摘 要: 本系统硬件原理设计上采用STC89C52单片机作为系统的主控芯片，用于实现对传感器数据的采集、处理及相关设备的驱动控制等。通过热释电红外传感器检测车内是否有人活动，另外针对儿童反锁车内后车内温度的升高，通过DS18B20温度传感器实时采集车内温度值，当车内有人且检测到温度超过安全设定阈值时，驱动车窗电机动作，下降车窗，立即通过GSM模块发送报警短信至车主，提醒车主返回处理，同时蜂鸣器报警提示路人关注。
关键词： 汽车；窒息；STC89C52；温度；阈值；GSM短信
1 引言
伴随着全球经济的高速发展，家用小汽车也迎合着时代的潮流趋势，正在快速走向每个家庭，但是在我们享受出行方便的同时，也带来了很多危险隐患，不难发现，最近几年，经常有新闻报道有儿童被遗留在汽车内造成死亡或者伤害的事件。鉴于以上背景，亟需设计一款智能汽车防窒息报警系统，解决车辆驻停后车内的儿童人身安全没有防护措施的问题，尤其是当儿童滞留车内后，通过对车内环境进行检测，发现一旦存在危险时及时砸开车窗，及时让小孩获救。
2 系统方案设计
本系统以STC89C52单片机为控制中心单元，传感器选型上采用热释电红外传感器检测车内人员活动情况；采用DS18B20温度传感器数据采集车内实时温度数据；采用MG-812二氧化碳传感器采集车内二氧化碳浓度；并将测量结果显示在LCD1602液晶显示屏上。当监测到汽车熄火后仍有人员遗留车内，且车内温度、二氧化碳浓度增加达到设定危险阈值时，立即发送报警短信至车主提醒车主返回汽车处置，同时语音播放呼救内容，引起行人关注，避免车内遗留儿童出现生命危险。另外可通过按键设置装置的温度报警温值、二氧化碳浓度报警值，实现多场景设置。系统初步设计框图如下所示。
汽车熄火图1 系统框图
3 硬件电路设计
3.1 单片机最小系统设计
本系统以STC89C52单片机作为主机及从机系统的控制核心，各个模块分别接于单片机的不同引脚上，主机引脚分布如下：P0口作为液晶显示屏的并行数据通信口，P1^5、P1^6、P1^7做为液晶显示屏的控制命令口接线；P1^1、P1^2、P1^3、P1^4用于AD转换控制命令口接线；P1^0用于温度传感器DS18B20连接；P3^0、P3^1、P3^2用于三个设置按键连接； P3^6用于连接蜂鸣器；P3^4、P3^5用于与两个指示灯连接；P3^0、P3^1用于与GSM短信模块连接。
3.2 LCD1602液晶显示
液晶显示屏LCD1602是目前电子产品中使用最为普遍的显示器。为提高用户使用舒适度，液晶显示电路设计有一可调电阻，用于调节液晶屏幕的背光情况，其余控制引脚分别与单片机连接，其中数据控制引脚与单片机的P0口连接。
3.3 测温电路
DS18B20温度传感器是DS1820的升级版本，该系列传感器由美国的DA IIAS公司设计，在传感器数据通信方式上采用的是单根总线通信方式，相比于其他的温度传感器，该传感器拥有测量精度高、测量转换速率快、使用功耗低等优点。 DS18B20传感器支持多点组网功能，最多支持248个传感器同时挂载于通信总线上，实现多点组网测温。
DS18B20数据接口与单片机P1^0口连接，传感器供电采用外部电源供电方式，另外为提高DS18B20传感器数据传输的稳定性，数据传输总线上配置一个4.7k上拉电阻。
3.4 二氧化碳采集电路
MG-812二氧化碳传感器是一种采用类似固体电解质电池原理检测二氧化碳其他浓度的特种气体传感器，把传感器放置到检测环境中，外接环境温度保持一定，此时传感器内部类似电池正负极发生化学反应，从而在传感器的输出引脚上产生电压，输出电压的大小与二氧化碳气体浓度关系呈现一定的反比例线性关系。
由于MG-812传感器输出为模拟电压量，因此后续还需采用AD转换芯片进行模数转换处理，本设计采用的是ADC0832芯片，整体控制上需要有4个引脚与单片机的I/O口连接，输入口CH0与MG-812传感器输出引脚连接。
3.5短信报警电路
为实现车内发生险情后第一时间通知车主返回处置，本设计采用SIM800C模块实现短信发送功能，电路连接上只需要与单片机得串口引脚TXD、RXD连接即可，内容“车内有人被误锁，请迅速回车里处理！”。
3.6报警电路
当检测到温度或二氧化碳数据超过设定值时，系统将蜂鸣器提醒路人，并且状态指示灯由绿灯变为红灯。蜂鸣器的驱动采用三极管驱动，提高蜂鸣器的报警音量，二极管指示灯上设计有一限流电阻，防止二极管过压烧毁。
4 系统软件设计
主机整个系统上电后，首先执行初始化程序，对液晶显示屏和中断进行相应的初始化。然后循环读取温度传感器、二氧化碳传感器数据，当接收完一次数据后液晶显示，同时进行判断处理，如采集到得温度及二氧化碳值超过设定值则蜂鸣器报警、LED提示，并通知车主返回处置，另外驱动电机动作带动破窗锤砸开车窗，处理完单次数据后最后判
断设置按键是否按下，如按下则执行设置阈值程序。
参考文献
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