心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及駕駛員安全駕駛檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表。
【背景技術(shù)】
[0002]交通事故是當(dāng)前世界各國(guó)所面臨的嚴(yán)重社會(huì)問題之一，已被公認(rèn)為當(dāng)今世界危害人類生命安全的第一大公害，每年因交通事故的原因至少使50萬人死亡.歐美各國(guó)的交通事故統(tǒng)計(jì)分析表明，交通事故中80%?90%是人的因素造成的.根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全署的統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)的公路上，每年由于司機(jī)在駕駛過程中跌入睡眠狀態(tài)而導(dǎo)致大約10萬起交通事故，約有1500起直接導(dǎo)致人員死亡，711萬起導(dǎo)致人員傷害.在歐洲的情況也大致相同，如在德國(guó)境內(nèi)的高速公路上25%導(dǎo)致人員傷亡的交通事故，都是由疲勞駕駛引起的.根據(jù)2001年中國(guó)交通部的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)48 %的車禍由駕駛員疲勞駕駛引起，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十萬美元.有關(guān)汽車駕駛員的疲勞檢測(cè)問題，隨著高速公路的發(fā)展和車速的提高，目前已成為汽車安全研宄的重要一環(huán)。
[0003]打瞌睡是人的一種生理現(xiàn)象，它與人的身體和精神狀況的好壞、責(zé)任意識(shí)的高低等因素都有著密切的聯(lián)系而難以避免，疲勞駕駛是指駕駛員在一段時(shí)間的駕車之后所產(chǎn)生的反應(yīng)水平下降，導(dǎo)致不能正常駕車行駛.，駕駛員產(chǎn)生疲勞后，其心理狀態(tài)也會(huì)發(fā)生各種各樣的變化.，如視力下降，致使注意力分散、視野逐漸變窄；思維能力下降，致使反應(yīng)遲鈍、判斷遲緩、動(dòng)作僵硬、節(jié)律失調(diào)；自我控制能力減退，致使易于激動(dòng)、心情急躁或開快車等。因此研制一種能有效防止司機(jī)在駕駛過程中打瞌睡的系統(tǒng)就顯得非常必要。
[0004]為此，一些通過采集駕駛員面部圖象或眨眼頻率或眼睛睜開閉合程度來識(shí)別進(jìn)行駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)、進(jìn)而加以處理的專利被提出，典型的如CN101565036B、CN201578257、CN203480645等，現(xiàn)有技術(shù)存在如下不足之處:由于駕駛員相對(duì)于圖象采集設(shè)備并非處于相對(duì)完全靜止的狀態(tài)，此類通過圖象識(shí)別并處理的技術(shù)很難達(dá)到高準(zhǔn)確率，需要加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種針對(duì)駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)具有較高識(shí)別準(zhǔn)確率并能根據(jù)識(shí)別結(jié)果及時(shí)處理，以避免車輛處于危險(xiǎn)狀態(tài)的心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表。
[0006]本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思是:通過光電檢測(cè)模塊檢測(cè)駕駛員的心率、血氧飽和度等信號(hào)，判斷駕駛員的精神狀態(tài)，結(jié)合智能手機(jī)APP軟件參數(shù)設(shè)定，通過藍(lán)牙模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理結(jié)果的信號(hào)傳輸，最終驅(qū)動(dòng)相關(guān)電路進(jìn)行語音提示、振動(dòng)提醒或電脈沖警示，并可同時(shí)進(jìn)行功能性穴位電脈沖刺激。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0008]一種心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表，其特征在于:它包括表帶、裝有顯示屏的殼體、底蓋，安裝于殼體一側(cè)的按鍵、安裝于殼體內(nèi)的由光電檢測(cè)模塊、藍(lán)牙模塊、中央處理器、低頻電脈沖模塊、外圍管理電路、電源、電源管理電路及提示震動(dòng)裝置組成的機(jī)芯；
[0009]所述殼體內(nèi)側(cè)設(shè)置有便于光電檢測(cè)模塊工作的檢測(cè)窗口，所述電源管理電路連接電源，并與各電路、模塊及中央處理器連接，為上述各電路、模塊及中央處理器提供電源；
[0010]上述各電路、模塊分別連接中央處理器的各對(duì)應(yīng)端口，用于將數(shù)據(jù)信號(hào)輸入中央處理器或接受中央處理器的指令；
[0011]所述按鍵完成心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表的開關(guān)機(jī)及各參數(shù)值、參考值和設(shè)定值的手動(dòng)設(shè)定，并將以上數(shù)據(jù)信號(hào)輸入中央處理器；
[0012]所述藍(lán)牙模塊的信號(hào)輸出端接入中央處理器的相對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入端，用于將智能終端或智能手機(jī)上設(shè)定的各參數(shù)包括上述低頻電脈沖的模式、輸出功率、時(shí)間，通過藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)無線傳輸，并最終接入中央處理器；
[0013]所述光電檢測(cè)模塊采用反射式光路測(cè)量的方式，由一個(gè)可發(fā)射波長(zhǎng)630nm的LED光源、一個(gè)可發(fā)射波長(zhǎng)940nm的LED光源、光敏器件、跨阻放大器(TIA)組成，LED光源發(fā)出的光源經(jīng)上述檢測(cè)窗口照射人體，光敏器件安裝于上述檢測(cè)窗口內(nèi)可接受到的經(jīng)人體反射回的光的適當(dāng)位置；
[0014]光敏器件接受到的經(jīng)人體反射回的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電容積脈搏波(PPG)信號(hào)經(jīng)跨阻放大器(TIA)放大并輸出至中央處理器；
[0015]所述低頻電脈沖模塊與中央處理器連接，用于發(fā)生低頻電脈沖；它還包括至少一個(gè)與人體接觸的電極或一個(gè)用于接入與人體相接觸的電極的端口，上述低頻電脈沖模塊發(fā)生的低頻電脈沖最終接入上述與人體接觸的電極或電極的端口 ；
[0016]所述提示震動(dòng)裝置包括至少一個(gè)大功率的貼片馬達(dá)，其信號(hào)輸入端接入中央處理器的相對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸出端；
[0017]所述顯示屏連接中央處理器的相應(yīng)信號(hào)輸出端口，將相關(guān)數(shù)值及心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表的工作狀態(tài)在顯示屏上顯示，上述數(shù)值包括但不限于所有有關(guān)的參數(shù)值、參考值和設(shè)定值。
[0018]本實(shí)用新型的工作原理及工作過程如下:
[0019]將本實(shí)用新型戴在手腕上，首先利用智能終端或智能手機(jī)設(shè)定駕駛員的各參數(shù)值，包括檢測(cè)報(bào)警用參考值和提示震動(dòng)用參數(shù)值、低頻電脈沖參數(shù)值，其中，檢測(cè)報(bào)警用參考值包括光電容積脈搏波(PPG)信號(hào)參考值，用以檢測(cè)駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)，提示震動(dòng)用參數(shù)值包括發(fā)生低頻電脈沖的模式、輸出功率、時(shí)間，并通過藍(lán)牙模塊以實(shí)現(xiàn)無線傳輸，并最終將上述各參考值和參數(shù)值接入中央處理器；
[0020]本實(shí)用新型工作時(shí)，光電檢測(cè)模塊LED光源發(fā)射波長(zhǎng)為630nm、940nm光源，透過檢測(cè)窗口照射人體，其反射回的光電容積脈搏波(PPG)信號(hào)由光敏器件接受，經(jīng)跨阻放大器(TIA)放大輸出至中央處理器，并與光電容積脈搏波(PPG)信號(hào)參考值比較，以檢測(cè)駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)。
[0021]當(dāng)檢測(cè)結(jié)果顯示駕駛員處于疲勞狀態(tài)時(shí)，中央處理器給出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)提示震動(dòng)裝置中的貼片馬達(dá)開始工作，起震動(dòng)提示作用，同時(shí)驅(qū)動(dòng)低頻電脈沖模塊發(fā)生低頻電脈沖，其工作模式、輸出功率、時(shí)間按上述智能終端或智能手機(jī)設(shè)定并通過藍(lán)牙模塊無線傳輸?shù)膮?shù)值工作。上述發(fā)生的低頻電脈沖經(jīng)電極與人體接觸。
[0022]當(dāng)然，也可以直接在智能終端如智能手機(jī)上操作，并通過藍(lán)牙模塊直接控制上述提示震動(dòng)裝置及低頻電脈沖模塊的工作狀態(tài)。
[0023]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0024]通過智能終端或智能手機(jī)設(shè)置，無線控制低頻電脈沖模塊的刺激功率、頻率、時(shí)間及光電檢測(cè)模塊的連續(xù)性檢測(cè)頻率，健康數(shù)據(jù)周期分析，通過設(shè)定設(shè)置參考值實(shí)時(shí)檢測(cè)，并及時(shí)震動(dòng)提示和電脈沖刺激治療，具有較高識(shí)別準(zhǔn)確率高、體積小、功耗小、智能程度高。
[0025]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的藍(lán)牙模塊優(yōu)選采用德州儀器藍(lán)牙4.0，藍(lán)牙模塊內(nèi)置無線微控制器(MCU)模塊，該技術(shù)方案能有效控制體積，采用直驅(qū)控制。
[0026]上述技術(shù)方案中，不限于MCU與藍(lán)牙一體化封裝成一個(gè)1C。
[0027]上述技術(shù)方案中，光敏器件可為光電二極管。
[0028]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述低頻電脈沖模塊采用工作頻率段為1-lOOOHz。
[0029]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述的按鍵優(yōu)選采用機(jī)械按鍵，也可以是采用觸摸按鍵。
[0030]進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述電源管理保護(hù)電路至少包括電量檢測(cè)、穩(wěn)壓電路、具有過流保護(hù)、過欠壓保護(hù)電路，它還包括至少一個(gè)外接充電電源接口，所述電源輸出端與電源管理保護(hù)電路的信號(hào)輸入端相連接，電源管理保護(hù)電路的信號(hào)輸出端與MCU相應(yīng)輸入端相連接。
[0031 ] 上述技術(shù)方案提高了產(chǎn)品的可靠性且充電方便。
【附圖說明】
[0032]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的原理方框圖。
[0034]圖2為圖1所示實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3為圖1所示實(shí)施例配套使用的智能手機(jī)APP控制界面示意圖。
[0036]圖4-8為圖1所示實(shí)施例中各模塊單元的電原理圖。
[0037]其中，圖4中分別為A外圍電路、B電源單元、C中央處理器單元、D按鍵、E顯示單元的電原理圖。
[0038]圖5為藍(lán)牙單元的電原理圖。
[0039]圖6為光電檢測(cè)單元的電原理圖。
[0040]圖7為提示震動(dòng)單元的電原理圖。
[0041]圖8為低頻電脈沖單元的電原理圖。
[0042]圖中序號(hào)分別為:1、中央處理器；2、藍(lán)牙模塊；3、低頻電脈沖模塊；4、光電檢測(cè)模塊；5、顯示屏電路；6、按鍵；7、提示震動(dòng)裝置；8、外圍管理電路；9、電源管理電路；10、充電電池；11、外接充電電源接口 ；12、顯示窗口 ；13、充電電池；14、防水殼；15、表帶；16、顯示屏；17、機(jī)芯；18、底蓋；19、底蓋；20、低頻電脈沖電極。
【具體實(shí)施方式】
[0043]參見附圖1-8，本實(shí)用新型實(shí)施例所示的心率連續(xù)監(jiān)控防瞌睡表，考慮到元器件體積大小及使用舒適度，采用一根表帶15上的雙殼體結(jié)構(gòu)，表帶15采用環(huán)保熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)，其中，殼體II由防水殼14、安裝于防水殼14內(nèi)的充電電池13、低頻電脈沖模塊3、低頻電脈沖電極20、底蓋19組成。防水殼14的側(cè)壁上設(shè)置有外接充電電源接口11;
[0044]殼體I由帶有顯示窗口 12的面板、安裝于殼體I的帶有顯示屏16的機(jī)芯、帶有檢測(cè)窗口(圖中未標(biāo)示)的底蓋18。殼體I的側(cè)壁上還設(shè)置有按鍵6。
[0045]上述機(jī)芯17由中央處理器(MCU)l、藍(lán)牙模塊2、光電檢測(cè)模塊4、顯示屏電路5、提示震動(dòng)裝置7、外圍管理電路8、電源管理電路9組成，其中，提示震動(dòng)裝置7中的振動(dòng)元件采用一個(gè)大功率的貼片馬達(dá)。
[0046]上述各電路、模塊分別連接中央處理器的各對(duì)應(yīng)端口，用于將數(shù)據(jù)信號(hào)輸入中央處理器或接受中央處理器的指令。
[0047]殼體I與殼體II間也有若干電信號(hào)線連接，用于連接充電電池13、低頻電脈沖模塊3