防小孩遗留汽车内安全座椅的系统研究

尹彦博 杨佳 闰道斌 王子建 张桐赫

摘要：随着人民生活水平的提高，驾驶汽车带着孩子出行成为了人们习以为常的生活方式。然而孩子在车上容易困倦，特别是年龄较小的孩子，一上车就开始睡觉。粗心的家长把孩子遗留在车内的事情也时有发生，因车内温度过高或氧气不足，导致被困儿童造成伤亡的案例也是屡见不鲜。使用各种传感器对儿童进行检测，通过硬件和软件的设计来达到对孩子的安全保护，应用无线通讯与手机的连同，提醒监护人对孩子进行最大化的保护。

关键词：安全座椅;单片机;传感器

基于单片机控制技术、传感技术、无线通信技术于一体的防小孩遗留汽车内智能安全座椅系统安装在儿童普通安全座椅上，通过对相关参数的采集与分析，实现对停车状态、座椅中是否有孩子、孩子状态以及车内环境是否安全进行检测，及时提醒司机家长关注孩子的存在与状态。图1为本系统的总体设计框图。下面对防小孩遗留汽车内安全座椅的主要模块进行介绍，从而完成此安全座椅的系统研究。

1核心控制系统设计

采用单片机作为本系统的核心控制模块，来协调每个单元电路的正常工作。通过接收各类传感器采集的相关数据信息并进行分析处理，判断汽车是否已经停下，判断安全座椅是否有小孩的存在，判断车内环境是否符合安全，在必要的时候对语音提醒模块和电话拨打模块发出命令信号。

2传感器模块设计

本系统为了检测车辆、孩子以及车内环境的情况，选择了多种传感器进行设计。

2.1压力传感器

通过压力判断是否有小孩坐在安全座椅上。通过设定的临界值，当达到临界值时，传感器会进行下一步操作，即发送信息道核心控制模块。压力传感器检测安全座椅上超过10斤，判定为坐有小孩。

2.2振动传感器

通过振动判断汽车是否处于停车状态。振动传感器是第一个工作的传感器，当车处于静止无振动的时候，由其他传感器继续工作，因为只有车停止了，车上的大人才有可能下车。检测到停车5s后，语音模块进行语音提醒。

2.3声音传感器

通过声音大小判断小孩是否哭闹。当儿童哭泣的声音超過正常分贝，就会触动声音传感器，声音传感器直接发送信号到核心控制中心。

2.4温度传感器

检测车内温度是否在人体接收范围内。如果温度过高或者过低，那么温度传感器就会发送信号到核心控制中心，以确定是否打电话或者语音播报安全或者危险。

2.5二氧化碳传感器

检测车内二氧化碳浓度，用以判断车内环境是否安全。二氧化碳作为人体的安全指标，是最有必要设计的一款传感器，二氧化碳浓度的临界值需要适合当地的情况和实况。我们研究的标准：二氧化碳浓度达到l%（ IOOOPPM）、温度超过30度或声音超过80分贝时拨打司机电话。

3电话拨打模块设计

本设计在安全座椅中安装SIM卡，当检测停车状态，孩子坐在安全座椅上，并发生哭闹，或车内温度或二氧化碳浓度超过正常范围，通过电话拨打模块及时与所预留的联系人（不少于四个人）取得联系，通知他们儿童处于不安全的情况，及时进行处理，从而保证车内孩子的安全。

4语音提醒模块设计

处于停车状态，并检测到有孩子在安全座椅上，通过语音提醒模块播报语音“请注意，在您离开爱车之前，请留意后座是否留有小朋友”，从而起到及时提醒司机家长的作用。通过语音播报模块的设计实现语音提示功能，能够有效及时的提醒司机家长孩子仍在车上。

5结束语

私家车已普及到千家万户，但由于家长司机的疏忽大意，将小孩遗留在车内，造成事故的情况时有发生。为了避免类似悲剧的发生，我们设计制作了基于传感器技术、单片机控制技术、无线通信技术的智能安全座椅，能够及时提醒家长司机孩子在座椅之上，或者孩子处于安全环境之中，为孩子在乘坐汽车提供更加切实有效的安全保障，让被困车内儿童造成伤亡的悲剧不要再重演。

参考文献

[1]闫建国，王春光，王利娟.基于约翰迪尔1204型拖拉机减振座椅的参数选择[J].农机化研究，2017.

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[5]代雪会，何声望，高军.汽车儿童安全座椅安全带报警系统的设计[J].产业与科技论坛，2017.

项目：2019年度大学生创新创业训练计划省级项目《防小孩遗留汽车内智能安全座椅系统设计》;吉林省教育教学“十三五”规划2017年度重点课题，课题批准号ZD17095;2018年吉林省高等教育教学研究课题《新工科背景下电子信息工程专业人才创新能力培养的研究与实践》。