摘要：本文提出了一种多传感器融合的手段准确可靠的判断车内是否有小孩被遗忘的系统，并对该系统的工作原理、硬件组成和和软件控制流程中的关键点进行了详细阐述。
关键词：高温；密闭空间；多传感器融合
引言
近几年每当入夏后，孩子经常会因为各种原因被遗忘在车内因高温发生危险。在科技高速发展的今天，如何通过物联网相关手段来防止此类悲剧的发生成为了一个焦点问题。本文基于物联网技术，设计出的高温预警监测系统通过多传感器融合的手段准确可靠的判断车内是否有小孩被遗忘，从而有效的避免高温天气下孩子在车内发生危险的问题。
1系统工作原理
本系统的工作方式是通过多传感器获取数据
并通过融合算法准确的监控是否有小孩被锁在车
内，如果有，则会发出警报。从触发系统响应到施救包含以下三个过程：
（1）通过三轴加速计判断车辆是否静止，温度传感器测车内温度是否升高，并达到35°时接通对应的控制装置，达到判断条件。
（2）通过红外热释模块和超声波模块检测车内是否有人，通过人体生命特征进行感知，从而做出正确判断信号。
（3）报警电路模块，当满足以上三个条件时，自动接通GPRS模块，给预先设定的号码发送求救短信。系统整体工作原理如图1所示。
图1系统工作原理图
2系统软件设计
2.1传感器信号采集系统
本系统的软件设计是根据实际的工艺要求进行编写的，首先是三轴加速度计进行检测，软件系统初始化，初始化陀螺仪MPU6500，记录x，y，z轴的初始加速度，测量系统启动后的x，y，z轴的加速度，加速度计将采集到的信号经硬件转化电路后转化为数字信号，数字信号再输入给单片机，单片机进行信号处理，根据信号处理的结果做出反馈，判断汽车是否处于停止状态。
随后进行温度监测，DS18B20温度传感器将温度值实时发送给SCM。然后将温度值从数码管驱动芯片HD7279A发送到数码管显示器，实时显示当前的温度值。CPU对DS18B20的访问流程是：DS18B20先进行初始化，然后执行ROM操作命令，最后执行存储器操作和数据操作。DS18B20的每一步都必须遵循严格的工作顺序和通信协议。根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：DS18B20必须在每次读写之前复位，并且复位成功后发送ROM指令。最后，发送RAM命令以便可以调度DS18B20。
如果在十分钟以内，通过三轴加速计检测到汽车处于静止状态、通过温湿度传感器检测到车内温度过高并且通过红外热释模块检测到车内有人。说明汽车在高温天气下，在车内有人即小孩的情况下停止（大人不在车上）。
2.2短信设置系统
无线通信模块使用TC35无线通信GSM模块。该模块的工作电平是3.3V高电平和0V低电平的LVTTL电平。它可以轻松发送和接收短信和控制硬件。工作在两种不同频率下的功耗分别为2W和1W。西门子模块由六个主要部分组成。GSM射频模块，GSM基带处理器，ZIF连接器，电源模块，闪存，天线接口。该模块仍然可以完成FR，HR和EFR语音通道编码，无需任何额外的外部硬件电路。模块中的基带处理器是该模块的核心。该模块中的基带处理器还涵盖蜂窝无线电所需的模拟电路和数字电路。模块使用AT命令集接口通过ZIF连接器连接SIM卡，用50Ω负载匹配电路连接天线。
当确定车上有人后，这时系统进入监测模式，进入监测模式后三轴加速计、温湿度传感器、红外热释模块、超声波模块、声音感应模块一起工作。当5个模块一起检测后，系统通过各个传感器检测到汽车长时间处于静止状态、温度较高、有人在车内、有小孩的哭闹声、有小孩在车内走动，这说明在高温天气时有小孩被遗忘在车内。
高温预警系统从机与主机建立通信后，从机接受从主机发送来的信号，然后从机向预先设定的手机号码发送短信，期间要保证通讯的顺畅以及减小延时带来的通信误差，单片机系统时钟先要初始化，使用中段函数设置一定的延时，使模块有足够的时间注册到网络，注册到网络后，从机开始每15秒给预设手机号发送短信用以通知被困孩子的家人及时赶到车内。图2所示为系统软件设计流程图。
图2系统软件设计流程图
3结语
本文主要介绍了车内独留儿童高温预警系统工作原理与软件设计，本文的研究，为车内独留儿童高温预警系统提供了解决方法和思路，具有一定的应用价值。
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论文作者:李竹芳 陈耀升 王超 於德鑫 韩志杰
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月50期
论文发表时间:2019/11/12
标签：车内论文; 模块论文; 高温论文; 系统论文; 传感器论文; 温度论文; 小孩论文; 《知识-力量》2019年11月50期论文;