一种汽车内环境监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种汽车内环境监测系统，利用中央处理单元、压力传感器、信号处理电路、甲醛传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器、图像采集装置、图像处理装置、空气净化装置、显示装置、存储装置、无线通信装置、APP模块以及云服务平台对汽车内环境进行监测，压力传感器用于采集汽车内的座位上的压力信息，甲醛传感器用于采集汽车内的甲醛浓度信息，一氧化碳传感器用于采集汽车内的一氧化碳浓度信息，二氧化碳传感器用于采集汽车内的二氧化碳浓度信息，氧气传感器用于采集汽车内的氧气浓度信息，温度传感器用于采集汽车内的温度信息，图像采集装置用于采集汽车内的图像信息。

A Vehicle Internal Environment Monitoring System

The invention provides an automobile interior environment monitoring system, which uses central processing unit, pressure sensor, signal processing circuit, formaldehyde sensor, carbon monoxide sensor, carbon dioxide sensor, oxygen sensor, temperature sensor, image acquisition device, image processing device, air purification device, display device, storage device, wireless communication device, APP module and so on. Cloud service platform monitors the internal environment of the car, pressure sensor collects pressure information on the seats in the car, formaldehyde sensor collects formaldehyde concentration information in the car, carbon monoxide sensor collects carbon monoxide concentration information in the car, carbon dioxide sensor collects carbon dioxide concentration information in the car, oxygen sensor collects steam. Oxygen concentration information in the car, temperature sensor is used to collect temperature information in the car, and image acquisition device is used to collect image information in the car.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车内环境监测系统
本专利技术涉及车辆测试领域，尤其涉及一种汽车内环境监测系统。
技术介绍
近年来，发生在车内的高温脱水、一氧化碳中毒、缺氧窒息等人身意外事故频频发生。气温达到30摄氏度，阳光照射15分钟，封闭车辆内温度能上升至65摄氏度，身处这样的高温环境半小时，就会出现体内热量过度积蓄，而引发神经器官受损，威胁生命安全；车辆停止行驶，空调没关时，发动机排出的一氧化碳便有可能聚集车内，引发一氧化碳中毒；滞留车内的人员久呆车内，会消耗大量氧气，产生二氧化碳，时间一长，车内二氧化碳浓度增高，会导致滞留人员窒息。据研究表明，氧气含量要保持在19%-20.5%之间的环境为人体的最舒适环境，但在冬天等寒冷的环境下，在开车过程中，为了保证车内的温度，通常会保持车窗处在关闭的状态中，但此时车内人员由于在不断的呼吸，车内自身安装的空调提供入车内的氧气不足以完全提供车内人员的呼吸含量，使得车在行进过程中，车内的氧气含量会不断减少，使得车内人员会出现胸闷等情况，当司机出现精神无法完全集中时，很容易出现安全事故，且在车内有害气体含量超标时，也会对车内人员的身体造成伤害。目前汽车内部只会在车内前部安装对车辆行驶方向进行监控的行车记录仪，而没有向车内进行监控的监控装置，使得司机抽烟、接电话等情况无法得到监控和提醒，从而使得司机养成不良习惯，经常在开车时抽烟、接电话，加大了发生安全事故的概率，且目前新闻中经常曝出，父母因粗心或其他原因使得小孩被独自锁在车内，当长时间后，因车内空气不流通，氧气含量减少，使得儿童很容易发送危险。
技术实现思路
因此，为了克服上述问题，本专利技术提供一种汽车内环境监测系统，利用中央处理单元、压力传感器、信号处理电路、甲醛传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器、图像采集装置、图像处理装置、空气净化装置、显示装置、存储装置、无线通信装置、APP模块以及云服务平台对汽车内环境进行监测，压力传感器用于采集汽车内的座位上的压力信息，甲醛传感器用于采集汽车内的甲醛浓度信息，一氧化碳传感器用于采集汽车内的一氧化碳浓度信息，二氧化碳传感器用于采集汽车内的二氧化碳浓度信息，氧气传感器用于采集汽车内的氧气浓度信息，温度传感器用于采集汽车内的温度信息，图像采集装置用于采集汽车内的图像信息，并通过中央处理单元将压力信息、甲醛浓度信息、一氧化碳浓度信息、二氧化碳浓度信息、氧气浓度信息、温度信息以及图像信息传输至显示装置、存储装置、用户手机以及云服务平台，进而能够实时、全方位的对汽车内环境进行监测。根据本专利技术的一种汽车内环境监测系统，其包括中央处理单元、压力传感器、信号处理电路、甲醛传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、温度传感器、图像采集装置、图像处理装置、空气净化装置、显示装置、存储装置、无线通信装置、APP模块以及云服务平台。压力传感器设置于汽车座位的底部，甲醛传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器以及温度传感器均设置于汽车内，图像采集装置位于汽车内部侧壁上，用于采集汽车内的图像信息。其中，压力传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端、甲醛传感器的输出端、一氧化碳传感器的输出端、二氧化碳传感器的输出端、氧气传感器的输出端以及温度传感器的输出端均与中央处理单元的ADC端口连接，图像采集装置的输出端与图像处理装置的输入端连接，图像处理装置的输出端与中央处理单元的输入端连接，空气净化装置的输入端、显示装置的输入端、存储装置的输入端、无线通信装置的输入端以及云服务平台的输入端均与中央处理单元的输出端连接，无线通讯装置与用户手机的APP模块连接。优选的是，压力传感器的数量与汽车内座位数相同，压力传感器用于采集座位上的压力信息，压力传感器将采集的压力信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，压力传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理单元的ADC端口连接。优选的是，信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R10、电容C1-C3以及三极管T1-T4；其中，压力传感器的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与三极管T2的基极并联后与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，三极管T1的集电极与电容C1的另一端并联后与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3的一端与三极管T1的发射极连接，电阻R3的另一端接+15V直流电源，电阻R2的一端与三极管T1的基极并联后与三极管T3的集电极连接，电阻R2的另一端接+15V直流电源，电阻R8的一端电容C3的一端并联后与集成运放A1的输出端连接，电容C2的一端接地，电容C2的另一端与电阻R8的另一端并联后与三极管T3的基极连接，电容C3的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，集成运放A1的同相输入端接地，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A2的同相端连接，电阻R5、R6、R7的一端均与-15V直流电源连接，三极管T3的发射极与三极管T4的发射极并联后与电阻R15的另一端连接，三极管T2的基极与电阻R6的另一端并联后与三极管T2的发射极连接，三极管T4的集电极与+15V直流电源连接，三极管T2的集电极与+15直流电源连接，电阻R7的另一端与电容C1的另一端并联后与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与电容C3的另一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R9的另一端与三极管T2的基极并联后与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与集成运放A2的输出端连接。优选的是，信号滤波单元包括电阻R11-R14、电容C4-C6以及集成运放A3；其中，信号放大单元的输出端与电阻R11的一端连接，信号放大单元的输出端还与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电阻R11的另一端与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地，电阻R11的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R13的一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12与电容C6并联后的一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R12与电容C6并联后的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R12与电容C6并联后的另一端还与电阻R14的一端连接，电阻R14的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的另一端与中央处理单元的ADC端口连接，信号处理单元将处理后的电压信号V1传输至中央处理单元的ADC端口。优选的是，图像处理装置包括图像平滑单元、图像增强单元以及图像锐化单元；其中，图像采集装置的输出端与图像平滑单元的输入端连接，图像平滑单元的输出端与图像增强单元的输入端连接，图像增强单元的输出端与图像锐化单元的输入端连接，图像锐化单元的输出端与中央处理单元的输入端连接。优选的是，将图像采集装置传输至图像处理装置的汽车内的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，图像平滑单元对图像f(x,y)进行图像清晰度增强处理，经过图像清晰度增强处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，平滑函数为q(x,y)，；；其中，﹡为卷积符本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车内环境监测系统，其特征在于，所述汽车内环境监测系统包括中央处理单元（1）、压力传感器（2）、信号处理电路（3）、甲醛传感器（4）、一氧化碳传感器（5）、二氧化碳传感器（6）、氧气传感器（7）、温度传感器（8）、图像采集装置（9）、图像处理装置（10）、空气净化装置（11）、显示装置（12）、存储装置（13）、无线通信装置（14）、APP模块（15）以及云服务平台（16）；所述压力传感器（2）设置于汽车座位的底部，所述甲醛传感器（4）、所述一氧化碳传感器（5）、所述二氧化碳传感器（6）、所述氧气传感器（7）以及所述温度传感器（8）均设置于汽车内，所述图像采集装置（9）位于汽车内部侧壁上，用于采集汽车内的图像信息；其中，所述压力传感器（2）的输出端与所述信号处理电路（3）的输入端连接，所述信号处理电路（3）的输出端、所述甲醛传感器（4）的输出端、所述一氧化碳传感器（5）的输出端、所述二氧化碳传感器（6）的输出端、所述氧气传感器（7）的输出端以及所述温度传感器（8）的输出端均与所述中央处理单元（1）的ADC端口连接，所述图像采集装置（9）的输出端与所述图像处理装置（10）的输入端连接，所述图像处理装置（10）的输出端与所述中央处理单元（1）的输入端连接，所述空气净化装置（11）的输入端、所述显示装置（12）的输入端、所述存储装置（13）的输入端、所述无线通信装置（14）的输入端以及所述云服务平台（15）的输入端均与所述中央处理单元（1）的输出端连接，所述无线通讯装置（14）与用户手机的APP模块（15）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车内环境监测系统，其特征在于，所述汽车内环境监测系统包括中央处理单元（1）、压力传感器（2）、信号处理电路（3）、甲醛传感器（4）、一氧化碳传感器（5）、二氧化碳传感器（6）、氧气传感器（7）、温度传感器（8）、图像采集装置（9）、图像处理装置（10）、空气净化装置（11）、显示装置（12）、存储装置（13）、无线通信装置（14）、APP模块（15）以及云服务平台（16）；所述压力传感器（2）设置于汽车座位的底部，所述甲醛传感器（4）、所述一氧化碳传感器（5）、所述二氧化碳传感器（6）、所述氧气传感器（7）以及所述温度传感器（8）均设置于汽车内，所述图像采集装置（9）位于汽车内部侧壁上，用于采集汽车内的图像信息；其中，所述压力传感器（2）的输出端与所述信号处理电路（3）的输入端连接，所述信号处理电路（3）的输出端、所述甲醛传感器（4）的输出端、所述一氧化碳传感器（5）的输出端、所述二氧化碳传感器（6）的输出端、所述氧气传感器（7）的输出端以及所述温度传感器（8）的输出端均与所述中央处理单元（1）的ADC端口连接，所述图像采集装置（9）的输出端与所述图像处理装置（10）的输入端连接，所述图像处理装置（10）的输出端与所述中央处理单元（1）的输入端连接，所述空气净化装置（11）的输入端、所述显示装置（12）的输入端、所述存储装置（13）的输入端、所述无线通信装置（14）的输入端以及所述云服务平台（15）的输入端均与所述中央处理单元（1）的输出端连接，所述无线通讯装置（14）与用户手机的APP模块（15）连接。2.根据权利要求1所述的汽车内环境监测系统，其特征在于，所述压力传感器（2）的数量与汽车内座位数相同，所述压力传感器（2）用于采集座位上的压力信息，所述压力传感器（2）将采集的压力信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述信号处理电路（3），V1为经过所述信号处理电路（3）处理后的电压信号，所述信号处理电路（3）包括信号放大单元和信号滤波单元，所述压力传感器（2）的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理单元（1）的ADC端口连接。3.根据权利要求2所述的汽车内环境监测系统，其特征在于，所述信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R10、电容C1-C3以及三极管T1-T4；其中，所述压力传感器（2）的输出端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与三极管T2的基极并联后与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，三极管T1的集电极与电容C1的另一端并联后与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R3的一端与三极管T1的发射极连接，电阻R3的另一端接+15V直流电源，电阻R2的一端与三极管T1的基极并联后与三极管T3的集电极连接，电阻R2的另一端接+15V直流电源，电阻R8的一端电容C3的一端并联后与集成运放A1的输出端连接，电容C2的一端接地，电容C2的另一端与电阻R8的另一端并联后与三极管T3的基极连接，电容C3的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，集成运放A1的同相输入端接地，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A2的同相端连接，电阻R5、R6、R7的一端均与-15V直流电源连接，三极管T3的发射极与三极管T4的发射极并联后与电阻R15的另一端连接，三极管T2的基极与电阻R6的另一端并联后与三极管T2的发射极连接，三极管T4的集电极与+15V直流电源连接，三极管T2的集电极与+15直流电源连接，电阻R7的另一端与电容C1的另一端并联后与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与电容C3的另一端并联后与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R9的另一端与三极管T2的基极并联后与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与集成运放A2的输出端连接。4.根据权利要求3所述的汽车内环境监测系统，其特征在于，所述信号滤波单元包括电阻R11-R14、电容C4-C6以及集成运放A3；其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R11的一端连接，所述信号放大单元的输出端还与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电阻R11的另一端与电容C5的一端连接，电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓敏，鞠金鑫，董方方，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34