智能車載氣體監(jiān)控系統(tǒng)

辛中未　周嫣嫣　梁智深

【摘 要】汽車在陽(yáng)光直曬下，汽車內(nèi)部會(huì)散發(fā)出有毒氣體，如果不及時(shí)去除，人體長(zhǎng)期吸入就會(huì)致癌。而且新車具有一股刺鼻的氣味，對(duì)于人體有傷害也是必然的。并且有時(shí)候車主購(gòu)買(mǎi)的皮革物品中不乏出現(xiàn)劣質(zhì)產(chǎn)品，產(chǎn)品中也會(huì)散發(fā)出一氧化碳、苯、甲醛、甲苯或者二甲苯等有害氣體，特別是在陽(yáng)光的照射下以及其他高溫環(huán)境中，這些有害氣體長(zhǎng)時(shí)間的吸入會(huì)對(duì)人體造成不可恢復(fù)的損害。因?yàn)檫@些很多毒氣是無(wú)色無(wú)味，人們靠感覺(jué)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，所以這些成為了我們健康隱形的殺手。而且甲醛這種物質(zhì)在車內(nèi)的皮革也會(huì)經(jīng)常運(yùn)用到，所以想要完全杜絕甲醛這種有毒氣體是不可能的，我們能做的是怎么在用車前，把它稀釋或者驅(qū)散出車外。特別是經(jīng)常開(kāi)車和坐車的人，更應(yīng)該保護(hù)車主自己、乘客以及家人的健康。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象，我們研發(fā)了這款智能氣體監(jiān)控系統(tǒng)。利用MQ7一氧化碳傳感器、CO濃度報(bào)警器探頭、MP-503半導(dǎo)體甲醛傳感器模塊以及溫濕度傳感器分別檢測(cè)一氧化碳?xì)怏w、甲醛氣體、苯氣體、甲苯氣體、二甲苯氣體濃度以及車內(nèi)氣體的溫濕度，并且配合DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、LCD液晶屏、5110液晶屏顯示模塊和Risym ISD1820錄音語(yǔ)音模塊并進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示、車內(nèi)氣體的溫濕度顯示以及以一氧化碳?xì)怏w、甲醛氣體、苯氣體、甲苯氣體、二甲苯氣體以及TVOC濃度的顯示并根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定的濃度進(jìn)行對(duì)比后進(jìn)行播報(bào)，并且會(huì)在濃度超標(biāo)時(shí)會(huì)有蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，提醒車主需要開(kāi)窗通風(fēng)，以保護(hù)身體健康。

【關(guān)鍵詞】汽車；氣體；一氧化碳、苯、甲醛、甲苯/二甲苯氣體；檢測(cè)；報(bào)警

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目研究的是通過(guò)氣體傳感器對(duì)汽車內(nèi)部空氣進(jìn)行檢測(cè)，包括一氧化碳、苯、甲醛、甲苯和二甲苯等有害氣體以及溫濕度等參數(shù)的檢測(cè)，在車內(nèi)氣體超標(biāo)時(shí)做出報(bào)警提示并根據(jù)車內(nèi)空氣質(zhì)量自動(dòng)通知車主進(jìn)行通風(fēng)排氣，或者通過(guò)檢測(cè)開(kāi)窗后車內(nèi)氣體質(zhì)量降低提醒車主關(guān)窗已達(dá)到保護(hù)車內(nèi)人身體健康的目的。

2 研究背景意義

有關(guān)部門(mén)曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)一次有關(guān)汽車內(nèi)環(huán)境污染情況調(diào)查活動(dòng)。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，測(cè)試結(jié)果觸目驚心：在接受測(cè)試的1175輛汽車中，全部檢測(cè)項(xiàng)目均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的車輛僅為52輛，占已測(cè)總數(shù)的6.18%。這些問(wèn)題車中不乏一些國(guó)際知名品牌轎車。隨著汽車的普及，車內(nèi)空氣的質(zhì)量也日益讓人擔(dān)憂。由于汽車空間窄小，車內(nèi)空氣量本來(lái)就不多，加上汽車密閉性好，因此，汽車內(nèi)有害氣體超標(biāo)比室內(nèi)有害氣體超標(biāo)對(duì)人體的危害程度更大。尤其是甲醛，對(duì)人的神經(jīng)有麻痹作用，容易引起頭暈、胸悶，影響人的情緒，從而容易造成安全隱患。汽車的車箱狀況跟室內(nèi)有很大差異，比如夏天車內(nèi)材料在驕陽(yáng)下封閉暴曬幾個(gè)小時(shí)后，有害物質(zhì)大量揮發(fā)，濃度可能會(huì)增加數(shù)倍。

根據(jù)資料顯示，甲醛超標(biāo)會(huì)使人感到頭暈、乏力、喉嚨不適；苯超標(biāo)會(huì)引發(fā)白血?。患妆?二甲苯超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致障礙性貧血、生殖功能受影響，導(dǎo)致胎兒先天性缺陷；TVOC超標(biāo)會(huì)引起頭暈、頭痛、嗜睡、無(wú)力、胸悶等癥狀；一氧化碳超標(biāo)會(huì)引起頭暈、發(fā)沉、四肢無(wú)力。這些都對(duì)人體會(huì)造成不可修復(fù)的身體摧殘。而且以前有過(guò)小孩子在車內(nèi)因?yàn)楦邷睾椭舷⒍劳龅氖鹿?，車?nèi)安全問(wèn)題迫在眉睫，為了車主以及乘車人的健康以及減少某些安全事件的發(fā)生，我們研發(fā)了這個(gè)智能氣體檢測(cè)系統(tǒng)。

3 實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)原理

3.1 實(shí)驗(yàn)材料

MQ7一氧化碳傳感器、CO濃度報(bào)警器探頭、MP-503半導(dǎo)體甲醛傳感器模塊以及溫濕度傳感器、Risym ISD1820錄音語(yǔ)音模塊

3.2 實(shí)驗(yàn)流程

利用MQ7一氧化碳傳感器、CO濃度報(bào)警器探頭、MP-503半導(dǎo)體甲醛傳感器模塊以及溫濕度傳感器測(cè)量車內(nèi)氣他的濃度，采集的數(shù)據(jù)在LCD液晶屏以及5110液晶屏顯示，對(duì)比國(guó)家GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》后檢驗(yàn)用是否發(fā)生警報(bào)。如果超標(biāo)蜂鳴器就會(huì)發(fā)生警報(bào)，關(guān)窗情況下提醒車主進(jìn)行開(kāi)窗通風(fēng)，如果是開(kāi)窗情況下，提醒車主關(guān)窗，躲避周圍的污染空氣，以達(dá)到保護(hù)身體健康的目的。車內(nèi)的溫濕度檢測(cè)模塊也會(huì)根據(jù)舒適程度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控車內(nèi)的溫濕度情況并進(jìn)行提醒和建議。

3.3 實(shí)驗(yàn)原理

3.3.1 項(xiàng)目研究目標(biāo)和內(nèi)容

本項(xiàng)目采用多種氣體傳感器對(duì)車內(nèi)空氣進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，包括一氧化碳、苯、甲醛、甲苯/二甲苯等有害氣體，以及溫度、濕度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、分析，在車內(nèi)空氣污染超標(biāo)時(shí)發(fā)出警報(bào)并自動(dòng)控制車窗、排氣裝置自動(dòng)打開(kāi)，對(duì)車內(nèi)進(jìn)行排氣換氣，改善空氣質(zhì)量。

3.3.2 擬解決途徑

如下圖1是本項(xiàng)目的系統(tǒng)框架圖，用于指導(dǎo)整個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)以單片機(jī)為主控，通過(guò)對(duì)一氧化碳、苯、甲醛、甲苯和二甲苯和溫濕度傳感器的電信號(hào)進(jìn)行采集、處理分析，智能判斷空氣質(zhì)量。為了讓用戶實(shí)時(shí)獲取車內(nèi)空氣質(zhì)量情況，項(xiàng)目擬采用LCD液晶屏以及5110液晶屏實(shí)時(shí)顯示空氣質(zhì)量參數(shù)，并分時(shí)采樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，分析計(jì)算空氣質(zhì)量的時(shí)間關(guān)系，方便用戶獲取空氣質(zhì)量變化曲線圖。在空氣質(zhì)量過(guò)于惡劣的情況下，系統(tǒng)以聲光方式進(jìn)行報(bào)警。

圖1 系統(tǒng)整體功能框架圖

4 特色與創(chuàng)新點(diǎn)

現(xiàn)階段的汽車電子領(lǐng)域在智能氣體監(jiān)控方面的發(fā)展還比較緩慢，對(duì)于車內(nèi)空氣還停留在依靠車內(nèi)空調(diào)進(jìn)行換氣，以減少車內(nèi)的有毒氣體。而本項(xiàng)目是基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)理念，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、預(yù)警和調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域應(yīng)用嘗試。應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，智能檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析比對(duì)，并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。避免了人們長(zhǎng)期在車內(nèi)收到危險(xiǎn)氣體的侵蝕而毫不知情的尷尬局面，實(shí)現(xiàn)了“病”前診斷和預(yù)防，對(duì)人體的健康具有巨大的積極作用。而且利用可錄音的模塊進(jìn)行可自由錄音，可用于孩子的聲音提醒以及其他自己喜愛(ài)的人的聲音就行錄音播放，更加具有趣味性，而且更能起到不一樣的說(shuō)服和教育意義。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]