车用模糊控制儿童缺氧保护装置及保护控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车用模糊控制儿童缺氧保护装置及保护控制方法，装置包括汽车状态检测模块、含氧量检测模块、模糊控制模块以及保护控制模块，上述各模块均与汽车ECU相连；方法步骤为：步骤一、通过汽车状态监测模块综合判断汽车是否处于熄火停车状态，并确定车内是否有生命体存在；步骤二、模糊控制模块利用模糊控制法，获得车窗的开闭程度并进行精确控制；步骤三、保护控制模块启动，对被困儿童进行保护并对车内环境进行综合调控；本发明专利技术可检测车内含氧量的变化，根据含氧量是否发生变化判断车内是否有生命体存在，有效解决汽车长时间驻车时车内缺氧对车内困锁儿童可能造成的安全隐患，减少此类伤害。

Fuzzy control of children's anoxic protection device and protection control method

The present invention provides a kind of hypoxia protection device and protection control method for children with vehicle fuzzy control. The device includes automobile state detection module, oxygen content detection module, fuzzy control module and protection control module. Step 2. Fuzzy control module uses fuzzy control method to obtain the degree of window opening and closing and to control accurately; Step 3. Protective control module starts to protect the trapped children and adjust the environment of the car comprehensively. The invention can detect the change of oxygen content in the car, judge whether there is any living body in the car according to the change of oxygen content, effectively solve the hidden danger caused by hypoxia in the car when the car is parked for a long time, and reduce such injury.

【技术实现步骤摘要】
车用模糊控制儿童缺氧保护装置及保护控制方法
本专利技术属于汽车设计
，涉及一种车用模糊控制儿童缺氧保护装置及保护控制方法。
技术介绍
据不完全统计，从2006年到2015年，至少发生20起儿童被忘在车内的事件，造成15人死亡。儿童被困在车内，由于车内高温、缺氧，时间一长导致缺氧窒息，而目前大部分乘用车上并没有能够有效防止驻车车内缺氧对困锁在车内的儿童造成生命安全隐患的保护装置。虽然现阶段许多专利都设计了针对儿童困锁缺氧的保护装置，但是大多都无法准确的判断儿童所处情况。申请号2012104908420的专利技术专利公开了一种儿童危险的自动报警装置和方法，该装置包括：含氧量检测模块、儿童确认模块、报警模块，该专利技术专利通过红外线确认儿童是否在车内，但当车内发热体较多的情况下，不易确认；申请号201510449018.4的专利公开了一种通过车内音频启动的乘用汽车儿童缺氧保护装置，该装置包括控制系统、车内氧气监测系统、临界含氧量报警系统和应急处置系统；当驻车时间超过30分钟且车门车窗紧闭时,车内音频控制装置接收到车内超过60分贝的高频声音刺激时启动所述儿童缺氧保护装置，该装置通过接收高分贝声音来确认儿童被困锁车内，但是此方法误差较大。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术存在的问题，提供了一种车用模糊控制儿童缺氧保护装置及保护控制方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的：本专利技术提供了一种车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，包括汽车状态检测模块、含氧量检测模块、模糊控制模块以及保护控制模块，上述各模块均与汽车ECU相连。进一步的技术方案如下：汽车状态检测模块用于检测汽车状态，判断汽车是否处于熄火停车状态，包括速度传感器、车门传感器和发动机传感器；速度传感器、车门传感器和发动机传感器均与汽车ECU连接，发动机传感器还与汽车发动机连接，获得汽车是否熄火或者停车的信息。含氧量检测模块用于初步判断车内是否有生命体存在，包括三个含氧量探测器，其中，一个含氧量探测器设于驾驶员座椅椅背中央，一个含氧量探测器设于副驾驶室座椅椅背中央，一个含氧量探测器设于右侧A柱内侧中部，三个含氧量探测器均与汽车ECU连接。模糊控制模块用于进一步判断车内综合环境以及被困儿童的状态，包括三个声级计、一个温度计以及一个控制器，其中第一个声级计设于主驾驶座椅椅背中央，第二个声级计设置在副驾驶座椅背中央，第三个声级计设于驾驶室上方，温度计设于驾驶室上方，三个声级计和温度计均与控制器连接，控制器与汽车ECU连接。保护控制模块用于对被困儿童进行保护，控制车窗以及车载空调运行，包括无线通讯单元以及单片机，单片机与车载车窗自动升降机构和车载空调控制机构相连，无线通讯单元和单片机均与汽车ECU连接。本专利技术还提供了一种车用模糊控制儿童缺氧保护控制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、通过汽车状态检测模块综合判断汽车是否处于熄火停车状态，并确定车内是否有生命体存在；步骤二、模糊控制模块利用模糊控制法，获得车窗的开闭程度S0并进行精确控制；步骤三、保护控制模块启动，对被困儿童进行保护并对车内环境进行综合调控；步骤一的具体过程如下：汽车状态检测模块中的速度传感器实时检测汽车车速，当检测到汽车车速v>0时，即判断汽车处于行车状态时，含氧量检测模块、模糊控制模块以及保护控制模块均不启动；当速度传感器检测到汽车车速v＝0、发动机传感器检测到汽车发动机已经熄火且车门传感器检测到车门上锁时，即满足条件1时，含氧量检测模块启动，三个含氧量探测器实时检测车内氧气含量，并绘制含氧量-时间图形，若5～10s内车内氧气含量△s基本不变，即△s<0.5％则视为车内没有消耗氧气的生命体存在，模糊控制模块以及保护控制模块均不启动；若5～10s内车内氧气含量持续降低，即满足条件2：△s≥0.5％，说明车内有消耗氧气的生命体存在，则触发模糊控制模块进一步判断，同时触发无线通讯单元，发送求救短信至车主手机；步骤二的具体过程如下：模糊控制模块启动，声级计、温度计实时采集车内信息，并将采集到的车内信息传送至控制器进行模糊处理，判断车内以及儿童的综合状态，若满足模糊控制要求即满足条件3时，则启动保护控制模块；模糊控制具体过程为：a、选择输入量和输出量：将温度计采集的车内温度T、含氧量探测器探测的含氧量Mo以及声级计所测得的数值V作为输入量，选取车窗的开闭程度S作为输出量；b、输入量和输出量的模糊化：将各输入量都划分为5个模糊集，即{LO,ML,MD,MH,HI}，分别代表模糊量大小LO为低，ML为略低，MD为中，MH为略高，HI为高，各模糊子集与输入量、输出量的对应关系如下面的表格所示：其中，“+”表示将车窗开度变大；“-”表示将车窗开度变小；将输入量车内温度T、声级计数值V、氧浓度Mo和输出量车窗开启大小S的量化论域分为9级，即{-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4}，相应的量化因子k分别为kT＝1.25,kV＝5,kMO＝0.675,kS＝3.75；通过量化因子转变为论域的各模糊子集均符合三角形隶属函数对应原则，隶属函数的横坐标为论域的级数：LO对应区间[-4，-2]；ML对应区间[-4，0]；MD对应区间[-2，+2]；MH对应区间[0，+4]；HI对应区间[+2，+4]；纵坐标为隶属度μ，隶属度μ的取值范围为[0,1]；论域为LO时函数解析式为：论域为ML时函数解析式为：当论域级数处于[-4,-2]区间时,当论域级数处于[-2，0]区间时,论域为MD时函数解析式为：当论域级数处于[-2,0]区间时,当论域级数处于[0，+2]区间时,论域为MH时函数解析式为：当论域级数处于[0，+2]区间时,当论域级数处于[+2，+4]区间时,论域为HI时函数解析式为：由此，可得到隶属度函数的图像；c、制定模糊规则：根据经验以及数据归纳制定模糊规则，规则采用IF-THEN的结构，共有2+3*(4+1*5)＝29种，具体规则如下：(1)IFMo＝MLTHENS＝MH(2)IFMo＝LOTHENS＝HI(3)IFMo＝MDANDT＝LOTHENS＝HI(4)IFMo＝MDANDT＝MLTHENS＝MH(5)IFMo＝MDANDT＝LOTHENS＝HI(6)IFMo＝MDANDT＝LOTHENS＝HI(7)IFMo＝MDANDT＝MDANDV＝LOTHENHI(8)IFMo＝MDANDT＝MDANDV＝MLTHENS＝MH(9)IFMo＝MDANDT＝MDANDV＝MDTHENS＝MD(10)IFMo＝MDANDT＝MDANDV＝MHTHENS＝ML(11)IFMo＝MDANDT＝MDANDV＝LOTHENS＝LO(12)IFMo＝MHANDT＝LOTHENS＝HI(13)IFMo＝MHANDT＝MLTHENS＝MH(14)IFMo＝MHANDT＝LOTHENS＝HI(15)IFMo＝MHANDT＝LOTHENS＝HI(16)IFMo＝MHANDT＝MDANDV＝LOTHENHI(17)IFMo＝MHANDT＝MDANDV＝MLTHENS＝MH(18)IFMo＝MHANDT＝MDANDV＝MDTHENS＝MD(19)IFMo＝MHANDT＝MDANDV＝MHTHENS＝ML(20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，包括汽车状态检测模块、含氧量检测模块、模糊控制模块以及保护控制模块，上述各模块均与汽车ECU相连。

【技术特征摘要】
1.车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，包括汽车状态检测模块、含氧量检测模块、模糊控制模块以及保护控制模块，上述各模块均与汽车ECU相连。2.根据权利要求1所述的车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，汽车状态检测模块用于检测汽车状态，判断汽车是否处于熄火停车状态，包括速度传感器、车门传感器和发动机传感器；速度传感器、车门传感器和发动机传感器均与汽车ECU连接，发动机传感器还与汽车发动机连接，获得汽车是否熄火或者停车的信息。3.根据权利要求1所述的车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，含氧量检测模块用于初步判断车内是否有生命体存在，包括三个含氧量探测器，其中，一个含氧量探测器设于驾驶员座椅椅背中央，一个含氧量探测器设于副驾驶室座椅椅背中央，一个含氧量探测器设于右侧A柱内侧中部，三个含氧量探测器均与汽车ECU连接。4.根据权利要求1所述的车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，模糊控制模块用于进一步判断车内综合环境以及被困儿童的状态，包括三个声级计、一个温度计以及一个控制器，其中第一个声级计设于主驾驶座椅椅背中央，第二个声级计设置在副驾驶座椅背中央，第三个声级计设于驾驶室上方，温度计设于驾驶室上方，三个声级计和温度计均与控制器连接，控制器与汽车ECU连接。5.根据权利要求1所述的车用模糊控制儿童缺氧保护装置，其特征在于，保护控制模块用于对被困儿童进行保护，控制车窗以及车载空调运行，包括无线通讯单元以及单片机，单片机与车载车窗自动升降机构和车载空调控制机构相连，无线通讯单元和单片机均与汽车ECU连接。6.车用模糊控制儿童缺氧保护控制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、通过汽车状态检测模块综合判断汽车是否处于熄火停车状态，并确定车内是否有生命体存在；步骤二、模糊控制模块利用模糊控制法，获得车窗的开闭程度S0并进行精确控制；步骤三、保护控制模块启动，对被困儿童进行保护并对车内环境进行综合调控；步骤一的具体过程如下：汽车状态检测模块中的速度传感器实时检测汽车车速，当检测到汽车车速v>0时，即判断汽车处于行车状态时，含氧量检测模块、模糊控制模块以及保护控制模块均不启动；当速度传感器检测到汽车车速v＝0、发动机传感器检测到汽车发动机已经熄火且车门传感器检测到车门上锁时，即满足条件1时，含氧量检测模块启动，三个含氧量探测器实时检测车内氧气含量，并绘制含氧量-时间图形，若5～10s内车内氧气含量△s基本不变，即△s<0.5％则视为车内没有消耗氧气的生命体存在，模糊控制模块以及保护控制模块均不启动；若5～10s内车内氧气含量持续降低，即满足条件2：△s≥0.5％，说明车内有消耗氧气的生命体存在，则触发模糊控制模块进一步判断，同时触发无线通讯单元，发送求救短信至车主手机；步骤二的具体过程如下：模糊控制模块启动，声级计、温度计实时采集车内信息，并将采集到的车内信息传送至控制器进行模糊处理，判断车内以及儿童的综合状态，若满足模糊控制要求即满足条件3时，则启动保护控制模块；模糊控制具体过程为：a、选择输入量和输出量：将温度计采集的车内温度T、含氧量探测器探测的含氧量Mo以及声级计所测得的数值V作为输入量，选取车窗的开闭程度S作为输出量；b、输入量和输出量的模糊化：将各输入量都划分为5个模糊集，即{LO,ML,MD,MH,HI}，分别代表模糊量大小LO为低，ML为略低，MD为中，MH为略高，HI为高，各模糊子集与输入量、输出量的对应关系如下面的表格所示：其中，“+”表示将车窗开度变大；“-”表示将车窗开度变小；将输入量车内温度T、声级计数值V、氧浓度Mo和输出量车窗开启大小S的量化论域分为9级，即{-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4}，相应的量化因子k分别为kT＝1.25,kV＝5,kMO＝0.675,kS＝3.75；通过量化因子转变为论域的各模糊子集均符合三...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵海涛，宋琪，曹起铭，李成宏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22