摘要:本文提出了一種基于電容傳感器的兒童安全座椅防遺忘檢測(cè)方法，與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，該檢測(cè)方法具有準(zhǔn)確、可靠且易于安裝等優(yōu)點(diǎn)，且在兒童防遺忘檢測(cè)功能的基礎(chǔ)上加入了車輛發(fā)動(dòng)機(jī)啟停檢測(cè)裝置、車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)裝置和報(bào)警裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)啟停裝置可以將發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)利用藍(lán)牙模塊發(fā)送到MCU，MCU可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)有效地提醒車主不要將兒童遺忘在車內(nèi)，同時(shí)利用車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)裝置對(duì)車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)車內(nèi)環(huán)境惡化且危害到兒童的生命時(shí)，可以利用GSM模塊及時(shí)提醒車主。

　　關(guān)鍵詞:防遺忘檢測(cè);電容傳感器;藍(lán)牙;環(huán)境檢測(cè)

　　隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車逐漸走進(jìn)普通家庭成為人們生活中不可或缺的重要工具。一些家長(zhǎng)由于安全意識(shí)欠缺或是懷有僥幸心理，將兒童單獨(dú)留在密封的車內(nèi)。由于汽車良好的密閉性使得外面的新鮮空氣很難進(jìn)入車內(nèi)，車內(nèi)氣體不易流通，而且在陽(yáng)光的照射下汽車內(nèi)部溫度會(huì)快速上升，被鎖在車內(nèi)的兒童由于不具自救功能，在高溫和氧氣稀薄的環(huán)境下很容易中暑昏迷、甚至死亡，造成嚴(yán)重的后果。

　　目前市面上具有防遺忘功能的兒童安全座椅采用的是傳統(tǒng)的壓力感應(yīng)技術(shù)，由于兒童與安全座椅的接觸面積小，且坐姿不確定，因此可能會(huì)出現(xiàn)壓力傳感器工作不正常的情況，而且壓力傳感器的安裝復(fù)雜。不僅如此，大部分的兒童安全座椅并不具備車內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能，或環(huán)境監(jiān)測(cè)功能單一，未考慮到汽車在怠速的情況下會(huì)產(chǎn)生大量的一氧化碳，而這些一氧化碳在車庫(kù)等密閉的環(huán)境下可能會(huì)進(jìn)入車內(nèi)，帶來(lái)兒童中毒的危險(xiǎn)。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了一種基于電容傳感器的新型兒童安全座椅防遺忘檢測(cè)技術(shù)，并加入了車內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)功能。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停檢測(cè)模塊檢測(cè)車輛處于熄火狀態(tài)時(shí)，通過(guò)檢測(cè)車內(nèi)的二氧化碳濃度來(lái)判斷車內(nèi)的環(huán)境狀況，若控制器檢測(cè)到兒童安全座椅上有兒童且車內(nèi)的二氧化碳超過(guò)一定濃度值，將會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停檢測(cè)模塊檢測(cè)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)且兒童未被抱走時(shí)，通過(guò)檢測(cè)車內(nèi)的一氧化碳濃度來(lái)判斷車內(nèi)的環(huán)境狀況，若控制器檢測(cè)車內(nèi)的一氧化碳超過(guò)一定濃度值，將會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警。

　　1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)具有兒童防遺忘功能、車內(nèi)環(huán)境安全檢測(cè)功能和報(bào)警救援功能。系統(tǒng)選取高分辨率的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器FDC2214對(duì)來(lái)自電容傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，微處理器對(duì)FDC2214采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，監(jiān)測(cè)當(dāng)前兒童的乘坐狀態(tài)，同時(shí)利用一氧化碳、二氧化碳和溫度傳感器采集車內(nèi)環(huán)境信息，并根據(jù)車內(nèi)環(huán)境惡化程度采取相應(yīng)的報(bào)警措施。

　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　整個(gè)系統(tǒng)由防遺忘檢測(cè)裝置、活動(dòng)跡象檢測(cè)裝置和GSM報(bào)警裝置組成，系統(tǒng)采用鋰電池供電，當(dāng)電量不足時(shí)會(huì)提醒用戶及時(shí)充電。STM32作為控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析與處理;防遺忘檢測(cè)裝置對(duì)車輛的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè);活動(dòng)跡象檢測(cè)裝置對(duì)車內(nèi)的環(huán)境狀況進(jìn)行檢測(cè);控制器根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取對(duì)應(yīng)的報(bào)警措施。對(duì)研究中涉及的各部分可做設(shè)計(jì)分述如下。

　　2.1防遺忘檢測(cè)裝置

　　防遺忘檢測(cè)裝置主要由藍(lán)牙收發(fā)模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)啟停檢測(cè)模塊和報(bào)警模塊組成。藍(lán)牙發(fā)射模塊與車載點(diǎn)煙器相連，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后車載點(diǎn)煙器為藍(lán)牙發(fā)射模塊供電，每30s與活動(dòng)跡象檢測(cè)裝置通信一次;汽車熄火后藍(lán)牙發(fā)射模塊斷電，二者通訊失敗，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警，蜂鳴器持續(xù)響1min提醒用戶抱走兒童。

　　2.2活動(dòng)跡象檢測(cè)裝置

　　活動(dòng)跡象檢測(cè)裝置主要由一氧化碳檢測(cè)模塊、二氧化碳檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊和電容檢測(cè)模塊組成。其中，電容檢測(cè)模塊基于TI公司的FDC2214芯片，該芯片具有分辨率高、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　傳感器通過(guò)檢測(cè)電路板上的覆銅區(qū)域與人體之間形成的電容的大小來(lái)確定人體與電路板的距離，本系統(tǒng)中自制的電容檢測(cè)模塊檢測(cè)面積可達(dá)120cm2，由于該傳感器具有28位的高分辨率，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，當(dāng)人體與電路板的距離在20cm以內(nèi)，該模塊均可精確地檢測(cè)出來(lái)。因此，該電容檢測(cè)模塊可以穩(wěn)定、可靠地檢測(cè)到兒童在安全座椅上的乘坐狀態(tài)。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)啟停檢測(cè)模塊檢測(cè)到車輛處于熄火狀態(tài)時(shí)，將二氧化碳濃度變化量作為車內(nèi)空氣指標(biāo)，通過(guò)檢測(cè)車內(nèi)的二氧化碳濃度來(lái)判斷車內(nèi)的環(huán)境狀況，若控制器檢測(cè)到兒童安全座椅上有兒童且車內(nèi)的二氧化碳超過(guò)一定濃度值，將會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警。檢測(cè)模塊還要利用溫度傳感器來(lái)判斷車內(nèi)的環(huán)境溫度，溫度過(guò)高時(shí)也會(huì)觸發(fā)報(bào)警。

　　在夏季，當(dāng)外界溫度為35℃時(shí)，陽(yáng)光照射15min后，封閉的車廂內(nèi)部氣溫會(huì)迅速地上升至65℃，在這樣的環(huán)境下待上0.5h就能致命;即便環(huán)境溫度僅有21℃，陽(yáng)光直射下，1h后車內(nèi)溫度也能達(dá)到47℃，兒童體溫調(diào)節(jié)機(jī)制發(fā)育尚未完全，體溫調(diào)節(jié)依然較弱，更容易導(dǎo)致窒息。由于部分車主在夏天會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下開啟車內(nèi)空調(diào)，此時(shí)若車子停在密閉環(huán)境內(nèi)，尾氣中的一氧化碳可能會(huì)進(jìn)入車內(nèi)造成兒童中毒。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)啟停檢測(cè)模塊檢測(cè)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)且兒童未被抱走時(shí)，將一氧化碳濃度作為車內(nèi)空氣質(zhì)量指標(biāo)，若控制器檢測(cè)車內(nèi)的一氧化碳超過(guò)一定濃度值，將會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警。

　　2.3GSM報(bào)警裝置GSM報(bào)警裝置利用GSM通訊模塊提醒車主車內(nèi)兒童可能發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)車內(nèi)環(huán)境達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)觸發(fā)第一級(jí)短信報(bào)警，系統(tǒng)每隔一段時(shí)間向車主發(fā)送一次短信提醒車主;若車內(nèi)環(huán)境繼續(xù)處于惡化狀態(tài)，但尚未達(dá)到極限，會(huì)觸發(fā)第二級(jí)電話報(bào)警。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　現(xiàn)今，因特網(wǎng)上人們還在頻繁使用FTP服務(wù)或協(xié)議進(jìn)行資源的共享。本文提出的基于打包的批量文件傳輸模式，能有效減少一次FTP會(huì)話期間需要連續(xù)傳送多個(gè)文件時(shí)的總體所用時(shí)間，所以在網(wǎng)絡(luò)延遲相對(duì)發(fā)送時(shí)間比值大的場(chǎng)合，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。例如，在需要傳輸大量小文件或網(wǎng)絡(luò)延遲大、帶寬高的情況下使用此方法，效果則尤其顯著。在FTP協(xié)議實(shí)際應(yīng)用開發(fā)中，研發(fā)打包傳輸模式時(shí)還可利用流技術(shù)在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)文件打包成流、流數(shù)據(jù)發(fā)送與接收、在內(nèi)存中將流解包為文件的管道作業(yè)方式，從而最大化節(jié)約打包和解包操作額外帶來(lái)的時(shí)間和空間消耗。

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　　相關(guān)刊物推薦：《電腦知識(shí)與技術(shù)雜志》由安徽省科技廳主管，中國(guó)計(jì)算機(jī)函授學(xué)院主辦，國(guó)內(nèi)刊號(hào)CN：34-1205/TP;國(guó)際刊號(hào)ISSN：1009-3044，郵發(fā)代號(hào)：26-188。雜志系中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)源期刊，中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)全文收錄期刊，中國(guó)核心期刊 (遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊，中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)收錄期刊。