Nghiên cứu biện pháp nâng cao tính năng an toàn cho hành khách trên ô tô: Hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô

Bài viết Nghiên cứu biện pháp nâng cao tính năng an toàn cho hành khách trên ô tô: Hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô trình bày cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động mô hình hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô; Thiết kế và lắp ráp mô hình hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu biện pháp nâng cao tính năng an toàn cho hành khách trên ô tô: Hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP NÂNG CAO TÍNH NĂNG AN TOÀN CHO HÀNH KHÁCH TRÊN Ô TÔ: HỆ THỐNG CẢNH BÁO BỎ QUÊN TRẺ EM TRÊN Ô TÔ Phạm Đức Công, Nguyễn Thị Mai Hương* Huỳnh Trung Thảo; Nguyễn Thành Trung; Trương Hoàng Phúc** *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh **Viện Công nghệ Việt Nhật, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bản TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu biện pháp nâng cao tính năng an toàn cho hành khách trên ô tô với mong muốn đóng góp cho xã hội, giảm thiểu những rủi ro ngoài ý muốn, tập trung nghiên cứu và thiết kế mô hình cảnh báo bỏ quên hành khách trên xe mà chủ yếu là trẻ nhỏ nhằm làm giảm tối đa số trẻ em bị bỏ quên trên xe mà vẫn đảm bảo yêu cầu phù hợp với nhu cầu tiêu dùng của mọi người. Hệ thống được lắp đặt camera quét khoang xe nhận diện hành khách. Trường hợp camera quét không có người thì hệ thống vào trạng thái chờ đến khi xe khởi động lại. Trường hợp nhận biết có người thì mạch điều khiển xử lý thông tin, đưa ra các tín hiệu còi báo, kích hoạt hạ kính và gửi tin nhắn cảnh bảo đến số điện thoại đã đăng ký. Hệ thống sau khi được tính toán, thiết kế, lắp ráp, đưa ra thử nghiệm và đã có thể hoạt động tốt. Từ khóa: an toàn, bỏ quên, camera, nhận diện, trẻ em. 1. GIỚI THIỆU Ở Việt Nam ngành công nghiệp ô tô đa phần là lắp ráp, bảo dưỡng và sửa chữa. Tuy nhiên, với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã dần đưa các công nghệ tiên tiến hiện đại ứng dụng vào chế tạo và lắp đặt ô tô. Trong đó, lĩnh vực an toàn trên ô tô là một phần rất quan trọng. Hiện nay đã có rất nhiều trường hợp bỏ quên trẻ em trong xe gây ra hậu quả nghiêm trọng có thể dẫn đến tử vong. Số liệu do Uỷ ban An toàn Quốc gia Mỹ công bố đầu tháng 8 cho thấy trung bình mỗi năm có 38 trẻ em nước này thiệt mạng vì sốc nhiệt trong ô tô. Khi xe ô tô đóng cửa, tắt máy dưới trời nắng, nhiệt độ trong xe sẽ tăng lên rất nhanh, khoảng gấp rưỡi nhiệt độ bên ngoài trong vòng một tiếng, với mức tăng thêm 3÷6 độ sau mỗi 10 phút. Khi trẻ bị sốc nhiệt sẽ tác động đến toàn bộ cơ quan trong cơ thể như hạ huyết áp, nhịp tim nhanh, suy thận, suy gan, tổn thương não, hôn mê,… Nếu nhiệt độ trong cơ thể trẻ đạt tới hơn 40°C, các cơ quan của trẻ sẽ ngừng hoạt động và khi nhiệt độ cơ thể đạt tới 41,6°C thì nguy cơ tử vong cao. 111 Trên thực tế đó, đã có nhiều giải pháp nghiên cứu về hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô. Nhưng vẫn chưa mang lại hiệu quả cao mà giá thành lại cao. Từ những điều đó nhóm đã nghiên cứu, phát triển thành công “Hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô”. Nghiên cứu này ứng dụng camera cho việc xác định có người còn ở trên xe khi xe ngừng hoạt động. 2. CẤU TẠO, CHỨC NĂNG VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO BỎ QUÊN TRẺ EM TRÊN Ô TÔ Hệ thống bao gồm: - Camera Webcame Logitech C270 HD 720P: Điều chỉnh ánh sáng tự động giúp xuất hiện với màu sắc tự nhiên, chân thật. Có chức năng nhận diện người và đưa hình ảnh về hệ thống điều khiển để xử lý; - Bộ xử lý trung tâm là mạch Raspberry Pi 3 Model B+: Thu thập và xử lí tín hiệu từ camera, từ đó điều khiển các tín hiệu cảnh báo; - Module Sim 808: Được xây dựng dựa trên Sim808 của SIMCOM, hỗ trợ GSM/GPRS với 4 băng tần và công nghệ định vị vệ tinh GPS. Module Sim808 có GPS với độ nhạy cao với 22 kênh theo dõi và 66 kênh tiếp nhận. Bên cạnh đó, hỗ trợ công nghệ A-GPS, giúp cho việc định vị được chính xác hơn, ngay cả khi thiết bị ở trong nhà. Có chức năng gửi tin nhắn cho những số điện thoại mà đã được cài đặt từ trước; - Còi báo hiệu: Âm thanh to, rõ ràng, không gây ù tai trong mọi điều kiện và góc truyền âm rộng. Có chức năng cảnh báo những người xung quanh xe; - Mạch giảm áp: Mạch giảm áp DC LM2596 3A nhỏ gọn có khả năng giảm áp từ 30V xuống 1,5V mã vẫn đạt hiệu suất cao (92%). Thích hợp cho các ứng dụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị như camera, motor, robot,…; - Relay: Dòng điện chuyển mạch 10A, kích thước 18,4 x 10,2 x 15,3mm; - Motor hạ kính: Có chức năng nâng hạ kính với cường độ dòng điện 2A, hiệu điện thế 12V. Nguyên lý hoạt động: - Mở chìa khoá (trạng thái ON): hệ thống rơi vào trạng thái chờ. - Tắt chìa khoá (trạng thái Lock), sau 6 phút, mạch điều khiển nhận tín hiệu từ transistor NPN (ở mức thấp) thì camera nhận diện hoạt động trong vòng 30 giây để tiến hành quét khoang xe. - 112 Hình 1. Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động hệ thống cảnh báo bỏ quên trẻ em trên ô tô ▪ Trường hợp camera không nhận biết có người thì mạch điều khiển sẽ không thực hiện các bước tiếp theo. Sau đó, camera dùng hoạt động (đèn camera tắt) hệ thống sẽ vào trạng thái chờ cho đến khi xe được khởi động lại. ▪ Trường hợp camera nhận biết có người thì mạch điều khiển nhận thông tin từ camera. Sau đó, mạch điều khiển sẽ xử lý thông tin và triển khai các bước theo thứ tự (kích hoạt hạ kính trong 5 giây, kích hoạt còi báo ngoài đến khi nhận được tin nhắn “STOP”). Module sim sẽ gửi tin nhắn cảnh báo liên tục về cho các số điện thoại đã được cài đặt trước đó với câu lệnh “A person still in car”. Sau khi các số điện thoại nhận được tin nhắn, phản hồi lại với cú pháp “STOP”. Hệ thống quay trở lại trang thái chờ khi module sim nhận được tin nhắn “STOP” hoặc khi mở chìa khoá. 3. THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP MÔ HÌNH HỆ THỐNG CẢNH BÁO BỎ QUÊN TRẺ EM TRÊN Ô TÔ Kết quả lắp ráp các linh kiện, các bộ phận chi tiết và kết nối các giắc nối được sản phẩm thực tế như thể hiện trong hình. 113 Hình 2. Bộ xử lý hệ ...