基于热释电红外传感器的汽车人身安全智能监控系统的研究

曾清德 吴道恩

摘 要：文章设计一种基于热释电红外传感器的汽车人身安全智能监控系统。系统以蓄电池为主要电源、太阳光能为辅助电源。给系统通入电源，系统处于工作状态，热释电红外传感器迅速感应到封闭汽车内熟睡的儿童并将此信号传给ECU，ECU对传感器传来的信号进行接收、处理，向报警器发出报警指令，报警器发出警报，以此方式向还未走远的成人传达封闭汽车内还有儿童的信息，以避免人身安全事故的发生。同時，ECU对通风系统发出强制通风调节指令，通风系统的鼓风机工作，向封闭汽车内通入自然风，以此来改善封闭汽车内闷热的环境，以维持车内熟睡儿童的生命体呼吸。该款基于热释电红外传感器的汽车人身安全智能监控系统符合绿色环保理念，造价低廉，安全可靠，实用性强。

关键词：汽车智能监控系统;热释电红外传感器;报警器;汽车通风

中图分类号：U262.28  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）22-37-03

Abstract： The article designs an intelligent monitoring system for automobile personal safety based on pyroelectric infrared sensors. The system uses batteries as the main power source and sunlight energy as the auxiliary power source. Power on the system and the system is in working condition. The pyroelectric infrared sensor quickly senses the sleeping children in the enclosed car and transmits this signal to the ECU. The ECU receives and processes the signal from the sensor and sends an alarm to the alarm Instruction， the alarm will sound an alarm， in this way to convey the information that there are children in the closed car to adults who have not yet gone far， so as to avoid personal safety accidents. At the same time， the ECU issues a forced ventilation adjustment command to the ventilation system. The blower of the ventilation system works to inject natural wind into the enclosed car to improve the sultry environment in the enclosed car to maintain the breathing of the sleeping children in the car. This intelligent monitoring system for automobile personal safety based on pyroelectric infrared sensors conforms to the concept of green environmental protection， is low in cost， safe and reliable， and has strong practicability.

Keywords： Automobile intelligent monitoring system; Pyroelectric infrared sensor; Alarm; Automobile ventilation

CLC NO.： U262.28  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）22-37-03

1 引言

事物总有两面性。汽车在给人们带来极大便利的同时，也给人们带来了负面问题，甚至危及人们的生命安全。近年来，关于因父母粗心大意而将还在汽车后座熟睡的小孩遗忘在封闭车内可能造成小孩人身安全事故发生的报道频繁。生活中，人们身边也不乏发生此类小孩人身安全事故的事件。为了避免此类悲剧再次发生，立足于解决汽车安全监控系统的欠缺，亟待研究一款能够有效预防封闭汽车内小孩的人身安全事故发生的智能监控系统。

本项目基于热释电红外传感器的汽车人身安全智能监控系统的研究，不仅为乘客尤其是儿童的汽车乘坐安全性提供了一个有效且实用的预防措施作为坚强保障，避免了可能会发生的儿童安全事故，避免了悲剧的发生，在一定程度上有效降低了汽车安全事故率，而且这也是对汽车安全方面的欠缺的弥补，解决了汽车安全方面存在的一个重大安全隐患问题。对于促进汽车安全性能研究技术的发展，不断完善汽车安全体系有很大的促进作用。

2 项目研究主要内容

2.1 项目研究目标

充分利用现有的各种有利条件，设计并制作出一款能够有效预防封闭车内熟睡的儿童的人身安全事故发生的汽车人身安全智能监控系统，且该款智能监控系统安全有效、可靠、绿色环保、造价低廉，使用寿命长、操作简便且维修方便。

2.2 系统组成

本项目研究设计的系统由太阳能电池板、铅酸蓄电池、压力传感器、继电器、定值电阻（保护系统电路）、热释电红外传感器、电控单元ECU、报警器、汽车通风系统（主要是鼓风机）、电路连接线等组成;其中，热释电红外传感器是最主要元件电器。

2.3 系统工作原理

通过驾驶座椅下的“压力传感器+继电器”系统来控制该智能监控系统电路的通断（即系统工作与否）。当驾驶员离开驾驶座椅后，驾驶座椅所受之压力达到压力传感器能够感应到的压力范围，压力传感器将此信号传给继电器，继電器触点闭合，系统电路接通，即系统处于工作状态。热释电红外传感器感应到封闭汽车上熟睡的儿童并立即将此信息以电信号形式传送给系统ECU，ECU将由传感器传来的此信号进行接收、处理，ECU随即对系统报警器发出报警控制指令，系统报警器立即报警。通过系统的报警器发出警报的形式向还未走远的驾驶员或父母传达封闭汽车内还有儿童这一信号信息，以使驾驶员或父母及时返回封闭汽车处查看并将封闭汽车内熟睡的小孩带走，以避免人身安全事故的发生。同时，ECU对通风系统发出强制通风调节指令，通风系统的鼓风机工作，向封闭汽车内通入自然风，同时，将封闭汽车内的闷热、污浊空气排出车外，以此来改善封闭汽车内闷热环境，以便于封闭车内熟睡儿童的生命体呼吸。这又为在驾驶员或父母还未返回至封闭汽车处之前，为封闭汽车内熟睡儿童的生命安全提供了另一重要保障。

其中，需要对系统的某些模块进行简单说明。系统中的太阳能电池充电模块运用到了光电效应。光电效应的实现得益于太阳能电池板的P、N型晶硅材质，在太阳光的照射下，P、N型晶硅材质中所含有的粒子会因一系列反应而对向运动，最终形成电能提供给人们的日常生活使用。另外，在利用主控模块进行控制汽车通风系统进行强制通风时，通风系统的鼓风机的风速是可以调控的，其中主要是利用光电耦合隔离与场效应管的配合工作，通过主控模块对流过光电耦合隔离和场效应管的那部分电路时的电压进行升高或降低来达到调节风速的目的。系统工作原理流程如下图所示。

3 总结

该项目利用太阳能为辅助电源，在整车电源关闭的情况下，在太阳的照射下，太阳能电池能对系统专用蓄电池进行充电，保证系统任何时候都有电能维持系统的工作。只要有太阳的地方，太阳能电池便能随时给系统供电。该系统的报警信号让还未走远的家长及时收到封闭汽车上的儿童信息并及时返回将儿童带走。同时，ECU对空调系统发出温度调节指令让空调系统根据封闭汽车内的温度环境自动调节车内温度至适宜温度，以改善车内的闷热环境，从而利于车内儿童的生命体呼吸。且系统仅在驾驶员离开驾驶座椅后自动接通电路系统进入工作，其他情况下系统电路处于断开状态，省电。汽车人身安全智能感应监控系统实现了“一系统多功能”的实效功用。

该项目为系统供电的太阳能电池属于可再生能源，符合绿色环保理念;系统应用的热释电红外传感器灵敏度高，反应迅速，抗干扰性能强，且该传感器本身不产生有害辐射，安全可靠，器件功耗小，价格低廉。同时，该项目符合国家的产业政策。

参考文献

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