基于单片机的机车闭窗防窒息智能检测系统

基于单片机的机车闭窗防窒息智能检测系统

叶成涛 ,周兴宇 ,李洁 ,张亦驰 ,殷俊奇 ,闫鹭指导老师

宿州学院(东校区)  安徽省宿州市  234000

摘要：随着科技的进步,发展智能化汽车势必会成为汽车行业的共识。车内防窒息报警智能控制系统就是针对车内窒息这一安全隐患而设计,通过对汽车内温度和二氧化碳浓度的实时检测,来达到预防发生车内窒息安全隐患的目的。

关键词：二氧化碳浓度检测 STM32F103C8T6单片机

1.设计背景及目的

解决儿童等弱势群体在车内窒息身亡的问题,设计出一套汽车内温度检测和气体检测的智能报警系统。通过分析隐患发生的条件,对汽车内温度和二氧化碳浓度进行实时检测,当汽车内温度达到预先设定温度或者二氧化碳浓度超过一定限度后,该系统将发短信给车主,并且触发车内报警装置提醒车内人员,同时强制启动天窗通风换气。经过实物模型的制作和实际实验,证明了本装置的可行性与可靠性。

(1)针对第一种由于温度过高导致人中暑带来的死亡,系统采取通过温度传感器检测车内温度来解决.DSl8820检测车内实时温度,设定35℃为报警界限。当检测到温度高于35℃时,响应系统开天窗;车内语音提醒装置播放提示语音要求打开门窗通风降温;如果三分钟后车内高温情况没有改变,此时SIM900模块发短信给车主提醒车内情况异常。

（2) 针对第二种缺氧导致的窒息,系统采取通过MG811二氧化碳传感器检测二氧化碳浓度来解决。MG81 1用来检测车内实时CO2浓度值。设定CO2：浓度报警界限为3000ppm。当检测到CO2浓度高于3000ppm时,响应系统开天窗;车内语音提醒装置播放提示语音要求打开门窗通风换气；如果三分钟后车内CO2:浓度较高情况没有改变，此时短信发送报警装置SIM900模块发短信给车主提醒车内情况异常。

2.研究内容：

信号处理模块:温度检测采用DSl8820,传感器检测车内的实时温度,温度值在数码管上显示,并且单片机将车内实时的温度值与设定的温度报警值进行对比。二氧化碳浓度检测采用MG811。通过实验将MG811的报警值调为3000ppm。

响应报警。温度和二氧化碳浓度均低于设定上限值,称之为常态,如果上述两个信号值其中任意一个或是均超过设定上限值，称之为警界状态。如果车内环境由常态变为警界状态,则单片机控制汽车电路开天窗。同时,语音提醒装置播放提示语音；三分钟后,如果车内情况仍处于警界状态,则单片机控制SIM900给车主发短信； 再经过三分钟后,如果车内情况还是处于警界状态， 则单片机控制车内报警装置发出警报,提醒车内人员注意人身安全。系统供电模块。装置将使用汽车自带的蓄电池为电源。通过变压器将汽车自带的电源电压转换成装置本身的额定电压,利用变压器的工作原理来实现装置的正常运行。解决机车内儿童睡着或者其它原因没有下车而被锁在车内,长时间密封环境下缺氧窒息的隐患。同时,防止车内长时间密封导致车内环境变差，病菌滋生。实时监控并对车内空气进行更换。除此之外还能避免车内温度过高导致的器件损坏问题的解决，并对因温度上升还没有引起的事故出现之前,如果自动无法调节的问题能够及时反馈给车主,从而进行远程监控。

3.研究方法：

通过利用二氧化碳传感器检测汽车内的二氧化碳浓度,利用温度检测装置检测汽车内的平均温度,然后通过AD转化再传输到单片机中与设定值进行判断，最后再在LCD显示器上进行显示。单片机判断后的值如果超过预设值会触发电机进行通风，考虑到经费问题，在进行模型自作的时候利用电机代替玻璃的驱动进行延时，利用蜂鸣器作为报警装置进行报警。

4.流程图：

5.部分程序：

/*SGP30传感器初始化函数*/

void SGP30_Init(void)

{

Start_I2c();//启动I2C总线

SendByte(SGP30WAddr);//发送SGP30传感器写地址

SendByte(0x20);//发送命令(0x2003|SGP30_IAQ_init)

SendByte(0x03);

Stop_I2c();//停止I2C总线

}

6.结束语：

  通过大量文献解读与系统分析、研究、设计，在导师的指导和同学的帮助下，终于基本完成了开题报告中确定的任务。本课题针对二氧化碳检测器的研究，是对单片机技术、传感器技术、电子技术、通信技术、和自动化等专业知识的综合应用。在设计的过程中，紧密结合阳光室温的实际情况，综合目前一些先进的测控理念。本文遵循系统的需求，进行总体分析与设计、模块化设计、详细设计，并对系统外形结构进行了设计。

参考文献：

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[6]房德君，胡希一同.信号传感器非线性研究的补偿与非线性修正[D].河北大学硕士学位论文，2003：11-16

项目名称：宿州学院第十七届大学生科研项目   项目编号：ZCXM22-276“宿州学院大学生创新创业训练计划”