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方法，與傳統(tǒng)的檢測方法相比，該檢測方法具有準確、可靠且易于安裝等優(yōu)點，且在兒童防遺忘檢測功能的基礎上加入了車輛發(fā)動機啟停檢測裝置、車內(nèi)環(huán)境檢測裝置和報警裝置。發(fā)動機啟停裝置可以將發(fā)動機狀態(tài)利用藍牙模塊發(fā)送到MCU，MCU可根據(jù)發(fā)動機的狀態(tài)有效地提醒車主不要將兒童遺忘在車內(nèi)，同時利用車內(nèi)環(huán)境檢測裝置對車內(nèi)環(huán)境進行實時監(jiān)測，當車內(nèi)環(huán)境惡化且危害到兒童的生命時，可以利用GSM模塊及時提醒車主。

　　關鍵詞:防遺忘檢測;電容傳感器;藍牙;環(huán)境檢測

　　隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車逐漸走進普通家庭成為人們生活中不可或缺的重要工具。一些家長由于安全意識欠缺或是懷有僥幸心理，將兒童單獨留在密封的車內(nèi)。由于汽車良好的密閉性使得外面的新鮮空氣很難進入車內(nèi)，車內(nèi)氣體不易流通，而且在陽光的照射下汽車內(nèi)部溫度會快速上升，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)的壓力感應技術，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)測功能，或環(huán)境監(jiān)測功能單一，未考慮到汽車在怠速的情況下會產(chǎn)生大量的一氧化碳，而這些一氧化碳在車庫等密閉的環(huán)境下可能會進入車內(nèi)，帶來兒童中毒的危險。針對以上問題，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技術，并加入了車內(nèi)環(huán)境監(jiān)測功能。

　　當發(fā)動機啟停檢測模塊檢測車輛處于熄火狀態(tài)時，通過檢測車內(nèi)的二氧化碳濃度來判斷車內(nèi)的環(huán)境狀況，若控制器檢測到兒童安全座椅上有兒童且車內(nèi)的二氧化碳超過一定濃度值，將會觸發(fā)系統(tǒng)報警;當發(fā)動機啟停檢測模塊檢測車輛發(fā)動機處于運行狀態(tài)且兒童未被抱走時，通過檢測車內(nèi)的一氧化碳濃度來判斷車內(nèi)的環(huán)境狀況，若控制器檢測車內(nèi)的一氧化碳超過一定濃度值，將會觸發(fā)系統(tǒng)報警。

　　1系統(tǒng)總體設計

　　該系統(tǒng)具有兒童防遺忘功能、車內(nèi)環(huán)境安全檢測功能和報警救援功能。系統(tǒng)選取高分辨率的電容數(shù)字轉換器FDC2214對來自電容傳感器的數(shù)據(jù)進行采集，微處理器對FDC2214采集到的信號進行處理，監(jiān)測當前兒童的乘坐狀態(tài)，同時利用一氧化碳、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的報警措施。

　　2系統(tǒng)硬件設計

　　整個系統(tǒng)由防遺忘檢測裝置、活動跡象檢測裝置和GSM報警裝置組成，系統(tǒng)采用鋰電池供電，當電量不足時會提醒用戶及時充電。STM32作為控制器對信號進行分析與處理;防遺忘檢測裝置對車輛的狀態(tài)進行檢測;活動跡象檢測裝置對車內(nèi)的環(huán)境狀況進行檢測;控制器根據(jù)檢測結果采取對應的報警措施。對研究中涉及的各部分可做設計分述如下。

　　2.1防遺忘檢測裝置

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

　　2.2活動跡象檢測裝置

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

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

　　發(fā)動機啟停檢測模塊檢測到車輛處于熄火狀態(tài)時，將二氧化碳濃度變化量作為車內(nèi)空氣指標，通過檢測車內(nèi)的二氧化碳濃度來判斷車內(nèi)的環(huán)境狀況，若控制器檢測到兒童安全座椅上有兒童且車內(nèi)的二氧化碳超過一定濃度值，將會觸發(fā)系統(tǒng)報警。檢測模塊還要利用溫度傳感器來判斷車內(nèi)的環(huán)境溫度，溫度過高時也會觸發(fā)報警。

　　在夏季，當外界溫度為35℃時，陽光照射15min后，封閉的車廂內(nèi)部氣溫會迅速地上升至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℃，陽光直射下，1h后車內(nèi)溫度也能達到47℃，兒童體溫調(diào)節(jié)機制發(fā)育尚未完全，體溫調(diào)節(jié)依然較弱，更容易導致窒息。由于部分車主在夏天會在發(fā)動機怠速狀態(tài)下開啟車內(nèi)空調(diào)，此時若車子停在密閉環(huán)境內(nèi)，尾氣中的一氧化碳可能會進入車內(nèi)造成兒童中毒。因此，發(fā)動機啟停檢測模塊檢測車輛發(fā)動機處于運行狀態(tài)且兒童未被抱走時，將一氧化碳濃度作為車內(nèi)空氣質(zhì)量指標，若控制器檢測車內(nèi)的一氧化碳超過一定濃度值，將會觸發(fā)系統(tǒng)報警。

　　2.3GSM報警裝置GSM報警裝置利用GSM通訊模塊提醒車主車內(nèi)兒童可能發(fā)生危險。當車內(nèi)環(huán)境達到臨界狀態(tài)時觸發(fā)第一級短信報警，系統(tǒng)每隔一段時間向車主發(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)，但尚未達到極限，會觸發(fā)第二級電話報警。

　　3結束語

　　現(xiàn)今，因特網(wǎng)上人們還在頻繁使用FTP服務或協(xié)議進行資源的共享。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會話期間需要連續(xù)傳送多個文件時的總體所用時間，所以在網(wǎng)絡延遲相對發(fā)送時間比值大的場合，具有一定的應用價值。例如，在需要傳輸大量小文件或網(wǎng)絡延遲大、帶寬高的情況下使用此方法，效果則尤其顯著。在FTP協(xié)議實際應用開發(fā)中，研發(fā)打包傳輸模式時還可利用流技術在內(nèi)存中實現(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的時間和空間消耗。

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