一种车内环境监测自动化应急安全保护系统转让专利
申请号 : CN202010452474.5
文献号 : CN111559334B
文献日 : 2021-12-03
发明人 : 彭娜
申请人 : 乐清市辰卓电气有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种车内环境监测自动化应急安全保护系统,其特征在于:该系统包括数据采集模块、中央控制模块、数据分析模块和执行机构;
所述数据采集模块用于对车辆内外环境数据以及相关位置信息进行采集,所述中央控制模块用于对整个系统进行自动化控制,根据采集数据对车内环境以及是否启用自动化应急安全保护系统进行控制,所述数据分析模块用于对数据采集模块采集的各项数据进行处理和分析,所述执行机构用于执行中央控制模块的操作指令;
所述数据采集模块的输出端电性连接中央控制模块的输入端,所述中央控制模块与数据分析模块电性连接,所述中央控制模块的输出端电性连接执行机构的输入端;
所述数据采集模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一GPS定位单元、第二GPS定位单元和压力传感器;
所述第一温度传感器安装在车辆外部,用于对车外的温度数据进行采集,所述第二温度传感器安装在车辆内部,用于对车内的温度数据进行采集,所述第二温度传感器采集的温度数据为T℃,所述第一GPS定位单元安装在车内,用于对车辆的位置进行定位处理,所述第二GPS定位单元安装在车钥匙内部,用于对车主的位置进行定位,所述压力传感器安装在车辆座椅下方,用于对车内是否有儿童滞留进行检测;
所述第一温度传感器、第二温度传感器和压力传感器的输出端均电性连接中央控制模块的输入端,所述第一GPS定位单元和第二GPS定位单元的输出端电性连接数据分析模块的输入端;
所述中央控制模块包括时间记录单元、PLC控制器和数据库;
所述时间记录单元用于实时对时间进行记录,所述时间记录单元记录的时间点数据为t,所述PLC控制器用于对整个安全保护系统进行智能化控制,还用于根据数据分析模块的数据结果向执行机构发送操作指令,所述数据库用于对数据采集模块所采集的各项数据进行存储和记录;
所述第一温度传感器、第二温度传感器和压力传感器的输出端电性连接PLC控制器的输入端,所述时间记录单元的输出端电性连接PLC控制器的输入端,所述PLC控制器的输出端电性连接数据库的输入端;
所述数据分析模块包括数据调取单元、数据处理单元和模型建立单元;
所述数据调取单元用于从数据库中调取数据采集模块所采集的各项数据,所述数据处理单元用于对数据调取单元所调取各项数据进行计算和处理,所述模型建立单元用于建立车辆与车主之间相对位置的二维坐标系;
所述数据库的输出端电性连接数据调取单元的输入端,所述数据调取单元的输出端电性连接数据处理单元的输入端,所述第一GPS定位单元和第二GPS定位单元的输出端电性连接数据处理单元的输入端,所述数据处理单元的输出端电性连接PLC控制器的输入端;
所述执行机构包括第一执行单元和第二执行单元;
所述第一执行单元为控制车窗打开的驱动马达,用于在车内环境异常的情况下控制车窗打开一定的距离,所述第二执行单元用于控制车内空调打开,进一步改善车内环境;
所述PLC控制器的输出端电性连接第一执行机构和第二执行机构的输入端;
所述第一GPS定位单元和第二GPS定位单元将采集到的定位数据发送至模型建立单元,所述模型建立单元建立车辆与车主相对位置的二维模型,所述第一GPS定位单元在二维模型的位置数据为(0,0),所述第二GPS定位单元在二维模型的位置数据为(X,Y);
根据下列公式计算车主距离车辆的距离:;
所述时间记录单元每隔一段时间更新第二GPS定位单元的位置信息,所述第二GPS定位单元组成位置信息的集合F集={(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),...,(Xu,Yu)},其中,(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),...,(Xu,Yu)分别表示不同时间第二GPS定位单元所得到的车主位置坐标信息,根据下列公式表示第i个点与原点(0,0)之间形成的向量:;
其中,表示第i个点与原点之间形成的向量;
根据下列公式计算相邻两个时间所采集到的车主的位置坐标所形成的向量:;
其中, 表示车主由i点至i+1点的向量;
当 时,表示向量 的方向为指向原点(0,0),表示车主在向车辆方向行走,所述PLC控制器向第一执行单元下发指令,所述第一执行单元控制车窗的打开距离增大;
当车主行走的方向非车辆所在位置方向时,所述PLC控制器不向第一执行单元下发操作指令,判断车内温度是否小于设定阈值;
当T<A6时,保持车窗打开的距离;
当T≥A6时,所述PLC控制器向第二执行单元下发指令,所述第二执行单元控制车内空调打开;
所述第一温度传感器检测车外温度为M℃;
当M>A1,车辆未上锁或者M≤A1时,安全保护系统不启动;
当M>A1,且车辆上锁时,所述压力传感器采集座椅压力数据集合为P集={P1,P2,P3,...,Pn};
根据公式对压力变化值进行求和:;
当P和≥A2时,表示车内有人员活动,安全保护系统启动;
当P和<A2时,表示车内无人活动,安全保护系统不启动;
所述安全保护系统启动后,所述数据采集模块将采集的数据输送至PLC控制器,所述PLC控制器将采集的数据存储在数据库中,所述数据调取单元从数据库中调取相关数据供给数据处理单元,所述数据处理单元对数据采集模块所采集的各项数据进行处理和计算,所述第二温度传感器所采集的车内温度数据为T℃,所述第二温度传感器每隔一段时间对车内温度数据进行采集,组成车内温度数据的集合T前集={T1,T2,T3,...,Tm},其中,T1,T2,T3,...,Tm表示每隔一段时间第二温度传感器所采集的车内温度数据,对应的时间点集合为t前集={t1,t2,t3,...,tm},其中,t1,t2,t3,...,tm表示第二温度传感器对车内环境进行采集的各个时间点,根据下列公式对车内温度变化量进行计算:;
其中, 表示tk时间点至tk+1时间点车内温度的变化量, 表示tk+1时间点所采集的车内温度数据,表示tk时间点所采集的车内温度数据;
根据下列公式对车内温度的变化速率进行计算:;
其中, 表示tk至tk+1时间段车内温度变化速率,所述数据处理单元将处理数据传输至PLC控制器;
当 >A3时,所述PLC控制器向第一执行单元下发操作指令,所述第一执行单元控制车窗打开H厘米;
当 ≤A3,且T>A4时,所述PLC控制器向第一执行单元下发操作指令,所述第一执行单元控制车窗打开H厘米;
当 ≤A3或者T≤A4时,所述PLC控制器不向第一执行单元下发操作指令;
所述数据处理单元继续对数据采集模块所采集的数据进行处理,所述数据调取单元从数据库中调取车窗打开后H厘米后的温度变化数据,组成温度变化的集合T后集={T1,T2,T3,...,Ts},其中,T1,T2,T3,...,Ts表示车窗打开后每隔一段时间第二温度传感器所采集的车内温度数据,所述时间记录单元记录时间,组成时间的集合t后集={t1,t2,t3,...,ts},其中,t1,t2,t3,...,ts分别表示第二温度传感器对车内温度数据进行采集时的时间点;
根据下列公式对车内温度变化量进行计算:;
其中, 表示tq时间点至tq+1时间点车内温度的变化量, 表示tq+1时间点所采集的车内温度数据,表示tq时间点所采集的车内温度数据;
根据下列公式对车内温度的变化速率进行计算:;
其中, 表示tq至tq+1时间段车内温度变化速率,所述数据处理单元将处理数据传输至PLC控制器;
当 <A5时,所述PLC控制器向第二执行单元下发操作指令,所述第二执行单元控制车辆空调打开;
当 ≥A5,且T>A6时,所述PLC控制器向第二执行单元下发操作指令,所述第二执行单元控制车辆空调打开;
当 ≥A5或者T<A6时,所述PLC控制器不向第二执行单元下发操作指令;
所述车窗打开的大小随着L的减小而逐渐增大。
说明书 :
一种车内环境监测自动化应急安全保护系统
技术领域
背景技术
出行时,往往由于去办事,将儿童滞留在车内,在夏天高温的情况下,会对滞留在车内的儿
童造成致命的危险,所以,人们利用车内环境监测自动化应急保护系统来解决上述问题,但
是,现有的车内环境监测自动化应急安全保护系统在使用时存在以下问题:
车内儿童的焦躁和不安;
车辆蓄电池的正常使用;
发明内容
对整个系统进行自动化控制,根据采集数据对车内环境以及是否启用自动化应急安全保护
系统进行控制,所述数据分析模块用于对数据采集模块采集的各项数据进行处理和分析,
使得可以更加精准的判断车内环境,所述执行机构用于执行中央控制模块的操作指令,实
现应急安全保护;
启动安全保护系统,影响车辆的停放安全性,所述第二温度传感器安装在车辆内部,用于对
车内的温度数据进行采集,所述第二温度传感器采集的温度数据为T℃,作为判断车内温度
变化趋势的依据,使得可以通过计算提前得知车内温度即将到达的温度,提前预判启动安
全保护系统,所述第一GPS定位单元安装在车内,用于对车辆的位置进行定位处理,所述第
二GPS定位单元安装在车钥匙内部,用于对车主的位置进行定位,通过第一GPS定位单元和
第二GPS定位单元,可以得知车主与车辆之间的具体,同时,可以对车主相对车辆的运动方
向进行判断,可以作为执行机构执行相关操作的依据,所述压力传感器安装在车辆座椅下
方,用于对车内是否有儿童滞留进行检测,使得可以准确的对车辆内是否有儿童滞留,以及
儿童的状态进行判断;
块的输入端。
块的数据结果向执行机构发送操作指令,所述数据库用于对数据采集模块所采集的各项数
据进行存储和记录;
输出端电性连接数据库的输入端。
行准确的计算和分析,判断当前车内环境形势,所述PLC控制器以此来确定该向执行机构发
送操作指令的具体内容,所述模型建立单元用于建立车辆与车主之间相对位置的二维坐标
系,用于对车主与车辆之间的相对位置进行分析和预判,以此来确认下达相关的操作指令;
性连接数据处理单元的输入端,所述数据处理单元的输出端电性连接PLC控制器的输入端。
于控制车内空调打开,进一步改善车内环境,因为直接打开空调会对导致车辆蓄电池受损,
所以,在打开车窗之后,车内环境仍然没有明显改善的情况下,为了保证车内滞留儿童的安
全,第二执行机构打开空调,对车内环境进行进一步的改善;
据库中调取相关数据供给数据处理单元,所述数据处理单元对数据采集模块所采集的各项
数据进行处理和计算,所述第二温度传感器所采集的车内温度数据为T℃,所述第二温度传
感器每隔一段时间对车内温度数据进行采集,组成车内温度数据的集合T前集={T1,T2,
T3,...,Tm},其中,T1,T2,T3,...,Tm表示每隔一段时间第二温度传感器所采集的车内温度数
据,对应的时间点集合为t前集={t1,t2,t3,...,tm},其中,t1,t2,t3,...,tm表示第二温度传感
器对车内环境进行采集的各个时间点,根据下列公式对车内温度变化量进行计算:
的集合T后集={T1,T2,T3,...,Ts},其中,T1,T2,T3,...,Ts表示车窗打开后每隔一段时间第二
温度传感器所采集的车内温度数据,所述时间记录单元记录时间,组成时间的集合t后集=
{t1,t2,t3,...,ts},其中,t1,t2,t3,...,ts分别表示第二温度传感器对车内温度数据进行采
集时的时间点;
一GPS定位单元在二维模型的位置数据为(0,0),所述第二GPS定位单元在二维模型的位置
数据为(X,Y);
Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),...,(Xu,Yu)分别表示不同时间第二GPS定位单元所得到的车主位置
坐标信息,根据下列公式表示第i个点与原点(0,0)之间形成的向量:
大;
后依然对车内温度进行实时监测,并根据算法计算车内温度下降速率,当车内温度下降的
速率较低时再启动车内空调进行降温,一方面,可以及时的预测车内温度升高情况,另一方
面,避免了直接打开车辆空调对车辆蓄电池造成较大的伤害。
距离大小,一方面,当车主向车辆方向走来时,表明车主即将上车,此时车窗的距离打开较
大,不会造成影响,还可以加快车内温度降低的速率。
附图说明
具体实施方式
本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本发明保护的范围。
统进行自动化控制,根据采集数据对车内环境以及是否启用自动化应急安全保护系统进行
控制,数据分析模块用于对数据采集模块采集的各项数据进行处理和分析,使得可以更加
精准的判断车内环境,执行机构用于执行中央控制模块的操作指令,实现应急安全保护;
安全保护系统,影响车辆的停放安全性,第二温度传感器安装在车辆内部,用于对车内的温
度数据进行采集,第二温度传感器采集的温度数据为T℃,作为判断车内温度变化趋势的依
据,使得可以通过计算提前得知车内温度即将到达的温度,提前预判启动安全保护系统,第
一GPS定位单元安装在车内,用于对车辆的位置进行定位处理,第二GPS定位单元安装在车
钥匙内部,用于对车主的位置进行定位,通过第一GPS定位单元和第二GPS定位单元,可以得
知车主与车辆之间的具体,同时,可以对车主相对车辆的运动方向进行判断,可以作为执行
机构执行相关操作的依据,压力传感器安装在车辆座椅下方,用于对车内是否有儿童滞留
进行检测,使得可以准确的对车辆内是否有儿童滞留,以及儿童的状态进行判断;
端。
果向执行机构发送操作指令,数据库用于对数据采集模块所采集的各项数据进行存储和记
录;
接数据库的输入端。
计算和分析,判断当前车内环境形势,PLC控制器以此来确定该向执行机构发送操作指令的
具体内容,模型建立单元用于建立车辆与车主之间相对位置的二维坐标系,用于对车主与
车辆之间的相对位置进行分析和预判,以此来确认下达相关的操作指令;
理单元的输入端,数据处理单元的输出端电性连接PLC控制器的输入端。
内空调打开,进一步改善车内环境,因为直接打开空调会对导致车辆蓄电池受损,所以,在
打开车窗之后,车内环境仍然没有明显改善的情况下,为了保证车内滞留儿童的安全,第二
执行机构打开空调,对车内环境进行进一步的改善;
供给数据处理单元,数据处理单元对数据采集模块所采集的各项数据进行处理和计算,第
二温度传感器所采集的车内温度数据为T℃,第二温度传感器每隔一段时间对车内温度数
据进行采集,组成车内温度数据的集合T前集={T1,T2,T3,...,Tm},其中,T1,T2,T3,...,Tm表示
每隔一段时间第二温度传感器所采集的车内温度数据,对应的时间点集合为t前集={t1,t2,
t3,...,tm},其中,t1,t2,t3,...,tm表示第二温度传感器对车内环境进行采集的各个时间
点,根据下列公式对车内温度变化量进行计算:
T后集={T1,T2,T3,...,Ts},其中,T1,T2,T3,...,Ts表示车窗打开后每隔一段时间第二温度传
感器所采集的车内温度数据,时间记录单元记录时间,组成时间的集合t后集={t1,t2,
t3,...,ts},其中,t1,t2,t3,...,ts分别表示第二温度传感器对车内温度数据进行采集时的
时间点;
在二维模型的位置数据为(0,0),第二GPS定位单元在二维模型的位置数据为(X,Y);
(X3,Y3),...,(Xu,Yu)分别表示不同时间第二GPS定位单元所得到的车主位置坐标信息,根
据下列公式表示第i个点与原点(0,0)之间形成的向量:
元,数据处理单元对数据采集模块所采集的各项数据进行处理和计算,第二温度传感器所
采集的车内温度数据为T℃,第二温度传感器每隔一段时间对车内温度数据进行采集,组成
车内温度数据的集合T前集={31,31.3,31.7,32.2,32.8,33.6},
32.0,31.3,30.4,29.3},时间记录单元记录时间,组成时间的集合t后集={10:25,10:30,10:
35,10:40,10:45,10:50};
元,数据处理单元对数据采集模块所采集的各项数据进行处理和计算,第二温度传感器所
采集的车内温度数据为T℃,第二温度传感器每隔一段时间对车内温度数据进行采集,组成
车内温度数据的集合T前集={31,31.3,31.7,32.2,32.8,33.6},
32.0,31.3,30.4,29.3},时间记录单元记录时间,组成时间的集合t后集={10:25,10:30,10:
35,10:40,10:45,10:50};
数据为(0,0),第二GPS定位单元在二维模型的位置数据为(X,Y);
个点与原点(0,0)之间形成的向量:
数据为(0,0),第二GPS定位单元在二维模型的位置数据为(X,Y);
个点与原点(0,0)之间形成的向量:
从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。