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[项目提交] 《2023 DigiKey 汽车应用创意挑战赛》车内环境监测报警系统

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    发表于 2024-1-19 22:55:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    本帖最后由 eefocus_3784361 于 2024-1-24 08:57 编辑

    车内环境监测报警系统
    作者:秦志超
    一.项目描述
       该项目旨在解决因个人习惯差异可能导致的不利于驾驶或危险情况,如车内二氧化碳含量过高、孩子被锁在车内等。通过实时监测车内环境参数并预警,本系统可以提高驾驶安全,减少意外发生。

    二.项目背景
       现代社会对驾驶安全越来越重视,但因个人习惯不同,很可能会遇到不利于驾驶的情况。二氧化碳是人体呼出的主要气体之一,长期高浓度吸入可能导致头晕、乏力、嗜睡甚至窒息等危害。孩子被锁在车内的事件时有发生,若不及时发现和处理,可能导致严重后果甚至危及生命。

    三.需求分析
       监测功能:本系统可实时监测车内二氧化碳浓度、温度、湿度等环境参数;
       预警提示功能:当监测到车内二氧化碳含量过高或其他不利于驾驶的情况时,系统会立即发出预警提示音,并显示相应的警示信息;
       自动感应:可以初步感应车辆状态,以及车内是否有人员等等。

       根据上述需要实现的功能,我们对整体的实现方法进行一下分析:首先是监测功能,检测的环境参数有二氧化碳浓度、温度、湿度等环境参数,实际这些参数的采集实际就是对应传感器参数的采集;预警提示功能可以分为声光零部分进行;自动感应的实现中车辆状态可以根据供电状态来进行初步确认,人员可以使用人体感应传感器进行提示,初步的功能框图如下:
    1.png

    四.功能设计
       供电部分采用车载12V供电以及锂电池供电,正常行驶过程中主要供电使用车载12V供电,熄火状态下可以通过锂电池供电,同时通过车载12V供电情况去判断车辆状态为行驶中或者停泊中;
       检测系统可以手动打开或者关闭,通过按键去实现;
       环境数据采集中CO2的采集通过英飞凌XENSIV™PASCO2传感器去实现测量,而温湿度采集通过AHT20实现。
       简单介绍一下这两个传感器。

    2.png

       英飞凌XENSIV™PASCO2传感器是英飞凌利用其在传感器和MEMS方面的最先进能力开发了一种创新性的二氧化碳(CO2)传感器。通过利用光声光谱(PAS)技术,XENSIV™PAS CO2克服了现有CO2传感器解决方案在尺寸、性能和组装方面的挑战。该传感器采用了非常小型化的模块(14 x 13.8 x 7.5 mm3),比NDIR同类传感器小4倍,轻3倍。这使得XENSIV™PAS CO2成为世界上最小的真正的二氧化碳传感器,实现了这一精度水平。
    3.png

       AHT20 温湿度传感器嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD 封装,传感器输出经过标定的数字信号, 标准I2 C 格式。AHT20 配有ASIC 专用芯片、MEMS 半导体电容式湿度传感元件和片上温度传感元件,使其性能大大提升,每一个传感器都经过校准和测试.
    声光控制主要是为了实现对环境状态的展示以及报警信息的实现,其中声音报警通过蜂鸣器实现,光展示包括一块显示屏和若干指示灯;
    无线通信模式暂定通过NB模块实现,功耗较低。


    五.软件流程

    4.png

       软件的主要功能实现包括各种传感器的采集,以及状态的判断,在运行过程中可以实时运行并进行车内CO2监控,提醒司机安全驾驶;停车状态下可以检测车内是否有人(例如儿童),此时有人则进行继续监测,无人则在运行一段时间后自动关机。

    六.实物图

    1.jpg 3.jpg 展示视频.png

    七.附件

    项目提交附件.zip (1.91 MB, 下载次数: 4)
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