一种基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统的制作方法

本发明涉及一种车辆内部乘客安全防护领域，特别是涉及一种车辆内部乘客生命体征监测、预警及求救系统。

背景技术

研究表明，心脑血管疾病、高热抽搐、晕厥、休克等是威胁人们生命安全的急性病症。在日常生活中，像车内乘客或司机由于乘客自身身体不适而突发急性病症且未被及时发现所引发严重事故，以及在交通事故发生后因未能及时预警求救而使车内乘客面临危险、突发危险伤害的事例时有发生。日本等发达国家已研发出利用车内座椅感应系统来感应司机在开车过程中是否处于困顿睡眠状态并及时叫醒的先进技术，但基于外接传感器系统来监测乘客生命体征并及时进行预警、求救的系统却少之又少，且随着自主车辆技术不断完善，自主车辆大时代必将到来。在这样的背景下，若在自主车辆行车过程中能对乘客的生命体征进行实时监测并进行预警及求救，就能避免如上情况，保证车内乘客的生命安全。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种在自主车辆行驶过程中，通过外接传感器系统监测乘客身体状况，并在检测到突发急症状况时能及时进行预警及求救的系统。

其特征在于，所述的基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统包括车门启闭记录模块、车内人数检测模块、后台数据库模块、生命体征数据采集模块、数据处理模块、预警模块、语音振动提醒模块、紧急救援模块及自备电源模块；

其中，所述的车内人数检测模块输入端口与车门启闭记录模块输出端口进行连接，其输出端口分别与生命体征数据采集模块输入端口、语音振动提醒模块输入端口进行连接；所述的数据处理模块输入端口分别与生命体征数据采集模块输出端口、后台数据库模块输出端口进行连接，其输出端口分别与语音振动提醒模块输入端口、预警模块输入端口进行连接；所述的紧急救援模块输入端口与语音振动提醒模块输出端口进行连接；所述的自备电源模块输入端口与车辆蓄电池进行连接，其输出端口与其他所有模块输入端口进行连接，保证系统持续供电；

所述的车门启闭记录模块，用于判断车门启闭状态；

所述的车内人数检测模块，用于检测车内乘客人数；

所述的后台数据库模块，用于存储各突发急症状况下各生命体征指标的参数阈值组；

所述的生命体征数据采集模块，用于外接各传感器系统，实时采集乘客的生命体征数据；

所述的数据处理模块，用于处理由生命体征数据采集模块所采集的数据，并与后台数据库模块中参数阈值组进行比对分析，判断是否为突发急症；

所述的预警模块，用于向监护人端口及就近医院端口发送预警信号及病患所检测数据的分析结果，实时上传车辆gps位置，自动结束既定行程切换目的地为就近医院，通过车联网信息交互端口向周边车辆、行人发送警示信息提醒避让；

所述的语音振动提醒模块，用于唤醒病患，提醒车内其他乘客并说明病患所患病症；

所述的紧急救援模块，用于指导车内其他乘客（如有）对病患进行紧急救援；

所述的自备电源模块，用于系统供电且防火防爆，以保证系统持续供电、正常工作。

进一步的，所述的突发急症状况包括两部分，一是由于交通事故而使乘客面临危险所引发的突发危险伤害，二是由于乘客自身身体不适所引发的突发急症；所述的预警及求救系统是作为一项在自主车辆智能操控平台上开发的能够对乘客生命体征进行监测，并能及时预警、求救的系统。

进一步的，所述车门启闭记录模块是通过位于车门锁卡扣的压力传感器来检测车门的启闭状态，当压力传感器测量压力为0时，代表车门打开，反之车门关闭。

进一步的，所述的生命体征数据采集模块是通过外接传感器系统来实时采集乘客生命体征数据，所采集的初始数据置于该模块内部文件夹中，文件夹数目与车内座椅数目一致，且一一对应，分别为p1，p2，p3，p4……pn，其中n为座椅数目；所述的外接传感器系统包括座椅传感器系统、乘客所戴智能手环以及智能手机；所述的座椅传感器系统包括座椅重量传感器、热释电人体红外线传感器、呼吸感应器、血压传感器、脉搏传感器、体温传感器、声音传感器，以及座椅感应传感器；所测生命体征包括呼吸频率a0、血压a1、心率a2、脉搏a3、体温a4、声音a5以及抖动抽搐a6。

进一步的，所述的数据处理模块是设置成以3分钟为一个数据处理周期，将由生命体征数据采集模块中各文件夹传送的数据与后台数据库中的参数阈值组进行比对，判断是否为突发急症，并将每个数据处理周期的分析结果进行存档，置于该模块内部文件夹中，文件夹的设置同生命体征数据采集模块中文件夹与座椅的对应关系一致，分别为q1，q2，q3，q4……qn，其中n为座椅数目。

所述的语音振动提醒模块是通过车内扬声器、视频播放器配合座椅振动来唤醒病患，提醒车内其他乘客并说明病患疑患病症，提醒其及时救助。

一种基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救方法，其特征在于，包括：

s1.在后台数据库模块中设置并存储各突发急症状况下各生命体征指标的参数阈值组；

s2.根据车门启闭记录模块中的压力传感器所测数据，判断各车门启闭状态，若车门开启，则车内人数检测模块开始工作；若车门未开启，则返回原始待机状态；

s3.车内人数检测模块通过座椅重量传感器、座椅感应传感器和热释电人体红外线传感器来检测车内人数，若检测有人，则生命体征数据采集模块开始工作；若检测无人，则返回原始待机状态；

s4.生命体征数据采集模块实时采集车内各乘客的生命体征数据，将数据存储至相应文件夹中，并将各文件夹内部数据分别独立地传送给数据处理模块；

s5.数据处理模块以3分钟为一数据处理周期，将由生命体征数据采集模块传送的各文件夹中的数据与后台数据库中各参数阈值组相比对，并将各组数据的比对分析结果分别存储在数据处理模块内部相应文件夹中，若比对分析结果符合对应突发急症的参数阈值组，则预警模块开始工作；若非突发急症，则返回s4；

s6.预警模块通过医院急救中心端口向就近医院发送预警信息及数据比对分析结果，通过车联网信息交互端口向周边车辆、行人发送警示信息提醒避让，同时操控车内空调系统、车窗系统以及制氧机（如有），保证车内维持适宜的温度及含氧量；若自主车辆仍可正常启动行驶，则自动结束既定行程切换目的地为就近医院，若自主车辆无法正常启动行驶，则实时上传gps位置并与急救车辆进行交互；若检测车内存在除病患外的其他人，则开启语音振动提醒模块，唤醒病患，提醒车内其他乘客并说明病患所患病症，同时紧急救援模块开始工作；若车内除病患外无其他人，则通过监护人端口向监护人发送预警信号和数据对比分析结果；

s7.紧急救援模块通过在车内播放器播放紧急救援视频，指导其他乘客应用车内相应的救援工具对病患采取合理的紧急救援措施；

s8.自备电源模块作为系统供电模块，由车辆蓄电池单向供电，并在蓄电池无法正常工作的情况下仍能够持续供电5小时，保证整个预警及求救系统的持续运转。

基于以上技术方案，本发明利用外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统具备以下优势：

本发明能够在自主车辆行驶过程中，对车内乘客的生命体征进行实时监测，并在由于交通事故而使乘客面临危险所引发突发危险伤害时或由于乘客自身身体不适而突发急症时能够及时发现并采取相应措施，及时挽救生命。

本发明的方法和系统是对自主车辆智能操控的应用开发的一项推广，具有较宽广的发展前景。

附图说明

图1为本发明基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统框架图；

图2为本发明基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救方法流程图。

图中标记：01-车门启闭记录模块，02-车内人数检测模块，03-后台数据库模块，04-生命体征数据采集模块，05-数据处理模块，06-预警模块，07-语音振动提醒模块，08-紧急救援模块，09-自备电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，是本发明基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统的框架图：

本发明的一种基于座椅传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统，包括的模块如下：

车门启闭记录模块01，用于判断车门启闭状态；

车内人数检测模块02，用于检测车内乘客人数；

后台数据库模块03，用于存储各突发急症状况下各生命体征指标的参数阈值组；

生命体征数据采集模块04，用于外接各传感器系统，实时采集乘客的生命体征数据；

数据处理模块05，用于处理由生命体征数据采集模块04所采集的数据，并与后台数据库模块03中各参数阈值组进行比对，判断是否为突发急症；

预警模块06，用于向监护人端口及就近医院端口发送预警信号及病患所检测数据的分析结果，实时上传车辆gps位置，自动结束既定行程切换目的地为就近医院，通过车联网信息交互端口向周边车辆、行人发送警示信息提醒避让；

语音振动提醒模块07，用于唤醒病患，提醒车内其他乘客并说明病患所患病症；

紧急救援模块08，用于指导车内其他乘客（如有）对病患进行紧急救援；

自备电源模块09，用于系统供电且防火防爆，以保证系统持续供电、正常工作。

其中，所述的车内人数检测模块02输入端口与车门启闭记录模块01输出端口进行连接，其输出端口分别与生命体征数据采集模块04输入端口、语音振动提醒模块07输入端口进行连接；所述的数据处理模块05输入端口分别与生命体征数据采集模块04输出端口、后台数据库模块03输出端口进行连接，其输出端口分别与语音振动提醒模块07输入端口、预警模块06输入端口进行连接；所述的紧急救援模块08输入端口与语音振动提醒模块07输出端口进行连接；所述的自备电源模块09输入端口与车辆蓄电池进行连接，其输出端口与其他所有模块输入端口进行连接，保证系统持续供电。

本发明的一种基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统是作为一项在自主车辆智能控制平台上开发的智能操控系统，能够对乘客生命体征进行实时监测，与车联网系统、智能手机、传感器系统相互配合，实现对突发急症的乘客及时进行预警、求救及紧急救援，所述的突发急症状况包括两方面，一是由于交通事故而使乘客面临危险所引发的突发危险伤害，二是由于乘客自身身体不适所引发的突发急症，其内部的模块如下：

车门启闭记录模块01是通过位于车门锁卡扣的压力传感器来检测车门的启闭状态，当压力传感器测量压力为0时，代表车门打开，反之车门关闭。

车内人数检测模块02是通过座椅重量传感器、座椅感应传感器及热释电人体红外线传感器来检测车内人数。一般人体都有恒定的体温（在36~37度），所以会发出特定波长10um左右的红外线，传感器中的被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线进行工作的，在本系统中是把人体传感器挂在汽车内部顶端，进行实时检测。座椅重量传感器及座椅感应传感器是用来检测座椅上重量及乘客行为，在实际的车内人数检测过程中，上述三种传感器共同配合，排除座椅放置重物而非乘客入座的情况。

后台数据库模块03所采用的各突发急症状况下的参数阈值组来源于临床医学中通用的各参数阈值的组合。

生命体征数据采集模块04是通过外接传感器系统来实时采集乘客生命体征数据，所采集的初始数据首先暂存于生命体征数据采集模块04内部文件夹中，文件夹数目与车内座椅数目一致，且一一对应，分别为p1，p2，p3，p4……pn，其中n为座椅数目；所述的外接传感器系统包括座椅传感器系统、乘客所戴智能手环以及智能手机；所述的座椅传感器系统包括座椅重量传感器、热释电人体红外线传感器、呼吸感应器、血压传感器、脉搏传感器、体温传感器、声音传感器，以及座椅感应传感器；所测生命体征包括呼吸频率a0、血压a1、心率a2、脉搏a3、体温a4、声音a5以及抖动抽搐a6。

数据处理模块05是设置成以3分钟为一个数据处理周期，将由生命体征数据采集模块04中各文件夹传送的数据与后台数据库模块03中的参数阈值组进行比对，判断是否为突发急症，并将每个数据处理周期的分析结果进行存档，置于数据处理模块05内部文件夹中，文件夹的设置同生命体征数据采集模块04中文件夹与座椅的对应关系一致，分别为q1，q2，q3，q4……qn，其中n为座椅数目。

预警模块06的通讯端口包括监护人手机端口、医院急救中心通讯部端口、以及车联网信息交互端口，其中监护人手机端口信息设置为两个监护人的手机号；在该模块中可通过医院急救中心端口向就近医院发送预警信息及数据比对分析结果，通过监护人端口向监护人发送预警信号和数据对比分析结果，通过车联网信息交互端口向周边车辆、行人发送警示信息提醒避让；在数据处理模块05检测有突发急症时，若自主车辆仍可正常启动行驶，则自动结束既定行程切换目的地为就近医院，若自主车辆无法正常启动行驶，则实时上传gps位置并与急救车辆进行实时交互；同时还可操控车内空调、车窗系统控制车内温度，操控制氧机（如有）的启闭控制车内含氧量，进而保证车内维持适宜的温度及含氧量。

语音振动提醒模块07是通过车内扬声器、视频播放器配合座椅振动来唤醒病患，提醒车内其他乘客并说明病患疑患病症，提醒其及时救助。

紧急救援模块08包括指导救援的视频以及必备的救助工具，必备的救助工具包括小型制氧机、急救箱。急救箱内部物品放置按照红十字急救箱药品配置标准进行配置，并定期更新替换。

实施例2

如图2所示，一种基于外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救方法，该方法步骤如下：

s1.在后台数据库模块03中设置并存储各突发急症状况下各生命体征指标的参数阈值组；

s2.根据车门启闭记录模块01中的压力传感器所测数据，判断各车门启闭状态，若车门开启，则车内人数检测模块02开始工作；若车门未开启，则返回原始待机状态；

s3.车内人数检测模块02通过座椅重量传感器、座椅感应传感器和热释电人体红外线传感器来检测车内人数，若检测有人，则生命体征数据采集模块04开始工作；若检测无人，则返回原始待机状态；

s4.生命体征数据采集模块04实时采集车内各乘客的生命体征数据，将数据存储至相应文件夹中，并将各文件夹内部数据分别独立地传送给数据处理模块05；

s5.数据处理模块05以3分钟为一数据处理周期，将由生命体征数据采集模块04传送的各文件夹中的数据与后台数据库模块03中各参数阈值组相比对，并将各组数据的比对分析结果分别存储在数据处理模块05内部相应文件夹中，若比对分析结果符合某突发急症的参数阈值组，则预警模块06开始工作；若非突发急症，则返回s4；

s6.预警模块06通过医院急救中心端口向就近医院发送预警信息及数据比对分析结果，通过车联网信息交互端口向周边车辆、行人发送警示信息提醒避让，同时操控车内空调系统、车窗系统以及制氧机（如有），保证车内维持适宜的温度及含氧量；若自主车辆仍可正常启动行驶，则自动结束既定行程切换目的地为就近医院，若自主车辆无法正常启动行驶，则实时上传gps位置并与急救车辆进行交互；若检测车内存在除病患外的其他人，则开启语音振动提醒模块07，唤醒病患，提醒车内其他乘客并说明病患所患病症，同时紧急救援模块08开始工作；若车内除病患外无其他人，则通过监护人端口向监护人发送预警信号和数据对比分析结果；

s7.紧急救援模块08通过在车内播放器播放紧急救援视频，指导其他乘客应用车内相应的救援工具对病患采取合理的紧急救援措施；

s8.自备电源模块09作为系统供电模块，由车辆蓄电池单向供电，并在蓄电池无法正常工作的情况下仍能够持续供电5小时，保证整个预警及求救系统的持续运转。

具体的，如背景技术中提到的猝死这类突发急症，病发时若不及时进行救治，对人体危害极大且后果严重。如在系统实际运行过程中，数据处理模块05将生命体征数据采集模块04传送的某乘客初始数据文件夹中的数据与后台数据库模块03中的参数阈值组进行比对分析，发现呼吸频率a0急剧下降至0值，血压a1下降，心率a2急剧降低，脉搏a3消失，则数据处理模块05判定该乘客为猝死突发病症，同时预警模块06开启，通过医院急救中心端口向就近医院发送预警信息及数据比对分析结果，通过车联网信息交互端口向周边车辆、行人发送警示信息提醒避让；若此时若自主车辆仍可正常启动行驶，则自动结束既定行程切换目的地为就近医院，若自主车辆无法正常启动行驶，则实时上传gps位置并与急救车辆进行交互；同时操控车内空调系统、车窗系统以及制氧机，保证车内维持适宜的温度及含氧量；若车内人数监测模块02检测车内只存在病患一人，则通过监护人端口向监护人发送预警信号和数据对比分析结果；若存在除病患外的其他乘客，此时除了完成上述预警模块所述内容之外，语音振动提醒模块07开始启动，结合车内视频播放软件及座椅振动，提醒其他乘客该病患有猝死急症；并按照视频播放软件的紧急救援措施，调整座椅至平躺状态，对病患实施心肺复苏，直至到达就近医院。其他的突发急症监测、预警及求救系统方法同上述方法流程操作。

基于以上技术方案，本发明利用外接传感器的自主车辆乘客突发急症状况下的预警及求救系统具备以下优势：

本发明能够在自主车辆行驶过程中，通过连接座椅传感器系统，乘客所携带手环、智能手机来对车内乘客的生命体征数据进行实时采集、比对分析，并在车内乘客突发急症时能够及时发现并采取相应措施，及时挽救生命，需要说明的是本发明所指的突发急症既包括由于交通事故而使乘客面临危险所引发的突发危险伤害，又包括由于乘客自身身体不适所引发的突发急症；此外，本发明的方法和系统是对自主车辆智能操控的应用开发的一项推广，具有较宽广的发展前景。

最后所应说明的是，以上技术方案对本发明进行了详细说明，本技术领域人员对本方案进行修改或者等同替换，都不得脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。