车内环境检测系统的制作方法

本实用新型涉及了一种环境检测系统，尤其涉及一种车内环境检测系统。

背景技术：

随着人们经济水平的不断提高，越来越多的人选择使用汽车作为出行工具，随之而来的是人们将在汽车空间内所处时间的加长，但汽车内空间狭小，人们长时间处于该环境中易被车内微环境所影响，进而引发各类健康问题，因此车辆使用环境安全问题显得越发重要。

影响车内环境的因子较多，常见的有温度、湿度、甲醛、PM2.5等，为了便于用户监控车内环境，及时发现异常因子，保证用户人身健康，提高车辆使用安全，因此研制车内环境检测系统具有很大的实用性及广阔的前景。目前市面上只有少数用于监控车辆内部环境的系统，检测项目较少，且各传感器与中控模块为一体化连接，不便于根据用户需求增加或减少传感器的种类。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种便于根据用户需求增加或减少传感器种类的车内环境检测系统。

本实用新型所采取的技术方案是，提供了一种车内环境检测系统，该车内环境检测系统包括传感模块与中控模块，所述的传感模块包括至少一个传感器，所述的中控模块的单片机连接有连接器，所述的连接器的数量多于或者等于传感器的数量，每个所述的传感器的输出端可拆式连接在相应的连接器上。

采用以上设计后，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

传感模块的各传感器输出端与相对应的连接器可拆式连接，可根据用户需求增加或减少传感器的种类，传感器拆装简单方便。

作为改进，所述连接器为FPC连接器或插针连接器，使用简单方便。

作为改进，所述传感模块包括温湿度传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器。使用温湿度传感器，相比单独使用温度传感器和湿度传感器减少了传感器的个数，节省费用及空间，尤其是在车内这种狭小空间，温湿度传感器更具使用优点。甲醛传感器及PM2.5传感器，分别用于测量车内环境中甲醛、甲苯、二甲苯浓度及PM2.5浓度，实时监控此类对人体有害物质的浓度，提示用户及时开窗换气调整车内环境。

作为改进，所述传感模块包括火焰传感器、烟雾传感器、声音传感器。火焰传感器及烟雾传感器用于监控车内是否发生火灾，火灾危害性极大，因此双保险提高监控力度。声音传感器用于在车辆停放时检测车内是否有异常声音出现，便于及时发现车辆被盗异常，降低用户财产损失。

作为改进，所述的车内环境检测系统还包括用于声音测距传感器连接的接口，所述的接口与所述的中控模块的单片机连接。声音测距传感器用于在车辆行驶过程中实现车间前后距离的测量，降低在行车过程中发生追尾交通事故的概率，提高行车安全。

作为改进，车内环境检测系统包括显示模块，所述显示模块为带触摸功能的LCD显示屏。LCD显示屏数据呈现清晰准确及时，用户查看方便，同时便于用户通过所述的带触摸功能的LCD显示屏对传感器数据阈值进行调整。

作为改进，所述车内环境检测系统还包括通讯模块、报警模块及智能客户端，所述通讯模块、报警模块分别与中控模块连接，所述智能客户端与通讯模块通过无线技术通信。报警模块用于提示用户及时发现车内环境中的异常因子。所述通讯模块使用无线模式通信，用于将数据发送至智能客户端，且具有数据传输速率高，低功耗，通讯安全性好，在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通讯视角和方向要求，组网简单的优点。所述智能客户端用于24小时实时监控车内环境中各因子数据，尤其在用户离开车内时，使用智能客户端更显方便。

作为改进，所述的单片机为ARM CORTEX-M4内核的K60单片机。K60单片机，内存大，运算速度高，性能稳定，安全性高。

附图说明

图1是车内环境检测系统功能框图

图2是电源模块电路图

图3是车内环境检测系统流程指示图

图4是警报响应子程序图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

所述车内环境检测系统包括电源模块、传感模块、中控模块、显示模块、通讯模块、报警模块及智能客户端。

如图2所示，所述电源模块采用二级降压设计，首先将输入的12V直流电通过LM2940稳压芯片转变为5V电压输出，随后通过线性稳压器TPS7333达到3.3V稳压电压的输出，进而实现为车内环境检测系统提供所需的5V和3.3V的电压输出。同时电源模块提供两路USB电源输出和一路USB电源的输入，便于实现外接设备扩展及智能设备的充电需求。

所述连接器为FPC连接器或插针连接器，通过该连接器实现中控模块与各传感器的可拆式连接，使用方便。

所述车内环境检测系统传感模块设置了多个传感器，包括温湿度传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器、火焰传感器、烟雾传感器、声音传感器。

温湿度传感器使用DHT11数字温湿度传感器，这是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，包括一个电阻式感湿元件、一个NTC测温元件和一个高性能单片机，具有超快响应、抗干扰能力强、性价比高的优点，且所述温湿度传感器采用单线制串行接口，简易快捷便于系统集成。所述的DHT11数字温湿度传感器，体积小、功耗低、信号传输距离可达20米以上，因此适合用于车内这种狭小空间中。

由于车辆内部装饰材料会散发对人体有害的气体，甲醛、甲苯及二甲苯。此类有害气体对人体的皮肤黏膜有刺激作用，在车内达到一定浓度时，人就会产生不适感，因此所述传感模块设置了甲醛传感器。所述甲醛传感器采用MS1100气体传感器，该传感器对甲醛、甲苯、二甲苯等有害气体检测灵敏度高，适于测试浓度范围为0-1000PPM，可用于空气质量定性检测。所述MS1100气体传感器加热电压为5V，工作电流不超过100MA，气体灵敏度≥3％，在预热3-5分钟时间内，响应时间≤5S，通过模拟信号0-5V实现采集结果的输出。

随着各大城市PM2.5浓度不断超标，用户长时间处于车内，因此车内环境中的PM2.5浓度监控也需重视。传感模块设有PM2.5传感器，用于检测车内环境中的细颗粒物浓度，在PM2.5浓度超标时用户可及时打开空调换气，改善车内环境。

为了保证汽车行车过程中及停放时的安全问题，所述传感器模块设置了火焰传感器、烟雾传感器、声音传感器，用于检测车辆内部是否出现火灾及异常声音。所述火焰传感器采用红外接收传感器，该红外接收传感器使用特制的红外线接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到中控模块，中控模块根据信号的变化做出相应的程序处理。所述烟雾传感器采用MQ-2气体传感器对烟雾进行监测，其工作原理是不同浓度的气体会直接改变气敏电阻的阻值，进而输出不同电阻值的模拟量，将模拟量直接输入中控模块，中控模块将模拟量转换为数字量，采样值在经过公示换算后成为与之相对应的烟雾浓度值，最终在显示模块的LCD显示屏上显示烟雾浓度值，从而实现烟雾监测。由于火灾对车辆及用户的危害性比较大，因此设置火焰传感器和烟雾传感器双保险来监控火灾隐患，保证用户人身安全及车辆安全。所述声音传感器采用MIC声控传感器，用于在车辆停放时监控车辆内部环境中出现的异常声音，起防盗监控作用，尤其在夜晚，对保证车辆停放安全极其重要，可避免用户财产损失。

为了提高行车安全，所述车内环境检测系统设置了用于声音测距传感器连接的接口，所述的接口也是一个连接器。声音测距传感器安装在车体的后窗上或车体后视镜上，用于实现车间前后距离的测量，在车间前后距离过小时，发出提示信息，提示用户注意保持安全行驶距离，能有效降低在行车过程中发生追尾交通事故的概率。

K60单片机是一款采用CORTEX-M4内核的控制芯片，其性能可达到1.25Dhrystone MIPS/MHz。K60单片机支持高速IEEE1588以太网通信方式，同时可通过SPI，UART，I2C等与其它底层的单片机通信，可以用于工业自动化环境中的精确的、实时的时间控制。K60单片机还具有功耗低、内存空间可扩展、寿命长的优点，因此中控模块使用K60单片机再搭配复位电路及振荡电路，作为车内环境检测系统的控制中心，负责各类数据处理及传输。

在所述的车内环境检测系统中使用一块带触摸功能的LCD显示屏作为显示模块，用于显示各个传感器所检测到的数据，具有在行车过程中易于使用、反应速度快、节省空间的优点。用户在开车时通过LCD显示屏实时监控车内环境因子，同时可以通过LCD显示屏设置各传感器输出值的上限，在环境因子中出现超过用户所设置的数值上限时，用户可以及时调整车内环境，比如开车窗换气或打开空调，使车内环境恢复正常水平。

通讯模块采用蓝牙无线串口模式实现与智能客户端的通信。所述的车内环境检测系统选用HC-06蓝牙无线模块，该模块具有高性能、低功耗、低成本的优点。HC-06蓝牙无线模块与中控模块的控制芯片串行通信引脚相连，将各个传感器采集到的监测数据发送到智能客户端，便于用户查看环境因子实测数据及对系统发出命令。所述智能客户端一般选用智能手机或平板电脑，当用户在离开车内环境时，使用智能客户端对车内环境进行24小时实时监控，尤其在夜晚车辆发生被盗异常时，智能客户端的存在至关重要，能够最大程度的保证用户车辆安全。

报警模块包括有源蜂鸣器和RGB三色指示灯，各传感器反馈的数值在经过中控模块处理后，若发现有数据超过用户设置的数值上限时，蜂鸣器发出报警声音，同时RGB指示灯红灯亮起，提示用户车内环境中有因子数值超标，帮助用户及时发现异常因子，方便用户及时调整车内环境解决异常因子。

请参阅图1、图3及图4所示，所述车内环境检测系统的工作流程为：系统上电后进行复位归零清除历史数据，各传感器开始采集数据并将数据发送至中控模块，中控模块接收到各传感器输出的数据后对数据进行转化处理，再传递到显示模块，显示模块通过LCD显示屏将经过处理的数据显示出来，这时用户通过LCD显示屏便可查看各传感器所采集到的各因子具体数值，并可在LCD显示屏上设置间隔一段时间系统自动刷新数据。当有因子数值超过用户设置的上限值时，报警模块启动，红灯指示灯亮起同时蜂鸣器响起，LCD显示屏显示触发警报的异常因子，此时用户可进入LCD显示屏设置界面调整异常因子的阈值，或者通过改变车内环境，开窗换气，打开空调等使车内环境各因子恢复到安全范围内。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中各部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。