基于单片机控制的小孩遗留汽车内智能安全装置

基于单片机控制的小孩遗留汽车内智能安全装置

常方钰 彭延波 刘文超 张敏敏

（山东英才学院   机械与电气工程学院  山东 济南 250104 ）

摘要：近几年来, 随着生活水平的提高车辆的增多，由于家长司机疏忽,将小孩留在车内造成事故的情况时有发生,汽车也成为孩子"安静的杀手"。本装置是基于红外线感应技术和单片机控制技术,针对小孩遗留小汽车内可能造成意外而设计制作的一款智能安全装置。 

关键词：单片机; 红外线；电动机；GSM模块

引言

随着汽车行业的迅猛发展和人民物质生活水平的提高，汽车逐渐走进普通家庭，成为人们日常生活中不可或缺的重要工具，儿童乘车的机会也在随之增多。一些家长由于安全意识欠缺或是抱有侥幸心理，将幼儿单独留在密闭的车内，为了避免意外的情况发生我们设计了这款基于红外线感应技术和单片机控制技术的智能安全装置。

1总体方案设计

以51单片机为主控核心，利用传感器进行检测的智能安全报警装置。当汽车熄火后，驾驶员离开汽车，即可通过传感器检测车内是否有人，如检测到有人，系统会经过设置好的延迟时间控制步进电机转动，降下车窗留出间隙，防止小孩在车内缺氧窒息；同时通过GSM模块向预留的手机号码发送报警短信，实现短信报警远程监控。为防止误操作，设计了传感器多次检测以得到可靠的数据。

2硬件设计

2.1单片机

基于设计需要，此次设计采用STC51系列单片机。此款单片机具有低功耗、高稳定性的特点,其采用MCS51为核心,RAM、ROM具有足够的运算空间且指令周期短,同时其低廉的价格也是市场上从业者的首选。本系统采用51单片机作为主控元件，该单片机是使用较为广泛的单片机。该单片机的原理图如下：

2.2步进电机的控制原理

在本设计以常用的永磁式步进电机为例，用单片机控制步进电机。图2-1是CZ-2801型永磁步进电机的外形图，图2-2是该电机的接线图。

图2-1 CZ-2801型永磁步进电机外形图 图2-2 CZ-2801型永磁步进电机接线图

从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共有 5根引出线。要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。将 COM 端标识为C，只要 AC、BC或/AC、/BC，轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种，如果将 COM 端接正电源，那么只要用开关元件（如三极管） ，将 A、B或/A、/B轮流接地。

2.3红外线感应模块

图3-6实物图

本电路是将人体辐射的红外线转变为电信号。热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大，然后由C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。再经过电压比较器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。延时周期可通过R12来调节输出，在延时时间内只要Vs发生上跳变，Vo就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期，而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器，若Vs一直保持为高电平，这样就可以通过P10传输到单片机内进行下一步处理。而根据不同的距离要求来调节R13，最大可以调节到7米左右。图中BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后，在延时时间段内如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才将高电平变为低电平，本电路设计就是可触发方式。

2.4 GSM模块

TC35模块是德国SIEMENS公司生产的高性能通信模块，主要由GSM基带处理器、GSM

射频模块、供电模块((ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。GSM 模块电流变化

非常大，空闲时电流小于 3mA，在通话期间电流最大可达到2A。

2.5电源模块

电源部分采用直流稳压电源,为负载电路提供整块板所需电源,其原理是将市电220 V通过变压

器转换为12 V电压,经整流、滤波将电压转化为直流,再通过三端集成稳压器7812及7912将

电压稳定至±12 V。

3作品成果

作品操作演示过程：

1. 该装置通过人体感应模块，按下开始键相当于汽车已经熄火，驾驶员已经离开车子（数码管会显示b）

2. 系统通过红外传感器开始检测车内是否还有人或小孩，当多次感应到人时（数码管会显示d）

3. 系统会经过延时后控制步进电机转动降下车窗留出间隙，防止小孩在车内窒息。

4. 当系统确认检测车内有人时，系统会向设置的手机号码发送报警短信，实现短信报警远程监控。

5结论

智能化的科技产品正在逐步改变着人们的生活,为了适应快速发展的创新技术,解放人的思

想来完成更多的工作。设计由单片机控制电动机、红外线感应、GSM模块组合共同工作完成，本装置简单、可靠在一定程度上具有进步意义。今后,人类将会更大范围的将移动互联网、大数据分析、传感器物联网等先进技术融合在一起,不断地满足人们各方面的需求。

参考文献

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