移动4G网络车载生命检测装置

摘要：针对夏天车内可能出现的危险，采用移动4G网络、生命体检测装置检测设备及蜂鸣器相结合的方法，实时监控车内的生命体信号。检测装置将采集到的生命体征信号转化为电信号，同时触发车内的蜂鸣器报警，电信号经过处理后传输给手机或附近的基站告知车内危险，方便接收到信号的人员能够及时采取有效措施对濒临危险的生命体进行救治。

关键词：4G网络；实时监控；生命检测装置；信号传输

随着夏天温度的升高，一些家长经常在高温时节开车带着孩子或宠物外出。但是某些时候，家长无法带着孩子或宠物下车，只能将其留在车内。由于车主可能因为某些原因无法及时回来，而此时车内的空调和换气设备无法继续运作，生命体在车内的呼吸作用会持续产生CO2，再加上夏天高温，相对密闭的恶劣环境对于生命体的威胁较大。本文基于现有成熟的4G移动网络实现车内生命信号的实时监测，把生命体信号转化为电信号传输到附近的基站和车主手机，并引发蜂鸣器报警。当车主或附近的基站接收到电信号或蜂鸣器报警引发他人的关注后，可以立即采取有效的救助措施，及时救助生命。

1系统结构设计及其原理

该系统主要由如下三部分构成：（1）第一部分是车内生命体征信号的检测，主要检测车内CO2含量的变化和温度，生命体的呼吸作用会产生CO2，利用红外线检测技术检测车内温度，将车内检测到的生命体征信号转化为电信号，方便信号传递；（2）第二部分是电信号的传输，同时也是该装置的核心，使用现有成熟的移动4G网络传输电信号到手机终端或附近基站，可方便车主采取有效措施；（3）第三部分是处理部分，分为蜂鸣器和后期处理设备，如蜂鸣器报警和信号接收单元反馈，后期也可添加自动打开空调等功能。系统硬件设计框图如图1所示。生命体征检测装置要能够准确检测车内CO2浓度的变化及车内温度的变化。在炎热的夏季，生命体在恶劣的环境下每多待一秒就多一分危险，而且在相对密闭的空间，CO2浓度在1000ppm左右就会引起人体的不适反应甚至危及生命，所以对检测装置的灵敏度有较高要求。通过实时检测生命体呼出的CO2以及车内温度的变化，将生命体征信号转化为电信号，进行处理后将危险信号传递出去。

2硬件结构设计

硬件结构主要包括CO2检测与温度检测装置、检测控制模块和移动车载4G网络。2.1CO2检测与温度检测装置。本文采用MH-Z16红外CO2传感器装置。该装置是一款适用性比较广泛且规模较小的传感器，利用非色散红外（NDIR）原理对CO2浓度进行实时监测，能灵敏地检测生命体征信号；内部安装有温度传感器，能够在车内温度发生变化时进行温度补偿；具有数字输出与模拟电压输出功能，方便使用。2.2检测控制模块。检测控制模块的主要作用是处理数据和控制信号，采用CC2530微处理器基本电路。CC2530是一款具有全面兼容8051单片机内核的单片机，能够很好地处理并传递电信号，包括晶振电路、电源电路、射频输出电路和输入设备。CC2530是本文转置中的重要部分，优越的接收机使其可调节范围及编程输出功率；在接收、发射等多种低功耗模式下具有极低的电流耗损，能够保证较长使用时间，且成本较低。2.3移动车载。4G网络为了保证信息的良好传输，需增加无线网络通信设备。根据车内情况，本文使用移动车载4G网络。检测终端中的数据通过无线网络传输到4G网络节点，通过移动车载4G网络节点传输到车主或者附近的基站。这种网络方式相对简单，而且现有的4G网络比较成熟，相较于GPRS和3G网络有了更大的进步和发展，能够更好地实现信号传输。

3软件结构设计

软件是系统功能实现的关键，其性能的好坏对系统的稳定性和可靠性起决定性作用。本文基于C语言进行软件的设计与实现。3.1软件结构的功能分析软件操作流程如图2所示，其功能主要包括以下几点：（1）实时检测车内CO2浓度的变化和温度的变化，并将其转化为电信号；（2）将采集到的数据实时传递给处理模块；（3）将要传输的电信号以特定的波特率通过传输口传送到车载4G网络通信模块；（4）利用移动4G网络将信号传递到附近基站或车主手机。3.2生命体信号转化为电信号在对车内的CO2浓度和温度进行实时监控后，必须将检测到的CO2浓度和温度信息以正确的程序转化为电信号，方便信号传输。

4结语

本文设计的基于移动4G网络的生命检测装置以检测CO2浓度和温度变化为基础，经过移动4G网络的传输，将车内的生命信息及时传输到附近的接收单位，能够实时、精确地监测车内信息，实时监控、实时报警，具有安全、耗资少及安装维护方便等优点，适合在车内使用。在考虑传递信号的同时，可利用一些设备短时间内启动车内的空调或换气设备，在一定程度上增加生命体的存活率。例如，在车顶安装太阳能电池板提供车内电源，保证短时间内车内空调的运作等。

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作者:罗盛 朱宗玖 单位:安徽理工大学