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随着人口老龄化，空巢老人独处家中缺乏安全保障的情况逐渐增多。同时，由于工作压力的加大和生活节奏的加快，中年人在家中突发意外的情况也时有发生，也是因为家中缺乏得力的监护而未能得到及时救治。因此，为保障人们的生活质量和身体健康，提高家庭监护自动化水平已成为当务之急。
研发智能车
实现家庭安全移动监护
市场调研得知，一套视频监控系统少则几千元多则几万元。我研究开发的这款经济适用、安全监护智能车，集监护功能和报警功能于一身，实现人体的安全监护。它能做到跌倒检测、自动避障、语音提示、可燃气体检测，实现了实时检测与报警，可满足普通家庭中的智能化监护需求。
我到电子城选购所需电子元器件，亲自动手焊电路板，完成了超声波电路制作。我又上网选购了4轮小车、热释电红外传感器模块、语音录放模块、气敏元件，设计并制作相应的电路板，选用了可编程控制器，进行了PLC软件设计和调试，通过反复实验，解决系统的稳定性和可靠性。经过应用验证，家庭安全移动监护智能车的各项性能指标均达到了设计要求。
监护五功能
PLC控制系统是核心
我采用了PLC作为控制器，它是一种网络化可编程控制器，比单片机更加高级、更加稳定可靠，与设备之间通过Zigbee无线通信来实现通信，低功耗、低成本、低速率、高通讯效率、高安全度。这辆智能车的一切操作均由PLC来处理，是整个系统设计中最核心的部分。
智能车首先实现人体的安全监护，它采用热释电红外传感器和超声波传感器，探测人的状态。其二实现自动避障，超声波传感器配合车头处两个微动开关，检测前方有无障碍物。其三实现语音提示功能，当人进屋，红外传感器发现信号，提示“请关门”；当人准备休息，则提示“请检查门窗”“请关灯”；当发现可燃气超标，则提示“请检查煤气”。其四实现可燃气体检测，MQ-2可燃气体传感器给出电压信号，经放大比较进入PLC的DI口，给出报警信号。其五当有各种异常情况时，通过PLC与GPRS模块通信，发送报警短信。
人体方位检测
从盲区进入高灵敏区
热释电红外传感器前端有一个菲涅尔透镜，检测人体辐射的红外信号时形成一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入。
人体辐射的红外线中心波长为9~10 um，我在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，通光波长范围为7~10 um，适合人体红外辐射的探测，其他波长的红外线由滤光片予以吸收。每个红外传感器检测幅度角为110°，将两个传感器按图1所示位置摆放，二者交叠范围为20°。当两个传感器都检测到信号时，就可确定人在车头方向上，实现了人的方位判定。
当人由原地站立发生跌倒时，在地面上的身体长度会不同，通过超声波检测车与人的距离，长时间恒定，则认定人已跌倒。发射装置发出超声波，接收到超声波的时间差可算出距离。
设置三种模式
人机互动安全监护
安全移动监护智能车是自动化水平高、功能全面的智能系统，适于老人监护、病房护理和家庭安全监控。根据需要选择设置三种工作模式，分别是监护模式、遥控模式和安防模式，通过开关切换实现。智能车除自动行驶外，还可以使用遥控器通过Zigbee无线通信进行控制。移动性强、扩展性强、集成度高，同时具备语音提示与短信报警功能，提高了人机互动性。
历时一年的探索实践，从设计到研制，我熟悉了电子元器件，也学会了遇到问题怎样通过查阅资料来解决。通过学习PLC编程技术，我对PLC及其工作方式、原理有了深入的理解，编写智能车在自动运行时跟踪人体的程序，以及人体跌倒状态判断程序，都让我受益匪浅，提高了我的自主学习和动手能力，对计算机和自动控制方面的科学研究兴趣更加浓厚。创新实践活动富于挑战，真是其乐无穷。
（本项目获得第20届全国发明展览会金奖。作者：辽宁省大连市育明高级中学学生；指导教师 ：王震春）
研发智能车
实现家庭安全移动监护
市场调研得知，一套视频监控系统少则几千元多则几万元。我研究开发的这款经济适用、安全监护智能车，集监护功能和报警功能于一身，实现人体的安全监护。它能做到跌倒检测、自动避障、语音提示、可燃气体检测，实现了实时检测与报警，可满足普通家庭中的智能化监护需求。
我到电子城选购所需电子元器件，亲自动手焊电路板，完成了超声波电路制作。我又上网选购了4轮小车、热释电红外传感器模块、语音录放模块、气敏元件，设计并制作相应的电路板，选用了可编程控制器，进行了PLC软件设计和调试，通过反复实验，解决系统的稳定性和可靠性。经过应用验证，家庭安全移动监护智能车的各项性能指标均达到了设计要求。
监护五功能
PLC控制系统是核心
我采用了PLC作为控制器，它是一种网络化可编程控制器，比单片机更加高级、更加稳定可靠，与设备之间通过Zigbee无线通信来实现通信，低功耗、低成本、低速率、高通讯效率、高安全度。这辆智能车的一切操作均由PLC来处理，是整个系统设计中最核心的部分。
智能车首先实现人体的安全监护，它采用热释电红外传感器和超声波传感器，探测人的状态。其二实现自动避障，超声波传感器配合车头处两个微动开关，检测前方有无障碍物。其三实现语音提示功能，当人进屋，红外传感器发现信号，提示“请关门”；当人准备休息，则提示“请检查门窗”“请关灯”；当发现可燃气超标，则提示“请检查煤气”。其四实现可燃气体检测，MQ-2可燃气体传感器给出电压信号，经放大比较进入PLC的DI口，给出报警信号。其五当有各种异常情况时，通过PLC与GPRS模块通信，发送报警短信。
人体方位检测
从盲区进入高灵敏区
热释电红外传感器前端有一个菲涅尔透镜，检测人体辐射的红外信号时形成一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入。
人体辐射的红外线中心波长为9~10 um，我在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，通光波长范围为7~10 um，适合人体红外辐射的探测，其他波长的红外线由滤光片予以吸收。每个红外传感器检测幅度角为110°，将两个传感器按图1所示位置摆放，二者交叠范围为20°。当两个传感器都检测到信号时，就可确定人在车头方向上，实现了人的方位判定。
当人由原地站立发生跌倒时，在地面上的身体长度会不同，通过超声波检测车与人的距离，长时间恒定，则认定人已跌倒。发射装置发出超声波，接收到超声波的时间差可算出距离。
设置三种模式
人机互动安全监护
安全移动监护智能车是自动化水平高、功能全面的智能系统，适于老人监护、病房护理和家庭安全监控。根据需要选择设置三种工作模式，分别是监护模式、遥控模式和安防模式，通过开关切换实现。智能车除自动行驶外，还可以使用遥控器通过Zigbee无线通信进行控制。移动性强、扩展性强、集成度高，同时具备语音提示与短信报警功能，提高了人机互动性。
历时一年的探索实践，从设计到研制，我熟悉了电子元器件，也学会了遇到问题怎样通过查阅资料来解决。通过学习PLC编程技术，我对PLC及其工作方式、原理有了深入的理解，编写智能车在自动运行时跟踪人体的程序，以及人体跌倒状态判断程序，都让我受益匪浅，提高了我的自主学习和动手能力，对计算机和自动控制方面的科学研究兴趣更加浓厚。创新实践活动富于挑战，真是其乐无穷。
（本项目获得第20届全国发明展览会金奖。作者：辽宁省大连市育明高级中学学生；指导教师 ：王震春）