基于51单片机的车内滞留儿童监测系统的设计与实现

来源:用户上传      作者:张岚

　　摘 要：随着经济的快速发展，越来越多的家庭拥有了私家车，由于车主一时的疏忽而导致儿童滞留在车内的新闻屡有发生，不但威胁儿童的生命安全，而且会损害儿童的身心健康。文章研究了车内滞留儿童监测系统的相关解决方案，在发现有儿童被锁在车内时，通过控制器进行报警，确保车主能够接收到报警信息，及时解救出滞留儿童。在完成系统设计之后，经调试与测试，表明其能够有效地对车内报警进行传递，符合设定的工作目标。
　　关键词：车内滞留;儿童;监测报警;传感器;Android;51单片机
　　中图分类号：TP368 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）02-0036-07
　　Abstract： With the rapid development of the economy， more and more families have private cars. It is often reported that children are stranded in cars due to the negligence of the owners， which not only threaten children’s life safety， but also damage children’s physical and mental health. This paper studies the relevant solutions of the monitoring system for detained children in the car. When it is found that children are locked in the car， it will alarm through the controller to ensure that the owner can receive the alarm information and rescue the detained children in time. After completing the design of the system， the debugging and testing show that it can effectively transmit the alarm in the vehicle， which is in line with the set work goal.
　　Keywords： retention in the car; children; monitoring alarm; sensor; Android; 51 single-chip microcomputer
　　0 引 言
　　20世纪末期，改革开放的进一步发展有利推动了整个社会生产力的快速升级，提升了人民的生活质量。汽车行业的快速发展，在提升人们生活便利性的同时也带来一些严重的安全隐患，如酒驾、醉驾以及交通事故逃逸等违规驾驶行为。目前国家相关交通管理部门对这些行为有着严格的立法与处罚措施，但是其他汽车事故（如车内滞留儿童导致的休克与死亡）没有对应的执法措施。同时市场上滞留儿童监测报警方面的产品也比较少，致使司机或乘客不小心将儿童锁在车里，进而对儿童造成致命伤害的事故时有发生。
　　市场上，应用此类技术的产品比较少，汽车内滞留儿童问题的主要研究方向是对汽车的空调系统与车窗进行控制，如果系统监测到车内有滞留儿童，会立即开启通风系统使汽车保持通风，提升滞留儿童的安全性。随着汽车智能技术的进一步发展，若要在汽车关闭之后实现车窗、空调的自动控制变得更加困难。
　　针对这一现象，本文研发一款车内滞留儿童监测系统。当有儿童被滞留在车内时，系统通过GSM模块向司乘人员的手机报警;二氧化碳传感器和温度传感器检测车内环境，通过蓝牙模块将相关检测数据传递到司乘人员手机上进行显示，以此提醒离开汽车的司乘人员，防止意外的发生。根据需求进行整体架构设计、数据库存储设计等，整个业务功能的实现需要经过系统测试来验证，以此确定系统功能设计是否符合实际需求，最后对车内滞留儿童监测系统的实现进行总结，明确后续工作方向。
　　1 相关技术研究
　　1.1 鞲衅餮≡
　　在车辆滞留儿童监测管理系统的设计上，本文综合运用多种传感器，包括红外传感器、氧气传感器、温湿度传感器等。红外传感器用于探测车内是否有滞留人员并进行报警;氧气传感器与温湿度传感器负责监测汽车内部的参数信息。其中红外传感器实物图如图1所示。
　　目前红外传感器广泛应用于多个领域，包括电梯、灯光、自动门等控制领域，其本身价格低廉。红外传感器不产生任何辐射信息，工作稳定性强，主要的问题在于容易受到光源及热源的影响。
　　1.2 51单片机
　　在整个车内滞留儿童监测系统的开发之中，控制核心是单片机，经过对市场上单片机的比较分析，本系统采用的单片机型号为STM32F405RGT6。自20世纪90年代以来，单片机在某一段时间内得到了迅速的发展，助推其在各行各业的大量应用，其总体技术愈发成熟，促使技术人员越来越重视单片机的研发工作，提升了智能仪表与自动测量领域应用的信息化水平。在国家工业的快速发展之中，电子信息工程属于新兴产业，将单片机开发技术与电子工程的成功融合，推动了单片机的发展及应用成果。作为计算机行业发展的重要分支，单片机的应用丰富了电子相关产品的功能，提升了电子设备的智能性与创新性，为行业提供了新的发展思路。
　　1.3 Android编程环境
　　车内监测系统主要采用安卓移动端进行开发，此开发平台是谷歌公司于2007年在Linux开源操作系统的基础上设计而成，详细层次结构如图2所示。

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