一种防止车内儿童窒息装置的设计

李亚鹏 蔡建华 杨浩佳 邱林槟 李 想

（东莞职业技术学院，东莞 523808）

引 言

随着我国经济的快速发展，汽车保有量也在飞速增加，汽车已经成为人们日常生活工作中最便捷的交通工具，然而儿童在车内窒息致死的事故时常发生，严重影响人民生命与财产安全。如果家长将儿童遗忘在车内，加之车内温度高、空间密闭很容易导致儿童窒息身亡，因此设计一种防止车内儿童窒息装置方便解救儿童。

目前，已有校车安装有防遗忘装置，如上下车刷卡、幼儿园校车防遗忘巡视按钮等。防遗忘巡视系统是指在车辆熄火拔掉钥匙后，会自动发出“请巡视车厢”提示，司机或者监护员必须走到车厢后部按下巡视按钮，才能消除提示音，车才能被锁上。但上述方法操作复杂，涉及的人为因素较多，且不能解决私家车防遗忘的要求。

一、设计思路

本装置利用安装在乘员室内的LH1954 型红外线传感器检测车内是否有乘员，利用PT100 热电阻型温度传感器对乘员室内的温度进行监控，利用CY-9 型O2 传感器监测乘员室内O2 的实时浓度。将采集到的红外线信号、温度信号、O2 的浓度信号直接送入主控单元，在MC9S12XS128 型单片机内，将实测数据与温度、氧气浓度极限值进行比较，进而可以判断该车是否存在使儿童窒息的潜在危险。若车中有儿童并且温度、O2 浓度达到极限值，单片机则控制声音报警器工作，提醒周围群众解救车内乘员。该装置能够有效防止乘员车内窒息致死的事故发生，且该装置结构简单，易于实现。

二、实施方式

本装置包括安装在汽车驾驶室内的红外线传感器、温度传感器、O2 传感器和安装在发动机舱内的声音报警装置分别与一个单片机相连接。

红外线传感器选择LH1954 型红外线传感器，温度传感器选择PT100 热电阻型温度传感器，O2 传感器选择CY-9型O2 传感器。单片机采用MC9S12XS128 型单片机。其主要原理是： 首先利用红外线传感器检测车内是否有儿童，如果检测有儿童在车内并且温度和O2 浓度达到极限值则接通电路控制声音报警器使之工作来提醒驾驶员。如果检测到没有儿童，即使温度和氧气浓度达到了极限值也不报警。

图1 系统结构框图

红外线传感器电路原理图，如图2 所示，图中R1、C1为退交电路，R2 为传感器负载电阻。传感器的输出信号经C2 耦合到运算放大器IC1。电阻R3、R5 将放大器偏置电源电压的一半（使交流信号在其静态值上下变化），其增益取决于R6 与R4 的比值。经IC1 放大的信号经过电容C5 耦合后输入放大器IC2，其增益取决于R10 与R7 的比值，经两级放大后，信号放大4050 倍左右，IC2 在无信号输入时，其输出约为4.5V 的直流。图中C3、C9 为退交连电容。IC3为电压比较器。它的同向输入端由电阻R11、R12、R14 分压而得到基准电压。调节W 使比较器同相端电压为2.5V—4V 左右变化。无人进入无外线检测范围内时无信号输入。反相输入端电压大于同向端电压。比较器输出为低电平。当有人进入视野中时，比较器翻转，输出为高电平。

图2 红外线传感器电路原理图

结 语

本文设计了一种防止车内儿童窒息装置，采用包括安装在汽车驾驶室内的红外线传感器、温度传感器、O2 传感器和安装在发动机舱内的声音报警装置分别与MC9S12XS128型单片机相连接。利用红外线传感器检测车内是否有儿童，如果检测有儿童在车内并且温度和O2 浓度达到极限值则接通电路控制声音报警器使之工作来提醒驾驶员。如果检测到没有儿童，即使温度和氧气浓度达到了极限值也不报警。该装置简单实用，能够有效防止车内儿童遗忘且该装置结构简单，易于实现。

作者简介：姓名：李亚鹏，出生年月：1988 02 ，民族：汉，性别： 男，籍贯宁夏 ，学历：硕士， 职称：讲师， 研究方向：汽车新能源