马明明：儿童反锁汽车内报警器的设计
绪 论
20世纪90年代以来，电子信息技术的飞速发展使得电子信息技术、数据通讯技术、传感器技术、控制技术、计算机处理技术和汽车网络技术等有效的应用于汽车报警技术，促进了汽车自动检测的技术和报警技术的高度智能化、功能多样化。现在有许多国家的汽车制造商研制出了比较先进和实用性很强的汽车报警器，例如美国的钥匙报警技术，德国的变密码报警技术，澳大利亚的电子追踪技术，中国方位遥控报警技术等等，这些都是当今世界上比较流行的汽车报警技术。
红外线作为一种不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品，还有红外监控无线报警器、超声波防盗报警器、红外线防盗报警器、高灵敏红外报警器、触摸式延时防盗报警器、 触摸式防盗报警器、红外报警器、 红外线声光报警器等。被动式红外报警器1975年国外已有商品投入市场,我国已经早在七十年代中期开始研制。仅上海及江浙地区目前就有30多家厂商从事红外报警器的开发与生产。如上海德福光电技术公司除了生产经营主动式红外报警器之外,还批量生产IA型被动式红外报警器,年产量达8000套。上海环球红外技术开发公司开发了方位视场大、结构小巧的遥感开关式IRSS一180型被动式红外报警器,公安部第三究研所较早就研制成功了主动式红外报警器和被动式红外报警器,1989年又推出了采用多光束菲涅尔透镜与平面反射镜系统的被动式红外报警器的新产品。该产品消除了探测死角,经公安部检测中心测试,所检项目全部符合国家标准,现已投入批量生产。上海十家从事红外报警器的开发与生产的厂商,其年销售量约占全国的40%,已经成为我国红外报警器的重要生产基地,而且功能和性能己接近国际上普及类商品水平，在用户中享有良好的信誉。
目前，市场上的儿童反锁汽车内报警器是国内较为先进的报警系统，报警器可以检测当汽车门锁住后，如果汽车内有儿童，便会报警，利用报警器给驾驶员发送报警信号。儿童反锁汽车内报警器属于传感器报警器。
为了减少儿童反锁汽车内事故的发生，给孩子一个健康的环境，研制出一种简单可靠，能够检测到儿童在汽车内并且具有报警功能的装置，具有重要意义。
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安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）
第1章 设计内容
1.1 课题背景
随着电子信息技术和计算机网络技术的发展、人们生活水平的提高和安防意识的增强，迫切需要价格低廉、运行可靠及智能化的自动报警系统应用到报警系统中。报警系统通过各种传感器实时采集现场的环境信息，通过无线的方式将信息传输给控制中心。目前世界智能化系统均向网络化布线及总线制控制相结合的方向发展，无线通讯技术也成为了当今的热点技术。报警系统也不可避免地跟进世界技术发展的潮流，在报警系统向远距离无线方向发展的过程中，报警系统是建筑智能化系统的一个子系统。 1.2 设计任务
1. 自选一种单片机作为控制芯片。
2. 比较选择一种可用传感器检测儿童在车内。
3. 比较选择一种无线通信方式用于接收发送的报警信号。 4. 报警器可挂在汽车钥匙上作为接收装置。
5. 如果儿童被遗忘在汽车里面，在车门锁上后，通过无线的方式报警。 1.3 题目评析
本课题设计的主要任务是单片机、红外探测器、无线通信模块的选取以及关于电路的设计。其中运用单片机作为主要控制芯片、以及信号的输入和信号与电信号的转换无线通信接收模块较为困难。本课题设计的主要意义在于当车门锁死后可以检测车内是否有儿童，当检测到后会给驾驶员发送报警信号，避免儿童被长时间遗留在车内发生的事故。
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马明明：儿童反锁汽车内报警器的设计
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第2章 系统总体方案
2.1 方案选择
儿童被独自留在车内，原因有很多种可能，主要有一下三个方面： （1）驾驶员粗心大意，下车时没有发现或者忘记熟睡中的儿童（包括婴儿）。该系统在驾驶员下车锁门后自动启动报警装置，给驾驶员发送报警信号，提醒驾驶员车内有人，避免事故的发生。
（2）驾驶员存在侥幸的心理，认为自己下车办事很快就回来，将儿童单独所在车内，但是在这个过程中随时都有可能发生危险，更有盗贼专门悬在这种时候偷车，所以儿童的处境就会变得十分危险。这时候就要求系统在设计的时候设定报警解除条件：车门被锁时不允许车内有人，驾驶员必须将儿童带出车外才能解除报警。
（3）驾驶员在车外，车门自动落锁，而车门钥匙遗留在车内。如果驾驶员不及时采取措施，车内的儿童很可能因为车内空气憋闷而窒息。此种情况要求驾驶员发出指令，使车门自动打开。
根据本课题设计的任务以及内容，我选取了第一种情况作为设计的方案。
该系统主要由传感器模块控制电路模块以及功能执行模块三部分组成。其中主要涉及车门锁传感器和被动式红外探测器；控制电路主要由信息输入、处理以及输出三部分组成；功能执行部分是给驾驶员发送报警信号。
2.2方案论证
（1）车锁状态识别
汽车车门锁属于汽车的基本配置，当汽车行驶在途中时，为了车上人员的安全，有时候驾驶员也会给车门上锁，这一情况是和驾驶员下车后用钥匙锁住车门不同的。本设计考虑当驾驶员下车后用钥匙锁住车门的情况。锁门基本上是当驾驶员下车后自己锁门的情况。安装在车门锁附近的车门锁传感器，检测到车门被锁时，发送信息给控制电路模块，控制电路进行下一步的工作。
（2）车内儿童识别
人体体表温度岁年龄、环境等因素的不同而发生变化：婴幼儿（0-14岁）温度比成年人略高，正常体温约为37摄氏度左右；在驾驶员下车后，即车门锁传感器检测到车门被锁之后额一段时间内，车内温度应为人体舒适温度，一般为18-25摄氏度。二者温度有些差异，因此，车内环境和车内的人体会形成不同的温度场。
根据这一原理，安装在车内的被动式红外探测器根据其热成像技术采集到车内环境（包括物体和人体）的红外辐射，并转换成数字信号传递给车内的控制电路；经过分析，判断出车内是否有人体（儿童）存在。被动式红外探测器由车门锁信号触发启动。当车门锁传感器检测到车门被锁时，产生信号，输入到汽车的控制电路，控制电路发出指令，启动红外探测器。
（3）报警器
红外报警器分主动式和被动式两种。主动式红外线报警器，是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红线并且红外线又不断反弹回来的，那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会报警。这时候需要考虑的情况就是当儿童熟睡在车内的时候，儿童并不会运动，根据主动式红外报警器的原理，就不会有信号的产生，所以主动式红外报警器不适合此设计。此设计根据被动式红外报警器的原理：依靠被探测物体本身发射出的红外线而工作，所以选用了被动式红外探测器。当控制电路通过一系列的分析，同时检测到车门被锁以及车门有人信息时，控制电路判定符合儿童被锁车内报警系统的工作条件；则发出控制信号，启动报警器部分。车联网技术的发展，使得驾驶员对汽车性能的监控更加智能化。驾驶员接收到报警信号后，返回汽车将车内的儿童带出，避免危险发生。
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马明明：儿童反锁汽车内报警器的设计
第3章 系统硬件设计
3.1 系统的总体方案设计
本设计总体上需要解决的主要任务是要检测车门锁的状态、车内是否有儿童、把人体的红外线能量转换成电信号、用处理过的电信号触发报警信号。该系统的总体设计框图如图3-1所示。
图3-1 系统总体设计框图
3.2 硬件模块的设计
3.2.1 被动式红外报警器的设计
红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件，是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。被动式红外报警器具有价格便宜、设计合理、性能稳定、元器件简单、抗干扰能力强、准确报警等优点。该报警器适用于室内外各种场合的防盗、防火,可以昼夜监测,可以长期连续工作。它可以完成武器库、弹药库、储备库、金库、机要档案室、商店、展览馆、博物馆、工厂车间等场合的保安工作。对于大型仓库及分散场所,可同时采用多台报警器联合监测方法确保完成保安工作。
被动式红外报警器的特点是:
1.由于它依赖人体自身发出的自然辐射,因此具有良好的隐蔽性,不会被入侵者探知；
2.采用优质双光敏热释电探测器,具有消除环境温度变化的效应,从而防止误报； 3.探测器上加有滤光片,响应峰值波长为人体辐射波长,对非人体辐射具有较好的抗干扰能力；
4.该仪器无发射源,功耗低,交、直流两用,可长距离传输报警信息；
5.仪器电路有完好的射频滤波及其它滤波等屏蔽措施,因此抗无线电干扰及杂波干
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