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随着汽车的普及和便利，人们的日常出行已经离不开汽车，但由疏忽而引起的汽车安全事故也在逐步增多，特别是因一氧化碳中毒而引起的安全事件频发，为提高汽车使用的安全性，设计了一款智能车载报警系统，其采用STC89C52单片机为主控芯片，使用MQ-7一氧化碳传感器模块实时监测一氧化碳的浓度，结合蜂鸣器、发光二极管、GSM 模块和GPS 模块组成报警电路，通过LCD 液晶显示屏实现了GPS 状态和报警持续时间的信息显示，并配合按键对系统进行初始化和设置，当发生一氧化碳超标的时候能通过用户反馈、GPS 定位和发送求救短信来提醒并救助用户。文中详细介绍了系统的硬件设计、软件设计和系统调试三方面，通过对系统调试结果的分析，验证了系统具有不错的实用性和有效性，可以有效地提升使用汽车的安全性，更好地保障用户的安全。
随着汽车行业的不断发展，汽车已经普及到了大多数的家庭，人们的出行已经离不开汽车，但汽车在给人
们的生活带来便利的同时，也存在着一些严重的安全问题，比如因为疏忽而引起的汽车安全事故正在逐步增多，特别是因为在车里休息或者小孩被关在车里而引起一氧化碳中毒的事件频发，导致这类事故发生的原因是汽车发动机怠速运转时油料燃烧不完全导致不断产生一氧化碳，当汽车处于相对密闭环境时，发动机产生的一氧化碳会通过空调和车厢之间的缝隙进入车内。经过实验验证，当人处在门窗紧闭且车载空调持续开着的汽车内不到3h 就会因一氧化碳中毒而身亡。由此设计一款能实时监测车内一氧化碳浓度的智能报警系统，在发生一氧化碳超标的时候能提醒并救助用户，对提高使用汽车的安全性起着非常重要的作用。
1 系统设计
1.1 硬件设计
本文设计了一款智能车载报警系统，其采用STC89C52单片机为主控芯片，使用MQ-7一氧化碳传感器模块实时监控一氧化碳浓度，结合GSM 模块和GPS 模块组成报警电路，通过LCD 液晶显示屏实现了GPS 状态和报警持续时间的信息显示，并配合按键对系统进行初始化和设置，来确保系统正常运行。本设计选用的主要元器件信息如表1所示。
STC89C52单片机根据从GPS 模块收集到的数据，计算出用户所在的位置，然后使用SIM800A 通信模块将其发送给预先设置的电话号码，发送的信息内容为当前位置的经度和纬度。系统主要分为5大模块
电路：主控MCU 电路、报警电路、复位电路、GPS 求救电路和传感器电路。系统整体框架如图1所示。
表1 主要元器件信息
名称型号单片机芯片STC89C52液晶显示屏LCD1602气体传感器MQ-7有源蜂鸣器12095GPS模块VK2828U7G5LF GSM模块
SIM800A
图1 系统整体框架图
汽车报警系统
本系统电路板采用单面板的设计方式，系统PCB 设计如图2
所示。
图2 系统PCB设计图
1.2 软件设计
系统在正式进入工作前，需要先完成一系列的初始化工作，包括用户登录、激活MCU 和相关设备组件，才能启动并分配重启。启动后，系统将通过循环实现实时检测获取和执行目标。
系统正常工作的时候有以下三种不同的状态：
（1）监测状态：系统正常运行并实时监测环境中的一氧化碳浓度，当一氧化碳的近似浓度超过阈值时，系统就会进入报警状态；
（2）警报状态：系统会自动降下车窗，并蜂鸣器发声和指示灯闪烁来提醒用户，同步LCD1602液晶显示屏会显示进入此状态持续时间的计时，如果20s 后复位键没有被按下，则系统进入求救状
智能车载报警系统的设计
湖北文理学院理工学院电子科学与信息工程系 黄巧巧 李 敏
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态，若被按下则系统转入监测状态；
（3）求救状态：系统会使汽车鸣笛，并使用GSM 模块进行定位，GPS 模块向用户预设好的紧急联系人发送求救短信。
本系统采用C 语言进行软件编程，通过程序控制来实现以上三种状态的选择和跳转，并采用模块化结构和函数调用的方式来完成软件设计，整个系统软件设计分为6个模块：MONITOR （监测模块）、GPS （定位模块）、LCD （显示模块）、MAIN （主函数模块）、UART （串口通信模块）和GSM （短信发送模块）。软件设计的主流程如图3所示。
2 系统调试与结果
按下电源按钮后，系统开始工作，GPS 模块通电，此时模块左上方的红指示灯亮起，表示模块通电正常。当模块右上方的绿指示灯开始闪烁，表示接收到GPS 信号，闪烁越快表示GPS 信号越好，同时GPS 模块将定位信息发送给主控单片机，并在液晶屏上显示GPS 定位成功和持续的时间。GPS 模块指示灯如图4所示，GPS 定位成功信息如图5
所示。
图5 GPS定位成功图
当MQ-7传感器探测到一氧化碳气体超标时，蜂鸣器开始响起，系统进入报警模式。若20s 过后复位按键仍未被按下，则系统
进入求救模式，GSM 模块右上方的红指示灯开始闪烁证明信号良好，同时开始。当红指
示灯闪烁明显变缓又恢复后，代表短信已经发送成功。稍后，手机将收到包含GPS 定位信息的短信。GSM 模块指示灯如图6所示，短信接收信息如图7
所示。
图6 GSM模块指示灯图
图7 短信接收信息图
本文成功搭建了软、硬件平台，设计了一款智能车载报警系统，该系统主要实现了以下功能：
（1）智能监测：实时监测车内环境的一氧化碳浓度，当浓度
超标时启动报警模式。
（2）用户反馈：系统进入报警模式后，用户通过操作按键让系统得知用户的当前状态。
（3）GPS 定位：通过搭载的GPS 模块，在求救模式中定位汽车的具体位置。
（4）发送求救短信：在求救模式中，运用GSM 模块将预设好格式的求救短信结合GPS 定位的经纬度信息发送给紧急联系人。
通过对系统进行调试，结果表明该系统能较好地实现上述功能，具有不错的实用性和有效性，可以提升使用汽车的安全性，更好地保障用户的安全。
基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目“基于移动互联
网项目式教学模式的改革与实践——以独立学院电子技术应用课程为例（2018533）”；湖北文理学院理工学院科研团队“智能技术应用创新团队（2019kytd001
）”。
图3 主流程图图4 GPS模块指示灯图
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