一種防止車內(nèi)兒童窒息裝置的設(shè)計

李亞鵬 蔡建華 楊浩佳 邱林檳 李 想

（東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，東莞 523808）

引 言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車保有量也在飛速增加，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦凶畋憬莸慕煌üぞ?，然而兒童在車?nèi)窒息致死的事故時常發(fā)生，嚴(yán)重影響人民生命與財產(chǎn)安全。如果家長將兒童遺忘在車內(nèi)，加之車內(nèi)溫度高、空間密閉很容易導(dǎo)致兒童窒息身亡，因此設(shè)計一種防止車內(nèi)兒童窒息裝置方便解救兒童。

目前，已有校車安裝有防遺忘裝置，如上下車刷卡、幼兒園校車防遺忘巡視按鈕等。防遺忘巡視系統(tǒng)是指在車輛熄火拔掉鑰匙后，會自動發(fā)出“請巡視車廂”提示，司機或者監(jiān)護員必須走到車廂后部按下巡視按鈕，才能消除提示音，車才能被鎖上。但上述方法操作復(fù)雜，涉及的人為因素較多，且不能解決私家車防遺忘的要求。

一、設(shè)計思路

本裝置利用安裝在乘員室內(nèi)的LH1954 型紅外線傳感器檢測車內(nèi)是否有乘員，利用PT100 熱電阻型溫度傳感器對乘員室內(nèi)的溫度進行監(jiān)控，利用CY-9 型O2 傳感器監(jiān)測乘員室內(nèi)O2 的實時濃度。將采集到的紅外線信號、溫度信號、O2 的濃度信號直接送入主控單元，在MC9S12XS128 型單片機內(nèi)，將實測數(shù)據(jù)與溫度、氧氣濃度極限值進行比較，進而可以判斷該車是否存在使兒童窒息的潛在危險。若車中有兒童并且溫度、O2 濃度達到極限值，單片機則控制聲音報警器工作，提醒周圍群眾解救車內(nèi)乘員。該裝置能夠有效防止乘員車內(nèi)窒息致死的事故發(fā)生，且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。

二、實施方式

本裝置包括安裝在汽車駕駛室內(nèi)的紅外線傳感器、溫度傳感器、O2 傳感器和安裝在發(fā)動機艙內(nèi)的聲音報警裝置分別與一個單片機相連接。

紅外線傳感器選擇LH1954 型紅外線傳感器，溫度傳感器選擇PT100 熱電阻型溫度傳感器，O2 傳感器選擇CY-9型O2 傳感器。單片機采用MC9S12XS128 型單片機。其主要原理是： 首先利用紅外線傳感器檢測車內(nèi)是否有兒童，如果檢測有兒童在車內(nèi)并且溫度和O2 濃度達到極限值則接通電路控制聲音報警器使之工作來提醒駕駛員。如果檢測到?jīng)]有兒童，即使溫度和氧氣濃度達到了極限值也不報警。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

紅外線傳感器電路原理圖，如圖2 所示，圖中R1、C1為退交電路，R2 為傳感器負載電阻。傳感器的輸出信號經(jīng)C2 耦合到運算放大器IC1。電阻R3、R5 將放大器偏置電源電壓的一半（使交流信號在其靜態(tài)值上下變化），其增益取決于R6 與R4 的比值。經(jīng)IC1 放大的信號經(jīng)過電容C5 耦合后輸入放大器IC2，其增益取決于R10 與R7 的比值，經(jīng)兩級放大后，信號放大4050 倍左右，IC2 在無信號輸入時，其輸出約為4.5V 的直流。圖中C3、C9 為退交連電容。IC3為電壓比較器。它的同向輸入端由電阻R11、R12、R14 分壓而得到基準(zhǔn)電壓。調(diào)節(jié)W 使比較器同相端電壓為2.5V—4V 左右變化。無人進入無外線檢測范圍內(nèi)時無信號輸入。反相輸入端電壓大于同向端電壓。比較器輸出為低電平。當(dāng)有人進入視野中時，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平。

圖2 紅外線傳感器電路原理圖

結(jié) 語

本文設(shè)計了一種防止車內(nèi)兒童窒息裝置，采用包括安裝在汽車駕駛室內(nèi)的紅外線傳感器、溫度傳感器、O2 傳感器和安裝在發(fā)動機艙內(nèi)的聲音報警裝置分別與MC9S12XS128型單片機相連接。利用紅外線傳感器檢測車內(nèi)是否有兒童，如果檢測有兒童在車內(nèi)并且溫度和O2 濃度達到極限值則接通電路控制聲音報警器使之工作來提醒駕駛員。如果檢測到?jīng)]有兒童，即使溫度和氧氣濃度達到了極限值也不報警。該裝置簡單實用，能夠有效防止車內(nèi)兒童遺忘且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。

作者簡介：姓名：李亞鵬，出生年月：1988 02 ，民族：漢，性別： 男，籍貫寧夏 ，學(xué)歷：碩士， 職稱：講師， 研究方向：汽車新能源