[发明专利]一种防止车内缺氧与中暑的实时检测保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测领域，特别是一种防止车内缺氧与中暑的实时检测保护系统，可应用于防止车内缺氧与中暑的实时检测保护。

背景技术

汽车是现代使用最频繁的交通工具，人们每天都要花费大量的时间在汽车上度过，汽车内的环境质量直接影响了人们身体健康。随着私家车的普及，因缺少防缺氧和温度监控设备，汽车在实际使用过程中，就产生了一系列的问题。如父母去商场购物时，幼儿往往被单独放在车内，当天气炎热，加上车内门窗紧闭，车内温度迅速飙升，据科学数据表明，在一辆过热的车内，仅仅15分钟就可以让幼儿的大脑和肾脏遭到损伤，同时幼儿会出现缺氧和中暑症状。目前此类幼儿的受伤事件屡见不鲜。

目前的大部分的汽车对防缺氧检测保护的设计非常不足。所以，从更加人性化的角度来说，设计一种防止车内缺氧与中暑的实时检测保护装置显得尤为重要。

发明内容

本发明针对现有防止车内缺氧与中暑的实时检测保护的不足，提供了一种结构简单、性能可靠的防止汽车内部缺氧与中暑的实时检测保护系统。

为了实现上述目的，本发明采用下述的技术方案：

一种防止汽车内部缺氧与中暑的实时检测保护系统其特征在于：包括三个分别安装在汽车内部的温度传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器，分别检测汽车内部的温度、氧气含量和二氧化碳含量，三路的传感器信号连接一个信号转换电路,信号装换电路连接一个单片机控制电路,单片机控制电路连接继电器驱动电路；三路的传感器信号经过信号转换电路,然后进入单片机控制电路,单片机控制电路根据设定的逻辑来驱动继电器驱动电路，来控制汽车内部空调电路的通断。一个电源电路为系统的各个电路供电。

上述的温度传感器：温度传感器采用绝缘薄膜型NTC热敏电阻器，工作电压DC5V，使用环境-30-125℃，输出电压1-5V，允许偏差±0.5％。该温度传感器可靠性高、一致性好，被广泛应用于温度测试、温度控制和温度补偿等场合。

上述的氧气传感器：氧气传感器规格型号是KY-2BD5V，工作电压是DC5V,使用环境温度：-10～50℃，输出电压1-5V,最小测氧量是0.02％。该氧气传感器具有以下特性：精密5V输出量程,精确的温度补偿。

上述的二氧化碳传感器：二氧化碳传感器采用M1501红外气传感器，工作电压是DC5V，模拟输出电压0.5-2.5V，输出分别率为0.5mV，响应时间小于60s。该二氧化碳传感器具有良好精度和稳定性，而且使用和维护都很方便。

上述信号转换电路：在温度传感器(1)，氧气传感器(2)和二氧化碳传感器(3)信号接口处分别串联了一个10K电阻，然后分别连接运放OPA2340，在运放输入端引脚6，引脚9和引脚13分别并联一个0.1uF的电容，引脚6、引脚9和引脚13分别与引脚7、引脚8和引脚14直接连接，引脚11接地。在输出引脚7、引脚8和引脚14处分别串接一个由0.1uF电容和10K电阻组成的并联结构，然后分别输出转换的信号。由于从三个传感器接收过来的信号驱动能力有限，同时受噪声信号的干扰，波形不理想。为了克服这些缺点，在线路上串联了一个10K电阻，同时使用运放OPA2340构成的跟随器，然后输出到对应的单片机I/O口。

上述单片机控制电路：控制芯采用STM32F051K8U6，复位电路由100nF的电容10K电阻组成，复位信号从电容和10K的电阻连接处取出，连接控制芯片的第4管脚。晶振电路采用石英晶体与两20pF的电容连接，晶振信号从石英晶体的两端取出，接入控制芯片的第2和第3引脚。在电源VCC和GND直接串接一个0.1uF的电容。单片机主要功能是接收来自三路传感器的转换信号，同时按照一定的逻辑来驱动继电器来控制空调启动电路的通断。考虑到系统对处理速度要求不高，处理的数据量也很小，同时对I/O口的需求量不多等因素，系统采取了低廉的常用的STM32F051K8U6就能满足系统的全部要求。外围晶振电路：晶振采用8MHz，外接20pF电容，将电容和石英晶体接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。

上述的继电器驱动电路：控制信号从控制芯片的第22引脚取出，连接一个10K电阻，再连接到三极管9013的基极,三极管的集电极连接继电器，三极管的发射极接地。在继电器上并接一个二极管，起到续流的作用。继电器的串接在汽车空调的启动回路上。