一种基于多参数检测的机长状态报警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及身体状态检测领域，尤其涉及一种基于多参数检测的机长状态报警方法。
【背景技术】
[0002]在飞机行驶过程中，机长的驾驶状态非常重要，一方面，可能出现机长精神过度紧张或者患病的情况，如果不通知其他人员进行抢救和替换驾驶，很容易造成人员伤亡的经济损失，另一方面，也可能出现机长危险驾驶甚至劫机的情况，这时通常机长的生理参数会出现一些预兆，如果能够预测机长的这些预兆，MH370的悲剧也许不会发生。
[0003]然而，现有技术中缺乏对驾驶飞机的机长的有效生理参数检测机制，同时，也缺乏相应的生理参数报警机制和能够供应给被隔离在驾驶舱之外的乘客的紧急通话通道。
[0004]因此，本发明提出了一种基于多参数检测的机长状态报警系统，能够及时了解驾驶位置的机长的心电图信号和脑电波信号，一旦出现异常时，立即报警并迅速启动紧急通话通道供被隔离在驾驶舱之外的乘客使用，有效避免飞行危机的进一步蔓延。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于多参数检测的机长状态报警系统，引入高效、冗余度低的心电图监控子系统、脑电波监控子系统对驾驶位置处的机长的生理状态进行检测，并在发现异常时立即为驾驶舱外的乘客启动紧急按键式通话设备，从而能够保持飞机与地面的通信畅通。
[0006]根据本发明的一方面，提供了一种基于多参数检测的机长状态报警系统，所述报警系统包括心电图监控子系统、脑电波监控子系统和DSP处理芯片，所述心电图监控子系统用于提取驾驶舱内的机长的心电图参数，所述脑电波监控子系统用于提取驾驶舱内的机长的脑电波参数，所述DSP处理芯片与所述心电图监控子系统和所述脑电波监控子系统分别连接，根据所述心电图监控子系统和所述脑电波监控子系统的提取结果确定是否进入紧急状态。
[0007]更具体地，在所述基于多参数检测的机长状态报警系统中，还包括:检测电极，设置在机长头部上，用于检测大脑的神经元活动通过离子传导到达大脑皮层而形成的电压变化量；前置差分放大器，与所述检测电极连接，用于对所述电压变化量进行放大；低通滤波器，与所述前置差分放大器连接，用于将放大后的电压变化量进行100Hz低通滤波，以输出第一滤波信号；两级工频陷波器，与所述低通滤波器连接，用于对所述第一滤波信号进行两级工频陷波处理，以输出陷波信号；高通滤波器，与所述两级工频陷波器连接，用于对所述陷波信号进行0.1Hz高通滤波，以输出第二滤波信号；电平调节电路，与所述高通滤波器连接，对所述第二滤波信号进行电平调节处理，以为后续模数转换做准备；第一模数转换电路，与所述电平调节电路连接，将经过电平调节处理后的第二滤波信号进行8位的模数转换，以获得机长的脑电波数字信号；信号采集设备，包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器，所述多个医用电极分别设置在机长体表处的多个固定位置，用于提取机长心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压，每一个运动轨迹传感器紧邻一个医用电极放置，用于提取对应位置处机长因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号；运动轨迹消除设备，与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器别连接，将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生的漂移心电电压信号求和，以获得对应的目标电压；导联电路，与所述运动轨迹消除设备连接，用于接收多个目标电压，基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出；信号放大电路，与所述导联电路连接，用于接收所述心电电压差并对所述心电电压差放大；带通滤波电路，与所述信号放大电路连接，用于滤除放大后的心电电压差中的噪声成分以获得滤波电压差；第二模数转换电路，与所述带通滤波电路连接，用于对滤波电压差进行模数转换，以获得数字化电压差；心电图参数提取电路，与所述第二模数转换器连接，基于所述数字化电压差提取机长的窦性心率和QT间期；警示屏，与DSP处理芯片连接，用于在接收到异常状态信号时，显示按键通话字符，在接收到正常状态信号时，不进行显示操作；紧急按键，设置在飞机乘客舱舱体上，位于所述警示屏旁边；按键驱动设备，与所述紧急按键连接，用于在接收到所述紧急按键上的按压操作时，发出电源供应信号；无线通信设备，设置在飞机乘客舱舱体上，位于所述警示屏旁边，用于将外部人员的通话信息通过无线通信链路发送到远端的运营管理中心处的服务器；开关切换设备，与所述按键驱动设备连接，在接收到所述电源供应信号时，打开所述独立供电设备和所述无线通信设备之间的连接通道以保持所述独立供电设备对所述无线通信设备的电力供应；独立供电设备，与所述警示屏、所述按键驱动设备、所述开关切换设备和所述无线通信设备分别连接，仅为所述警示屏、所述按键驱动设备、所述开关切换设备和所述无线通信设备提供电力供应；DSP处理芯片，与所述第一模数转换电路和所述心电图参数提取电路分别连接，用于分别接收脑电波数字信号、窦性心率和QT间期，当所述脑电波数字信号中出现α波和β波时，输出浅睡眠识别信号，当所述脑电波数字信号中出现Θ波和δ波时，输出深睡眠识别信号，当所述窦性心率在预设窦性心率范围之外时，发出窦性心率异常识别信号，当所述QT间期在预设QT间期范围之外时，发出QT间期异常识别信号；其中，当DSP处理芯片发出浅睡眠识别信号、深睡眠识别信号、窦性心率异常识别信号或QT间期异常识别信号时，DSP处理芯片同时发出异常状态信号，否则，DSP处理芯片同时发出正常状态信号。
[0008]更具体地，在所述基于多参数检测的机长状态报警系统中:所述两级工频陷波器采用带通滤波抵消方式设计，用于抵消所述第一滤波信号中的工频分量。
[0009]更具体地，在所述基于多参数检测的机长状态报警系统中:所述工频分量为50Hz频率分量。
[0010]更具体地，在所述基于多参数检测的机长状态报警系统中:所述心电电压差包括多个电压差。
[0011]更具体地，在所述基于多参数检测的机长状态报警系统中:所述第一双路运算放大器和所述第二双路运算放大器都为TI公司的双路运算放大器。
【附图说明】
[0012]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0013]图1为本发明的基于多参数检测的机长状态报警系统的第一实施例的结构方框图。
[0014]附图标记:1心电图监控子系统；2脑电波监控子系统；3DSP处理芯片
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明的基于多参数检测的机长状态报警系统的实施方案进行详细说明。
[0016]飞机的事故率虽然比火车低，但是飞机一旦失事，将会有很少人生还甚至无人生还。而且飞机与地面失去联系，就无法安全飞行。因此驾驶飞机的机长需要训练有素并保持高度的专注力。然而，机长也会出现状态异常的情况发生，有主观的因素，也有客观的因素，这种异常状态在生理参数上都会出现一些预兆。而现有技术中并没有这些预兆的检测方案，更不用说在检测预兆后及时为乘客提供与外界联系的紧急通话机制了。
[0017]为此，本发明搭建了一种基于多参数检测的机长状态报警系统，采用高精度的心电图监控设备和脑电波监控设备对机长的心电图参数和脑电波参数进行及时检测和报警，并在识别到机长状态异常时，及时启动按键式紧急通话设备，快速恢复与地面通讯站的通
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[0018]图1为本发明的基于多参数检测的机长状态报警系统的第一实施例的结构方框图，所述报警系统包括心电图监控子系统、脑电波监控子系统和DSP处理芯片，所述心电图监控子系统用于提取驾驶舱内的机长的心电图参数，所述脑电波监控子系统用于提取驾驶舱内的机长的脑电波参数，所述DSP处理芯片与所述心电图监控子系统和所述脑电波监控子系统分别连接，根据所述心电图监控子系统和所述脑电波监控子系统的提取结果确定是否进入紧急状态。
[0019]接着，继续对本发明的基于多参数检测的机长状态报警系统的第二实施例进行具体说明。
[0020]所述报警系统包括:检测电极，设置在机长头部上，用于检测大脑的神经元活动通过离子传导到达大脑皮层而形成的电压变化量；前置差分放大器，与所述检测电极连接，用于对所述电压变化量进行放大；低通滤波器，与所述前置差分放大器连接，用于将放大后的电压变化量进行100Hz低通滤波，以输出第一滤波信号；两级工频陷波器，与所述低通滤波器连接，用于对所述第一滤波信号进行两级工频陷波处理，以输出陷波信号；高通滤波器，与所述两级工频陷波器连接，用于对所述陷波信号进行0.1Hz高通滤波，以输出第二滤波信号。
[0021]所述报警系统包括:电平调节电路，与所述高通滤波器连接，对所述第二滤波信号进行电平调节处理，以为后续模数转换做准备；第一模数转换电路，与所述电平调节电路连接，将经过电平调节处理后的第二滤波信号进行8位的模数转换，以获得机长的脑电波数字信号；信号采集设备，包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器，所述多个医用电极分别设置在机长体表处的多个固定位置，用于提取机长心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压，每一个运动轨迹传感器紧邻一个医用电极放置，用于提取对应位置处机长因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号。
[0022]所述报警系统包括:运动轨迹消除设备，与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器别连接，将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生的漂移心电电压信号求和，以获得对应的目标电压；导联电路，与所述运动轨迹消除设备连接，用于接收多个目标电压，基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出；信号放大电路，与所述导联电路连接，用于接收所述心