基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，包括藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器、藍(lán)牙式心跳頻率傳感器、呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置、車內(nèi)預(yù)警裝置和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈；藍(lán)牙式呼吸、心跳頻率傳感器實(shí)時(shí)采集駕駛員的呼吸和心跳頻率并傳輸給呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置，呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置判斷接收值是否在正常閾值范圍；如不在正常范圍內(nèi)，則通過(guò)車內(nèi)預(yù)警裝置向車內(nèi)發(fā)出提示音，若一段時(shí)間后駕駛員身體狀況仍未得到改善，再開啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈提醒過(guò)往車輛行人。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)駕駛員身體狀況監(jiān)測(cè)和識(shí)別，在不適宜駕駛時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，兼具車內(nèi)和車外預(yù)警功能，大大提高了預(yù)警系統(tǒng)的及時(shí)性和行駛的安全性。
【專利說(shuō)明】
基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車安全駕駛領(lǐng)域，特別涉及一種基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(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(wèn)題之一，已被公認(rèn)為當(dāng)今世界危害人類生命財(cái)產(chǎn)安全的第一大公害。歐美各國(guó)的交通事故分析統(tǒng)計(jì)表明，交通事故中80%-90%是由酒后駕駛、疲勞駕駛、藥后駕駛、身體不適駕駛以及駕駛過(guò)程中行為不當(dāng)?shù)热说囊蛩卦斐傻摹＿@些個(gè)人因素實(shí)際上是對(duì)自己生命以及他人生命的不尊重，只要通過(guò)恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)手段，當(dāng)駕駛員帶有上述不適宜駕駛的個(gè)人因素時(shí)，及時(shí)提醒駕駛員本人、車上乘客、過(guò)往車輛與行人，完全可以避免悲劇的發(fā)生。
[0003]安全行車系統(tǒng)主要包括駕駛員駕駛過(guò)程中身體狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與駕駛員不適宜繼續(xù)駕駛時(shí)預(yù)警兩大部分。從國(guó)內(nèi)外目前的研發(fā)情況來(lái)看，有些易造成交通事故的駕駛員個(gè)人因素?zé)o法監(jiān)測(cè)與預(yù)警如開車接聽電話，大多數(shù)安全行車系統(tǒng)僅側(cè)重于預(yù)防上述一種或兩種易造成交通事故的駕駛員個(gè)人因素。本實(shí)用新型在行車過(guò)程中可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上述所有易造成交通事故的個(gè)人因素，一旦發(fā)現(xiàn)駕駛員帶有上述因素，立即向車內(nèi)發(fā)出相應(yīng)提示音，提醒駕駛員本人及時(shí)調(diào)整，以及讓車內(nèi)乘客提高警惕及時(shí)提醒和協(xié)助駕駛員；若在一定時(shí)間內(nèi)，駕駛員沒有調(diào)整到良好駕駛狀態(tài)，本發(fā)明將向車外發(fā)出預(yù)警，提醒過(guò)往車輛及行人避讓危險(xiǎn)車輛，避免悲劇發(fā)生。
[0004]中國(guó)專利CN201220611959.5公開了一種基于脈搏信號(hào)的安全行車系統(tǒng)，中國(guó)專利 CN201510677997.9公開了一種基于Android智能手機(jī)的安全行車系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)都是通過(guò)采集駕駛員的某些身體信號(hào)作為判斷依據(jù)，實(shí)現(xiàn)安全行車功能。中國(guó)專利 CN201220611959.5通過(guò)戴在駕駛員手腕上的脈搏信號(hào)采集裝置采集脈搏信號(hào)，其問(wèn)題在于給駕駛員的日常駕駛帶來(lái)了諸多不便，駕駛員往往忘記或者不愿意戴脈搏信號(hào)采集裝置， 而導(dǎo)致該安全行車系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮作用。中國(guó)專利CN201510677997.9通過(guò)Android智能手機(jī)前置攝像頭采集駕駛員面部圖像，并基于PERCL0S指標(biāo)對(duì)駕駛員疲勞狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， Android智能手機(jī)后置攝像頭采集的當(dāng)前行車場(chǎng)景圖像。其問(wèn)題在于對(duì)駕駛員手機(jī)配置要求較高，較難實(shí)現(xiàn)，受特殊天氣影響較大，而且成本也很高?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員呼吸頻率和心跳頻率，可以根據(jù)駕駛員呼吸頻率和心跳頻率的值，判斷駕駛員是否處于正常駕駛狀態(tài)，如不在則及時(shí)發(fā)出預(yù)警，可最大限度的避免交通事故的發(fā)生。本實(shí)用新型的安全行車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目廣，便于推廣和提高行駛安全性。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007]基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，包括藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器、藍(lán)牙式心跳頻率傳感器、呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置、車內(nèi)預(yù)警裝置和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈；
[0008]所述呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置包括藍(lán)牙信號(hào)接收模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、 呼吸頻率及心跳頻率處理模塊和車輛預(yù)警控制模塊；
[0009]所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器通過(guò)藍(lán)牙與所述藍(lán)牙信號(hào)接收模塊相連，傳送呼吸頻率；
[0010]所述藍(lán)牙式心跳頻率傳感器通過(guò)藍(lán)牙與所述藍(lán)牙信號(hào)接收模塊相連，傳送心跳頻率；
[0011]所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)呼吸頻率和心跳頻率的正常閾值；
[0012]所述呼吸頻率及心跳頻率處理模塊通過(guò)比較所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器、藍(lán)牙式心跳頻率傳感器傳送的數(shù)據(jù)與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的正常閾值決定車輛預(yù)警控制模塊是否動(dòng)作；
[0013]所述車輛預(yù)警控制模塊分別與車內(nèi)預(yù)警裝置和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈相連，用于控制車內(nèi)預(yù)警裝置及危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈開啟或關(guān)閉。
[0014]進(jìn)一步，所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器內(nèi)置于安全帶中，所述藍(lán)牙式心跳頻率傳感器內(nèi)置于方向盤中。
[0015]進(jìn)一步，所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器及藍(lán)牙式心跳頻率傳感器均采用藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn) 2.0與藍(lán)牙信號(hào)接收模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)置于安全帶中的藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器及內(nèi)置于方向盤中的藍(lán)牙式心跳頻率傳感器實(shí)時(shí)采集駕駛員的呼吸頻率和心跳頻率， 不會(huì)給駕駛員的正常駕駛帶來(lái)不必要的麻煩，還能在駕駛員忘記系安全帶、駕駛過(guò)程中因各種因素導(dǎo)致手脫離方向盤以及駕駛員身體出現(xiàn)各種狀況時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警。如駕駛員的呼吸頻率和心跳頻率不在正常范圍內(nèi)，首先通過(guò)車內(nèi)預(yù)警裝置向車內(nèi)發(fā)出提示音，提醒駕駛員或車內(nèi)乘客監(jiān)督并協(xié)助駕駛員及時(shí)調(diào)整;若一段時(shí)間后駕駛員身體狀況仍未得到改善， 再開啟危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈提醒過(guò)往車輛行人注意避讓危險(xiǎn)車輛，兼具車內(nèi)和車外預(yù)警功能， 大大提高了預(yù)警系統(tǒng)的及時(shí)性和行駛的安全性。本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不受外界因素影響，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)。【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型所述基于呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型所述基于呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)的工作流程圖。【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0020]如圖1所示，所述基于呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，包括內(nèi)置于安全帶中的藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器1、內(nèi)置于方向盤中的藍(lán)牙式心跳頻率傳感器2、呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置3、車內(nèi)預(yù)警裝置4和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈5;呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置包括藍(lán)牙信號(hào)接收模塊3.1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3.2、呼吸頻率及心跳頻率處理模塊 3.3和車輛預(yù)警控制模塊3.4。[〇〇21] 藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器1的型號(hào)為HKH-11L，通信波特率為115200Hz，數(shù)據(jù)格式為1 個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)。[〇〇22] 藍(lán)牙式心跳頻率傳感器2的型號(hào)為HKX-08L，電源為3.6-4.2VDC，等機(jī)功耗為2mA， 發(fā)射功耗為20mA，關(guān)機(jī)功耗為0mA，通信波特率為19200Hz。[〇〇23]藍(lán)牙信號(hào)接收模塊3.1無(wú)外接電源，使用USB接口，其傳輸速率為3Mbps，工作頻率為2.4MHz，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)有效的工作半徑為10m。
[0024]藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器1根據(jù)駕駛員呼吸時(shí)腹部壓力的變化測(cè)出駕駛員的呼吸頻率，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)2.0藍(lán)牙與所述藍(lán)牙信號(hào)接收模塊3.1相連，傳送呼吸頻率；當(dāng)駕駛員兩只手握住方向盤時(shí)內(nèi)置在方向盤中的藍(lán)牙式心跳頻率傳感器2通過(guò)電極與人體接觸形成電流回路，測(cè)出駕駛員的心跳頻率，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)2.0藍(lán)牙與所述藍(lán)牙信號(hào)接收模塊3.1相連，傳送心跳波形數(shù)據(jù)。[〇〇25] 人體正常呼吸頻率為16-20次/min，成年人正常心跳頻率為60-100次/min。一般人喝酒后心跳頻率可以達(dá)到120次/min以上，疲勞時(shí)呼吸頻率明顯低于16次/min，吃藥后、吸毒后、哮喘、心腦血管疾病發(fā)作時(shí)呼吸頻率和心跳頻率都不在正常范圍內(nèi)。[〇〇26]所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3.2中的存儲(chǔ)器內(nèi)存有成年人正常呼吸頻率閾值和正常心跳頻率閾值;所述呼吸頻率及心跳頻率處理模塊3.3中的比較器通過(guò)比較所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器1、藍(lán)牙式心跳頻率傳感器2傳送的數(shù)據(jù)與所述所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3.2存儲(chǔ)的正常閾值，若接收值超出或低于正常閾值范圍，則根據(jù)實(shí)測(cè)值的范圍判斷駕駛員可能所處的狀態(tài):
[0027]1)若檢測(cè)到駕駛員呼吸頻率為零，說(shuō)明駕駛員沒有系安全帶。
[0028]2)若檢測(cè)到駕駛員心跳頻率為零，說(shuō)明駕駛員有一只手或兩只手脫離了方向盤。[〇〇29]3)若檢測(cè)到駕駛員呼吸頻率低于正常閾值，說(shuō)明駕駛員已進(jìn)入疲勞狀態(tài)或服用了具有催眠作用的藥品等。
[0030]4)若檢測(cè)到駕駛員呼吸頻率高于正常閾值，說(shuō)明駕駛員可能是哮喘等疾病發(fā)作。
[0031]5)若檢測(cè)到駕駛員心跳頻率高于正常閾值，說(shuō)明駕駛員可能是酒后駕駛、心臟病等疾病發(fā)作或者過(guò)度緊張。
[0032]6)若檢測(cè)到駕駛員心跳頻率低于正常閾值，說(shuō)明駕駛員可能服用了某些藥物或者某些心腦血管疾病發(fā)作。[〇〇33]當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到上述情況即駕駛員的呼吸頻率和心跳頻率不在正常閾值范圍，說(shuō)明此時(shí)駕駛員正處于不適于駕駛狀態(tài)，車輛預(yù)警裝置控制模塊3.4中的控制器控制車內(nèi)預(yù)警裝置4接通，向車內(nèi)發(fā)出提示音，提醒駕駛員或車內(nèi)乘客監(jiān)督并協(xié)助駕駛員及時(shí)調(diào)整。當(dāng)駕駛員呼吸頻率和心跳頻率恢復(fù)到正常閾值范圍，車輛預(yù)警裝置控制模塊3.4的控制器控制車內(nèi)預(yù)警裝置4關(guān)閉。若車內(nèi)預(yù)警裝置接通一定時(shí)間后，駕駛員的呼吸頻率及心跳頻率仍未恢復(fù)到正常閾值范圍，車輛預(yù)警裝置控制模塊3.4的控制器將控制汽車危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈5打開，提醒過(guò)往車輛行人注意避讓危險(xiǎn)車輛，如圖2所示。
[0034]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉相關(guān)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，包括藍(lán)牙式呼吸頻率傳 感器(1)、藍(lán)牙式心跳頻率傳感器(2)、呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置(3)、車內(nèi)預(yù)警裝 置(4)和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈(5);所述呼吸頻率及心跳頻率處理控制裝置包括藍(lán)牙信號(hào)接收模塊(3.1)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 (3.2)、呼吸頻率及心跳頻率處理模塊(3.3)和車輛預(yù)警控制模塊(3.4);所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器(1)通過(guò)藍(lán)牙與所述藍(lán)牙信號(hào)接收模塊(3.1)相連，傳送呼 吸頻率；所述藍(lán)牙式心跳頻率傳感器(2)通過(guò)藍(lán)牙與所述藍(lán)牙信號(hào)接收模塊(3.1)相連，傳送心 跳頻率；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(3.2)存儲(chǔ)呼吸頻率和心跳頻率的正常閾值；所述呼吸頻率及心跳頻率處理模塊(3.3)通過(guò)比較所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器(1)、藍(lán) 牙式心跳頻率傳感器(2)傳送的數(shù)據(jù)與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(3.2)存儲(chǔ)的正常閾值決定車輛 預(yù)警控制模塊(3.4)是否動(dòng)作；所述車輛預(yù)警控制模塊(3.4)分別與車內(nèi)預(yù)警裝置(4)和危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈(5)相連，用 于控制車內(nèi)預(yù)警裝置及危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈開啟或關(guān)閉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，其 特征在于，所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器(1)內(nèi)置于安全帶中，所述藍(lán)牙式心跳頻率傳感器 (2)內(nèi)置于方向盤中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于駕駛員呼吸頻率和心跳頻率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的安全行車系統(tǒng)，其 特征在于，所述藍(lán)牙式呼吸頻率傳感器(1)及藍(lán)牙式心跳頻率傳感器(2)均采用藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn) 2.0與藍(lán)牙信號(hào)接收模塊(3.1)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
【文檔編號(hào)】A61B5/0205GK205568935SQ201620191490
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】陳勇, 孫雙, 唐偉
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)