【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及通信技術(shù)以及傳感技術(shù)應(yīng)用，具體為基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前，全球至少有300多名兒童因被有意或無意單獨(dú)留在汽車車內(nèi)而導(dǎo)致死亡，美國每10天就會(huì)發(fā)生一起，中國每年也有各種報(bào)道關(guān)于兒童被遺忘在私家車或校車內(nèi)，導(dǎo)致意外死亡的事故。
2、僅靠人為監(jiān)護(hù)無法達(dá)到全方位、全天候的安全防護(hù)，兒童存在探測(cè)系統(tǒng)(cpd，child?presence?detection)應(yīng)運(yùn)而生。cpd是艙內(nèi)感知技術(shù)(ics，in-cabin?sensing)中的一項(xiàng)基本功能，是近幾年汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)，主要用于檢測(cè)汽車熄火狀態(tài)下后排是否有遺漏兒童，從而避免高溫天氣環(huán)境下兒童滯留導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，通過安裝紅外、雷達(dá)微波等生命探測(cè)傳感器預(yù)防滯留，多數(shù)cpd方案以司機(jī)離席作為系統(tǒng)啟動(dòng)的單一條件，忽視兒童因自身行為造成被困車內(nèi)的可能；兒童作為滯留主體，其自身生理數(shù)據(jù)直接關(guān)聯(lián)事件危險(xiǎn)程度，是必須實(shí)時(shí)觀察的對(duì)象，而絕大部分系統(tǒng)只聚焦車體數(shù)據(jù)，忽視了兒童數(shù)據(jù)；多數(shù)中國家庭未安裝兒童座椅，行車過程中也無法保持兒童全程佩帶安全帶，因此單一傳感器通常無法考慮到孩子的自由性和靈活性，容易造成監(jiān)控死角，在實(shí)際應(yīng)用中不能真實(shí)檢測(cè)到是否有兒童被滯留；部分系統(tǒng)完全依賴于汽車供電，沒有系統(tǒng)自身的獨(dú)立和可持續(xù)化。當(dāng)汽車熄火時(shí)，車輛就會(huì)處于斷電狀態(tài)，系統(tǒng)無法運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、解決的技術(shù)問題：
2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，
3、技術(shù)方案：
4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，所述監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由車體狀態(tài)檢測(cè)模塊、人體感應(yīng)檢測(cè)模塊、兒童生理檢測(cè)模塊、車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)模塊和應(yīng)急措施模塊組成；
5、所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)汽車的運(yùn)行狀態(tài)，包括判斷汽車是行駛、暫停還是熄火，實(shí)時(shí)傳遞汽車狀態(tài)信息至系統(tǒng)控制單元，尤其關(guān)注“熄火”狀態(tài)，為后續(xù)的兒童監(jiān)測(cè)提供先決條件；
6、所述人體感應(yīng)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)車內(nèi)是否有兒童的存在；人體感應(yīng)模塊是由微波傳感器和圖像傳感器兩部分結(jié)果綜合判別，微波傳感器判別是否有生命，圖像傳感器判別該生命體是否為兒童，；
7、所述兒童生理檢測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)兒童的健康狀態(tài)，通過生理指標(biāo)評(píng)估是否存在異常；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兒童的體溫，確保其在正常范圍36-38℃如果體溫超過或低于設(shè)定閾值，將觸發(fā)報(bào)警；監(jiān)測(cè)兒童的心率，識(shí)別異常情況：心率小于60次/min或大于100次/min，通過可穿戴設(shè)備：腕式收集數(shù)據(jù)；
8、所述車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)車內(nèi)環(huán)境參數(shù)，包括溫度、甲醛濃度和濕度，確保車內(nèi)環(huán)境適宜兒童；使用溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量車內(nèi)溫度，并設(shè)定閾值小于10℃或大于30℃，如超出范圍，將啟動(dòng)報(bào)警，測(cè)量車內(nèi)甲醛濃度，確保濃度不超過100mg/m3；監(jiān)測(cè)相對(duì)濕度，正常范圍設(shè)定為30％rh-60％rh，超出該范圍將觸發(fā)警報(bào)；
9、所述應(yīng)急措施模塊用于在兒童滯留或監(jiān)測(cè)到異狀時(shí)，快速響應(yīng)并實(shí)施應(yīng)急措施，在檢測(cè)到兒童生理或環(huán)境異常時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)車內(nèi)風(fēng)扇，加速空氣流通降低溫度，通過gsm模塊，將報(bào)警信息實(shí)時(shí)發(fā)送給用戶手機(jī)，同時(shí)觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出聲音，以引起路人注意，尋求外界救助，通過手機(jī)應(yīng)用程序，用戶實(shí)時(shí)查看車內(nèi)環(huán)境和兒童生理數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握情況。
10、優(yōu)選的，所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊中實(shí)時(shí)傳遞狀態(tài)消息表達(dá)式為：
11、
12、其中：tx＝1表示行駛；tx＝-1表示熄火；tx＝0表示汽車的狀態(tài)為暫停；vthreshold為車輛速度閾值；sthreshold為震動(dòng)傳感器讀數(shù)的閾值。
13、優(yōu)選的，所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊中實(shí)時(shí)傳遞狀態(tài)信息表達(dá)式為：
14、傳遞狀態(tài)＝f(t)
15、其中：f(t)表示將狀態(tài)結(jié)果t傳遞到控制單元的函數(shù)。
16、優(yōu)選的，所述人體感應(yīng)檢測(cè)模塊中判斷是否有生命表達(dá)式為：
17、pdetected＝palive∧pchild
18、其中，pdetected表示最終檢測(cè)到“車內(nèi)有兒童”的結(jié)果：如果pdetected＝1，則表示車內(nèi)確實(shí)有兒童；如果pdetected＝0，則表示車內(nèi)沒有兒童；palive為微波傳感器檢測(cè)到的“生命”概率：0表示無生命，1表示有生命；pchild為圖像傳感器檢測(cè)到的“兒童”概率：0表示非兒童，1表示兒童；
19、所述人體感應(yīng)檢測(cè)模塊中判斷車內(nèi)是否存在兒童表達(dá)式為：
20、
21、其中：r為呼吸信號(hào)的強(qiáng)度；tt為檢測(cè)結(jié)果，其中：tt＝1為檢測(cè)到兒童；tt＝0為未檢測(cè)到兒童；rthreshold為判斷呼吸信號(hào)的閾值。
22、優(yōu)選的，所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊中為避免誤報(bào)，引入對(duì)物體和生命信號(hào)的區(qū)分：
23、
24、其中：o代表監(jiān)測(cè)到的其他物體信號(hào)強(qiáng)度；othreshold為判斷物體信號(hào)的閾值。
25、優(yōu)選的，所述生理檢測(cè)模中體溫異常判斷條件表達(dá)式為：
26、
27、其中：thigh＝38、tlow＝36、temp表示體溫變量。
28、優(yōu)選的，所述心率異常判斷條件表達(dá)式為：
29、
30、其中：rlow＝60、rhigh＝100、r為心率變量、s(r)為函數(shù)將心率的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行編碼。
31、優(yōu)選的，所述車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)模塊表達(dá)式為：
32、
33、其中：適宜性＝1表示車內(nèi)環(huán)境適宜兒童；適宜性＝0表示車內(nèi)環(huán)境不適宜兒童；變量t代表車內(nèi)溫度，chcho代表甲醛濃度，h代表濕度。
34、優(yōu)選的，所述應(yīng)急措施模塊中自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇表達(dá)式為：
35、
36、其中：tw為溫度,v熄火為車輛是否熄火：真/假，c兒童為是否有兒童滯留：真/假。
37、優(yōu)選的，所述應(yīng)急措施模塊中實(shí)時(shí)監(jiān)控表達(dá)式為：
38、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)＝{t,h,chcho,風(fēng)扇狀態(tài),報(bào)警信息，兒童生理數(shù)據(jù)}
39、其中h表示濕度。
40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，具備以下有益效果：
41、1、本專利技術(shù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車的運(yùn)行狀態(tài)，特別關(guān)注“熄火”狀態(tài)，為兒童監(jiān)測(cè)提供先決條件，采用高頻微波技術(shù)檢測(cè)車內(nèi)是否有生命體，通過監(jiān)測(cè)呼吸和心跳信號(hào)，精確識(shí)別生命活動(dòng)，避免了因玩具或其他物體導(dǎo)致的誤報(bào)亦采用圖像傳感器對(duì)生命體進(jìn)一步進(jìn)行人臉識(shí)別，甄別乘客年齡，確保了兒童滯留檢測(cè)的準(zhǔn)確性，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兒童的體溫和心率，確保兒童健康狀態(tài)，如果監(jiān)測(cè)到異常：體溫過高或過低，心率異常，系統(tǒng)會(huì)立即做出反應(yīng)，發(fā)出報(bào)警，持續(xù)監(jiān)測(cè)車內(nèi)環(huán)境參數(shù)：溫度、甲醛濃度和濕度，確保環(huán)境適宜，若監(jiān)測(cè)到任何不適宜的環(huán)境條件，會(huì)觸發(fā)報(bào)警，警示家長本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由車體狀態(tài)檢測(cè)模塊、人體感應(yīng)檢測(cè)模塊、兒童生理檢測(cè)模塊、車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)模塊和應(yīng)急措施模塊組成；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊表達(dá)式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊中實(shí)時(shí)傳遞狀態(tài)信息表達(dá)式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述人體感應(yīng)檢測(cè)模塊中判斷是否有兒童滯留表達(dá)式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述人體感應(yīng)檢測(cè)模塊中實(shí)時(shí)傳遞狀態(tài)信息表達(dá)式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述生理檢測(cè)模塊中體溫異常判斷條件表達(dá)式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述心率異常判斷條件表達(dá)式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述應(yīng)急措施模塊中自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇表達(dá)式為：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述應(yīng)急措施模塊中實(shí)時(shí)監(jiān)控表達(dá)式為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由車體狀態(tài)檢測(cè)模塊、人體感應(yīng)檢測(cè)模塊、兒童生理檢測(cè)模塊、車內(nèi)環(huán)境檢測(cè)模塊和應(yīng)急措施模塊組成；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊表達(dá)式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述車體狀態(tài)檢測(cè)模塊中實(shí)時(shí)傳遞狀態(tài)信息表達(dá)式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述人體感應(yīng)檢測(cè)模塊中判斷是否有兒童滯留表達(dá)式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于zigbee的車載兒童防滯留監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于：所述人體感應(yīng)檢測(cè)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陸成杰，周澄，袁疆昊，藺思宇，何佳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：泰州學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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