预防儿童被锁车内报警系统开发

为了预防儿童被锁车内而危及生命安全，设计开发了一种预防儿童被锁车内的报警系统。该系统基于Raspberry Pi3，集成了多种传感器、通信、执行模块，实现实时监测、准确判断、及时报警、安全自救的功能。系统通过GPS模块，同时结合三轴加速度计确定车辆运动状态，然后通过红外、二氧化碳传感器来检测车内是否有滞留儿童，并由无线上网卡将危险警告短信发送至监护人手机。在危险情况下，系统会自动报警并发送位置信息，执行模块将自动打开车窗以实现自救。系统进行了50次模拟儿童滞留车内的实验，其结果表明：判断儿童滞留车内而形成高温危险的正确率为100%，同时通过短信向监护人手机发送信息100%。该装置可有效预防儿童滞留车内，并能在危险情况下实现自救。

目前汽车已经在世界范围内普及开来，它给人们带来极大的便利的同时也带来了许多的安全隐患。

其中由于父母的疏忽导致儿童被锁车内致危的案例屡见不鲜。儿童滞留车内可能会脱水，中暑，体温过热，窒息甚至死亡[1]。有研究表明，当车门关闭并且环境温度超过36.8℃ (98.2℉)时，有75%概率会使得车内温度在5 分钟内发生最大升温， 并在15 分钟内升到51℃到67℃ [2]， 而在太阳暴晒的情况下， 婴儿在5 分钟内便会失去对体温的调控并在15~55 分钟之内出现体温过高[3]。据统计，从1999 年至2007年，美国有231 名儿童被证实死于机动车内滞留高温致死(MVRCHF)，其中超过80%的儿童是由于父母将孩子遗留在车内[4]。另据美国儿童乘车安全组织Kids and Cars 统计，在2001~2010 期间，在所有美国儿童车内非交通死亡原因中，车内滞留得热辐射而死亡的人数占到58%。由此可见儿童滞留车内的安全事故已经占到车内非交通死亡相当大的比例，解决儿童滞留车内的安全问题有重要的现实意义。

针对儿童滞留车内的安全问题，目前研究主要有以下几大类： 1) 基于点火开关的检测， 如田瑜基[5]等通过检测汽车钥匙是否在钥匙孔内来判断车辆是否停止，同时结合座椅上压力、温度传感器进一步判断是否有儿童被滞留车内，但由于该设计涉及汽车内部结构， 极不利于普及，此外，座椅上的杂物也很可能引起系统误判。2) 基于车门锁的检测，如杨波[6]等通过检测车门是否被锁，同时结合座椅压力传感器判断车内是否有儿童滞留车内，但该专利并不具备远程报警防遗忘功能，且涉及较为复杂的中控门锁，实现难度较大。3) 基于多种传感器的检测，如蓝芳芳[7]等通过二氧化碳、红外传感器等检测儿童是否被滞留车内，并通过报警模块实现报警功能；鞠昊[8]等通过手机APP 实现远程防遗忘功能；赵雷[9]等将二氧化碳、压力、温度等传感器等集成于一体，通过传感器检测儿童滞留，通风控制器实现自救功能。

综上所述，各种研究中基于多种传感器的检测，同时具备远程防遗忘和自救功能是研究的热点。因此，本文开发了基于GPS 模块、加速度计、二氧化碳等传感器检测儿童滞留车内，并通过通信、执行等