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1、儿童车内滞留监测防护系统设计基金项目：河南理工大学2020年创新训练计划项目(G202010460045)作者简介：杨寒冰(2001-)，女，汉族，河南南阳人，河南理工大学本科在读，交通工 程专业；摘要：儿童滞留车内的安全事故由于我国汽车的普及，驾驶员的疏忽正在逐 渐增加。车辆驻停后，儿童长时间滞留在车内，随着车内温度的逐渐升高、一氧 化碳与二氧化碳的逐渐积累，极易发生事故。因此，设计一款车内滞留监测防护 系统十分必要。儿童车内滞留监测防护系统主要有两个功能，首先是对车内人员 的监测，其次是当检测到车内存在滞留儿童时，通过车钥匙来对驾驶员进行预警 , 在预警的同时，实时地检测车内气体环境与温度
2、，当温度与气体环境值达到了预 设条件标准，自动落窗换气，改善车内环境，以避免悲剧的发生。关键字：儿童；车内滞留；自动落窗0 引言近几年来，儿童在车内出现中暑窒息的人身意外伤亡事件频见报端。目前， 汽车人身安全防护装置都是采用安全气囊，安全带等防护装置以及采用防追尾报 警器等报警装置，而这些报警防护装置都是针对于行驶过程中的车辆为防止发生 人身安全事故而进行的安全防护措施，但对于车辆驻停后驻留车内的儿童没有防 护措施，这就成为了乘车儿童人身安全的隐患。当车辆驻停后，儿童一旦长时间 的被滞留在车内，随着车内温度的升高和有害气体的增加，极易发生儿童人身安 全事故。但儿童不具备一定的自救能力，无法进行
3、自救措施。1研究表明，当气温达到 35C 时，阳光照射 15 分钟，封闭车厢里温度就能升至65C，在这样的环境里待上半小时就能致命；在阳光直射下，密闭车厢内 的温度可在一小时内上升约20C，因此即便车内最初温度是26C，1小时后也 会超过40C。在这样的高温下，儿童体温上升、体内水分散失的速度远比成年 人快，他们的呼吸系统和耐热能力又不如成年人，因此很可能发生“热射病”， 即因体内热量过度积蓄而引发神经器官受损，直至死亡。2因 此，发明一种防止 车内滞留儿童窒息伤亡的报警及救助装置势在必行。1 设计原理该装置在系统方面有两个系统组成，分别是：儿童滞留警报系统，自动落窗 系统。儿童滞留警报系统是
4、通过人体热释电红外线检测器获得车内存在滞留儿童 的信息后向车主发出的警报系统，通过车钥匙实现；自动落窗系统是当气体检测 器检测到车内环境达到落窗标准时，车窗自动降落以保护儿童生命安全。图 1 装置流程图2 装置组成2.1 儿童滞留警报系统该系统由人体热释电红外线传感器、温度传感器，以及有害气体检测器组成。人体热释电红外线传感器用于检测车内是否存在生命体；温度传感器可以实 时的检测车内的温度；气体检测器可以实时的检测车内环境是否对车内的生命体 存在威胁。这三个检测器可以大致地分析车内的情况，从而判断是否需要进行预 警、换气。落窗标准如下：二氧化碳以及一氧化碳的浓度达到4%，氧气的含量低 于20%
5、，温度达到38C。人体热释电红外线传感器检测到车内存在生命体的情况下，汽车将会进行预 警，预警是通过汽车钥匙实现的。当传感器检测到车内存在滞留人员时，车钥匙 会发出“滴滴滴”的响声，来提醒车主车内有滞留儿童可能会发生危险，提醒车 主需要及时的前往汽车停放点，保护车内滞留儿童。当车内的有害气体浓度以及 温度达到了一定的指标以后，自动开启驻车降温换气功能。车辆熄火并且车门上锁后判断车内是否有滞留儿童，当传感器检测到车辆熄 火并且车门上锁后就会自行启动，并且发送求救信号，为此类事故提供了预警， 也提高了滞留儿童的被救率，大大降低了儿童车内滞留的危险系数。2.2自动落窗系统自动落窗系统是由汽车后车窗，
6、单片机，电动机组成。主要是由原车部件组 成，汽车后窗在本装置中是实现开窗换气的结构。本装置令汽车后方的两个车窗 同时打开，以实现空气的对流。在单片机的作用下，电动机开始工作，使原汽车 落窗装置启动，齿轮开始转动，齿轮转动带动带齿的玻璃主拉杆工作，齿轮的 一轴由电机驱动,带动另一个转轴,其上的带齿的玻璃主拉杆与玻璃拉杆连接 ,实 现落窗的目的，改善了车内的空气和温度，降低了儿童在车内发生滞留死亡的概 率。当各个检测器达到了危险指标后，系统会向车主提供警报，且自动落窗。首 先，当车内温度和空气条件达到指标时，单片机控制电动机开始工作，为了防止 外界人员对车内的儿童或财务造成威胁，后车窗仅需要落下一
7、部分比如一个手的 宽度，并不需要全部落下，以保证车内财产安全。当汽车重新被启动时，后车窗 便会自动或手动上升，恢复原样。在报警功能启动以后车主未及时赶到的情况下，自动打开车窗通风换气，改 善车内环境，提高了车内滞留儿童的存活率。3 创新特色（1）在汽车已经上锁并熄火的情况下，利用人体热释红外传感器自动进行 生命检测，向车主发出预警。（2）运用智能化系统，通过汽车车钥匙向车主发送报警信号，提醒车主车 内存在滞留儿童，提高了儿童的被救概率。（3）当车内的环境达到落窗标准时，单片机控制原汽车落窗装置自动进行 落窗以确保车内儿童的生命安全，汽车后窗自动降落一部分，使其既不威胁车内 儿童生命安全，又可以
8、起到改善车内空气环境的作用。4 市场前景儿童车内滞留监测防护系统由于其作用的广泛性, 不仅可以运用在家用轿车 上, 还可以运用在校车和客车上, 这在一定程度上减少了校车安全事故和儿童滞 留车内事故的发生, 同时加大了乘车的舒适性。而且随着国家二胎政策的实行， 儿童车内滞留问题变得更加严峻，这样的一款儿童防滞留装置的市场前景就显得 尤为可观。参考文献1吴东盛,陈洁球,翁建红,冯南山,陈芷衡.一种儿童滞留安全警报装置的研 发J.农业装备与车辆工程,2017,55（12）:62-65.2朱航,马志雄，董丽萍,武修英.儿童乘员车内滞留热伤害研究J.佳木斯 大学学报（自然科学版）,2014,32（02）:246-248.
