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概括

随着经济的快速发展，汽车已经大规模进入家庭。 在享受汽车带来的便利的同时，人们很容易忽视孩子乘坐汽车的安全问题。 据该组织统计，在汽车内儿童非交通事故伤害排名中，窒息死亡率远高于其他类型。 由于孩子身体幼小，安全意识淡薄，一旦长时间被困在车内，自救能力较差，很容易导致死亡等意外事故。

为了解决车辆停放后儿童留在车内的问题，降低留在车内的风险，保证车辆的安全，设计了一种基于STM32控制的车载儿童停留检测系统。 当车辆停车熄火时，系统利用热红外传感器判断下车人数是否正确，并进一步利用压力传感器判断车内是否有人滞留，并自动转向搭载CO2气体检测模块和温度检测模块，监测车内环境数据； 当检测到车内环境数据达到设定的临界阈值时，部分车窗会降下以吸引行人的注意力，并根据危机程度通过GSM模块向车内联系人发送求救信息。

建立多重判断机制，结合热红外、压力、CO2检测，利用GSM无线通讯向手机发送报警。 通过设置各个传感器的优先级触发，可以实现多角度、逻辑严密的车载儿童检测系统。 更好的保障儿童乘车安全。

**关键词：** 儿童被困车内； STM32； 传感器; 全球移动通信系统

随着经济的快速发展，汽车大规模进入。 虽然开车，但开车很容易。 ，比任何其他类型的儿童车都远。 由于身体小、体弱，一旦长时间呆在车内，就可能导致死亡等。

为了解决以后，stM32-孩子的风险。 当 和 停止时， 中的 是 ， 是 ， CO2 气体 和 为数据。 当数据在集合中时，将被部分地发送到该地址，并且GSM将发送到该地址。

的 、 和 CO2，使用 GSM 短消息发送至 。 由各方面来看，多角度和子是。 骑 。

关键词：车内； STM32； 这 ;

目录

简介1

1 设计方案3

1.1 设计要求3

1.2 方案比选3

2 硬件设计 5

2.1 系统总体设计5

2.2 主处理器5

2.3 人员检测模块6

2.4 温度采集模块7

2.5二氧化碳浓度采集模块7

2.6液晶显示模块8个

3 软件设计 10

3.1 系统设计 10

3.2 GSM设计10

3.3 数据采集程序设计 12

3.4 LCD显示程序设计 13

4 调试分析 15

4.1结果分析15

4.2 实物展示 15

5 结论 17

参考文献18

致谢 19

介绍

（一）研究背景及意义

据该组织统计，每年有超过300名儿童因被困在车内导致热窒息而死亡。 尤其是幼儿，由于体型较小，可能不易被车外的人注意到，无法主动发出求救信息，导致无法救援。 及时。 本文旨在通过设计一种可以检测困在车内的儿童的系统来解决这个问题。

中国新车评价计划（C-NCAP）正在研究在2025年版法规中增加儿童存在检测（CPD，Child）测试项目，为配备该装置的车辆提供奖励积分。 C-NCAP正在依托儿童保护工作组，与行业共同制定法规并探讨相关技术路线。 未来将从功能、性能、安全性、软件识别算法准确性等多个方面测试车辆儿童存在检测设备。 ……

（二）国内外发展研究现状

目前，判断儿童是否被困车内的检测方法分为直接传感和间接传感。 直接传感利用传感器测量生命体征，如运动、心跳等； 间接传感利用逻辑方法来推断所需的信息，例如红外线、压力等……

（三）主要研究内容

本设计的主要功能是对滞留车辆进行检测和预警。 通过红外传感器和压力传感器相结合，可以从不同角度检测车内人数是否异常，并实时采集车内温度、湿度、二氧化碳浓度信息； 当出现异常情况时，按照系统预设的程序发送短信并打开窗口。 等待急救措施。 设计难点在于红外传感器的精度。 单独使用时，精度误差较大。 虽然组合压力传感器可以有效降低整体误差，但红外传感器本身锁定时间较长，可能会造成一定的误判。

该设计的创新之处在于人员检测不依赖于单个传感器。 它采用热红外模块检查人数信息作为首次检测。 进一步利用车辆座椅压力模块判断是否有人滞留，并自动开启二氧化碳气体浓度检测模块，采集实时车辆数据。 内部空气信息。 逻辑上消除结果的偶然性，并通过GSM模块无线通讯提供预警提示。 同时，根据车内环境情况，提供打开车窗等防滞留措施。

设计方案 1.1 设计要求

本设计分析了儿童在车内停留的具体情况。 与成人的生理标准不同，儿童的摄氧量、温度敏感度、二氧化碳窒息阈值等对于成人来说都是敏感的，因此需要实时读取车内的环境数据。 信息。 同时，需要对温度采集模块和二氧化碳浓度采集模块的参数进行校准，并设置适合儿童的预设参数。 研究表明，它能适应的最高温度为31℃，二氧化碳浓度在31℃至31℃之间。

如果发现拘留，需要提前发出警告。 液晶显示屏提示周围行人拨打屏幕上的紧急联系方式。 采取降下车窗等紧急措施缓解车内恶劣环境状况，并通过GSM无线通信模块将滞留信息发送至绑定联系人，并根据严重程度进行选择。 发送间隔。

1.2 方案比选

根据设计要求，系统总体结构可分为主处理器、人员检测模块、报警模块、数据采集模块四部分。

主控制器采用系列芯片，拥有37个IO口，可以很好地满足本设计的需要。 与C51相比，它具有更多的时钟配置，并且无需多个进程排队等待同一中断，有效提高MCU效率...

2.1 硬件设计 系统总体设计

本设计作为主控单元，由GSM短信收发模块、二氧化碳浓度检测模块、温度采集模块、热红外模块、舵机组成。 系统设计框图如图所示。

系统一开机就运行CO2气体检测和温度检测，全程捕捉车内空气质量数据，并通过液晶显示屏显示一些关键信息； 通过红外传感器和压力传感器的优先触发，判断车内是否有人滞留； 利用GSM无线通讯模块起到报警的作用，并通过舵机控制车窗升降。

2.2 主处理器

拥有丰富的GPIO端口和时钟，多时钟配置可以合理分配系统资源并通过优先级调用中断，有效提高MCU运行效率。 该系统收集各个传感器的数据并将其传输回主控制终端。 主处理器对采集到的数据进行处理和分析，然后通过GSM无线通信模块将指定的编辑信息发送到手机终端。 该芯片基于ARM内核。 -M3同时具有独立的32位指令总线和32位数据总线。 数据访问不再占用指令总线，互不干扰。 它还可以提高MCU的运行速度。

2.3 人员检测模块

2.3.1 热释电红外传感器

HC-SR501型号红外传感器具有极低的工作电压和高灵敏度。 通过被动红外探头，检测人体发出的特定波长的红外线经费舍尔滤光片增强后，形成热释电效应，触发后续电路。

模块可设置为光敏控制模式，可根据光线强弱控制传感器进入待机模式； 当天气温度过高时，检测距离会稍微缩短，可以设置温度补偿来实现一定的修正。

该模块有3个引脚，其中VCC接外部电源的5V输入，GND接地，为输出端。

2.3.2 压力传感器

HX711模块是一款专为高精度电子秤设计的24位A/D转换芯片。 它具有两个选择性增益通道，可以在一定范围内放大捕获的电桥传感器输出信号。 串行通信采用两线数据线加时钟线，提供3个增益通道。 前24个脉冲是数据，第25到27个脉冲属于增益通道，可以选择性输出。

PD-SCK不能小于25，也不能大于27，否则会出现串口错误，无法正确读取值。 如果使用信号增益，则需要等待4个DOUT周期才能采集到有效数据。

HX711模块对压力传感器采集的数据进行AD转换后，与后端MCU的通信只需串行通信即可读取压力值。 渠道和增益。 时序图如下。

2.4 温度采集模块

DHT11传感器用于检测车内的温湿度信息。 它可以通过数据线输出数字信号，实时采集车内的温度数据。 该模块配备特殊的数字数据技术，具有极高的可靠性和稳定性。 DHT11可以通过数据线与MCU通信，资源开销较低，其时序通过数据总线延迟来调整。

传感器上电后，会在一段时间内不稳定，需要等待1秒。 它使用单端数据位，需要1KΩ的上拉电阻。

2.5 二氧化碳浓度采集模块

采用SGP30二氧化碳浓度传感器，该模块对二氧化碳具有良好的灵敏度，不易受温度和湿度的影响，稳定性好。 由于汽车处于封闭空间，很容易形成温室效应。 模块内部带有温度补偿，消除温度干扰。

电源电压3.3V或5V

能量消耗

40毫安

界面

IIC通讯接口

板载电源

1.8V低压差稳压器

2.6 液晶显示模块

本设计在系统开启后实时检测车内环境信息，并将采集到的温度、湿度等数据显示在液晶屏上。 由于只需要两行或者一行就可以显示所需的信息，所以采用了这种液晶屏。 1602字符LCD通常有14或16个引脚。 由于占用IO口资源过多，所以采用IIC转8位并口转接板作为扩展版本。 LCD不能通过8位控制。 而是采用4线通信方式，将8位分成高4位和低4位，分两次发送命令数据。

2.7 GSM通讯模块

选用GSM短信发送模块。 它结构紧凑，集成度高，可支持蓝牙串行通信。 它内置TCP/IP协议栈，可以将短信等信息存储到内置存储芯片中，断电时数据不会丢失。

通过串口发送标准AT指令，控制发送短信、读短信、打电话等功能。本设计只发送短信，只需要连接四根线：VCC电源、GND、TXD、RXD实现系统与手机之间的信息通信。

软件设计 3.1 系统设计

系统上电后，各模块开始初始化。 独立于其他模块，全程自动开启二氧化碳浓度和温度数据检测，实时监控车内环境信息。 如果出现异常，会直接触发报警。 通过热红外和压力传感器模块来判断是否有人被困。 当检测到滞后时，通过 GSM 模块向绑定的联系人发送短信。 当检测到车内环境因素达到设定阈值时，触发程序预设的应急措施，并向车主持续发送短信。

3.2 GSM设计

GSM模块有自己的标准AT命令集。 它通过模块上的TXD和RXD引脚与PC或MCU建立连接，并发送AT命令进行配置以获得所需的功能。 GSM有多种通信方式，可以实现不同模式的通信。 由于本设计只需要起到报警功能，因此只需通过GSM发送短信即可实现...

3.3 数据采集程序设计

二氧化碳浓度检测作为判断车内人员是否滞留的最终手段，一旦监测浓度超标，即意味着车内环境状况极端恶劣，甚至会形成温室效应，造成不可逆损失。因此二氧化碳气体检测在车辆熄火后需保持全程开启，实时检测车内环境，并单独触发预警................
在热释红外传感器检测到无人员滞留后，初始化压力检测模块，进一步判断是否有人员滞留，防止误判........................
HX711模块，一端通过AD转换压力传感器采集到的16进制数据进行一定的代数运算得出所需的数值，另一端与MCU进行数据通信。采用DAT和CLK两条线作为数据线和时钟线，以串行方式发送脉冲信号..............
DHT11温湿度采集模块配置时序极其重要,数据包包含8位湿度整数+8位湿度小数+8为温度整数+8位温度小数+8位校验，且高位在前低位在后。当检验和等于温湿度各8位相加时，数据有效.......................

3.4 LCD显示程序设计

写操作分为写指令和写数据。 指令为设置LCD显示模式、数据传输模式等； 数据是显示屏上显示的信息...

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