与电路板的距离在20cm以内，该模块均可精确地检测出来。因此，该电容检测模块可以稳定、可靠地检测到儿童在安全座椅上的乘坐状态。

　　发动机启停检测模块检测到车辆处于熄火状态时，将二氧化碳浓度变化量作为车内空气指标，通过检测车内的二氧化碳浓度来判断车内的环境状况，若控制器检测到儿童安全座椅上有儿童且车内的二氧化碳超过一定浓度值，将会触发系统报警。检测模块还要利用温度传感器来判断车内的环境温度，温度过高时也会触发报警。

　　在夏季，当外界温度为35℃时，阳光照射15min后，封闭的车厢内部气温会迅速地上升至65℃，在这样的环境下待上0.5h就能致命;即便环境温度仅有21℃，阳光直射下，1h后车内温度也能达到47℃，儿童体温调节机制发育尚未完全，体温调节依然较弱，更容易导致窒息。由于部分车主在夏天会在发动机怠速状态下开启车内空调，此时若车子停在密闭环境内，尾气中的一氧化碳可能会进入车内造成儿童中毒。因此，发动机启停检测模块检测车辆发动机处于运行状态且儿童未被抱走时，将一氧化碳浓度作为车内空气质量指标，若控制器检测车内的一氧化碳超过一定浓度值，将会触发系统报警。

　　2.3GSM报警装置GSM报警装置利用GSM通讯模块提醒车主车内儿童可能发生危险。当车内环境达到临界状态时触发第一级短信报警，系统每隔一段时间向车主发送一次短信提醒车主;若车内环境继续处于恶化状态，但尚未达到极限，会触发第二级电话报警。

　　3结束语

　　现今，因特网上人们还在频繁使用FTP服务或协议进行资源的共享。本文提出的基于打包的批量文件传输模式，能有效减少一次FTP会话期间需要连续传送多个文件时的总体所用时间，所以在网络延迟相对发送时间比值大的场合，具有一定的应用价值。例如，在需要传输大量小文件或网络延迟大、带宽高的情况下使用此方法，效果则尤其显著。在FTP协议实际应用开发中，研发打包传输模式时还可利用流技术在内存中实现文件打包成流、流数据发送与接收、在内存中将流解包为文件的管道作业方式，从而最大化节约打包和解包操作额外带来的时间和空间消耗。

　　参考文献

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　　相关刊物推荐：《电脑知识与技术杂志》由安徽省科技厅主管，中国计算机函授学院主办，国内刊号CN：34-1205/TP;国际刊号ISSN：1009-3044，邮发代号：26-188。杂志系中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊，中国期刊全文数据库全文收录期刊，中国核心期刊 (遴选)数据库收录期刊，中国学术期刊(光盘版)收录期刊。