专利名称：基于脉搏信号的安全行车系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能监控系统，尤其涉及一种基于脉搏信号的安全行车系统。
背景技术：
根据国家安全生产监督管理总局公布的2011年全国各省市区各类事故死亡总人数的统计，道路交通死亡人数占比83%，其中以醉驾、超速、疲劳驾驶为主要事故原因。驾驶人由于长时驾驶，身体机能严重疲劳，而导致的打瞌睡，严重影响行车安全，对社会和人民群众的安全生产生活造成严重的危害。为解决驾驶人因疲劳驾驶而造成交通事故，现有技术中也有不少智能的驾驶监控系统，其原理可归纳为检测信号一分析判断一系统预警。不同的系统根据工作原理的不同，所检测的信号也有所不同。“脉搏”在中国传统中医学中，是中医用来了解病情，辨别病症的主要诊治方法，通过脉搏的变化可以看出人体的机能状态变化情况。人体在清醒状态和半睡眠状态下的脉搏信号变化有比较明显的区别，可以用来鉴别行车时驾驶人的状态。而以“脉搏”信号作为检测信号的智能系统在现有技术中也有公开，如专利号为CN00114248.8的中国专利，其公开了一种智能型机动车驾驶员行车安全监控仪，它由塑料机壳、液晶显示屏、扬声器、电路板、血压计气囊、血压计腕带、血压计打气泵气管、血压计提问传感器、血压计脉搏传感器、a脑电波测量电极、^、0脑电波测量电极、耳垂夹子、车速传感器和电液比例流量阀组成，通过传感器测量驾驶员血压、体温及脉搏信息，将检测的信号送到单片机进行处理，将处理结果与预先存储的数据进行比较，得出驾驶员精神状态的判断，并进行是否适合继续驾驶的判断，对不合适继续驾驶的情况系统会发出警报且执行预先设置的安全措施。本发明人在认真研究上述及其他安全行车监控的技术方案后认为，现在的安全行车技术方案尚存在不足的地方，如信息处理原理并不科学、检测控制的正确性不足和系统不简洁高效等。 如系统都是事先存储一些标准的正常状态数据，将之直接与检测结果比对，判断原理并不科学。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有安全行车监控技术存在的信息处理原理不科学、检测控制的正确性不足和系统不简洁高效等不足，提供一种结构简单、安装方便、高效低耗和控制准确有效的基于脉搏信号的安全行车系统。本实用新型的技术方案如下:一种基于脉搏信号的安全行车系统，包括戴在驾驶人手腕上的脉搏信号采集装置和安装在车上并与车上的动力控制系统相连接的脉搏信号处理及控制装置；所述的脉搏信号采集装置包括脉搏传感器、脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块，脉搏信号预处理模块分别与脉搏传感器、蓝牙发射模块相连接；所述的脉搏信号处理及控制装置包括蓝牙接收模块、数据存储模块、脉搏信号处理模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块，所述的蓝牙接收模块、数据存储模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块分别与脉搏信号处理模块相连接，所述的车速检测传感器和车速控制模块分别与车上的动力控制系统相连接。人体的脉搏信号是心脏在收缩和舒张时推动血液在血管中运行时产生的一种波动，具有相应的周期性，正常成人60-100次/分，平均72次/分，由于人体的差异，无法通过固定的频次来判断驾驶人的实际状态，因此需要对驾驶人进行一个连续时段的脉搏采样，来计算一个平均的脉搏速率，建立驾驶人的脉搏周期模型。本实用新型通过脉搏传感器检测驾驶人的脉搏信号，经过脉搏信号预处理模块转化信号格式后由蓝牙发射模块发送，蓝牙接收模块接收并传给脉搏信号处理模块处理，脉搏信号处理模块接收一段连续的脉搏采样，建立一个脉搏周期模型，确定一个参考值，存储到数据存储模块，然后将之后采集的脉搏信号与该脉搏周期模型及参考值比较，得到处理结果，输出控制信号控制车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块的工作。本实用新型所述的脉搏信号处理及控制装置还包括用于危险状态警示的危险报警灯控制模块，危险报警灯控制模块与脉搏处理模块相连接，危险报警灯控制模块外接有警示灯，用于发出危险报警声音信号。本实用新型的脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块封装在一起，并外接脉搏传感器。实际安装中的适应性和操作性更好，不需要传统的线式连接，安装更方便，驾驶人的活动不受到影响。本实用新型的脉搏传感器采用信号质量好的可以采集脉搏信号的压电式传感器。本实用新型的蜂鸣报警模块外接有蜂鸣器，用于发出危险报警声音信号。本实用新型的蓝牙发射模块和蓝牙接收模块分别设有发射、接收信号的天线。本实用新型的工作原理:通过脉搏传感器连续采样，预处理后由蓝牙方式传输信号，在脉搏信号处理模块建立驾驶人脉搏周期模型(脉搏信号波形)，设定参考值，再根据后采集到的脉搏信号与所述的脉搏周期模型及参考值进行对比，采用剧烈运动时脉搏变快，睡眠时脉搏变慢的医学原理判断人体当前是否处于瞌睡状态。当驾驶人的状态被判断为瞌睡时，通过控制装置首先对驾驶人采用蜂鸣告警进行紧急提醒，同时对车辆进行控制，包含打开危险报警灯、降低车速。通过对驾驶人的提醒，达到减少因疲劳驾驶造成交通事故的次数，减少对社会和人民群众安全生产生活的危害。本实用新型详细工作过程包括以下步骤:(I)脉搏传感器采集驾驶人的脉搏信号。(2)将采集到的脉搏信号传送到脉搏信号预处理模块，转换成蓝牙模块可以发送的信号格式，由蓝牙发射模块发送。(3)蓝牙接收模块将接收到的数据传送至脉搏信号处理模块。(4)脉搏信号处理模块将连续采集到的脉搏信号进行处理，计算出一个参考值并建立脉搏周期模型。(5)在驾驶人行车过程中，脉搏传感器持续采集驾驶人的脉搏信号，并实时传送至脉搏信号处理模块进行处理，并与参考值及脉搏周期模型进行比对。(6)如果脉搏波动持续低于参考值N秒后，则判断为驾驶人进入瞌睡状态，脉搏信号处理模块激活危险报警灯控制模块和蜂鸣报警模块，打开车辆的危险警示灯并进行蜂鸣器蜂鸣报警。(7)同时，脉搏信号处理模块激活车速传感器，测定当前车速，并反馈至脉搏信号处理模块。(8)脉搏信号处理模块根据反馈的车速信息，如果车速低于10Km/h，则直接进行刹车处理，如果高于10Km/h，则进行连续减速，并加大蜂鸣告警分贝。本实用新型的优点:(I)使用连续采样建立脉搏周期模型、设定参考值与后续脉搏信号比对的判断方法，对驾驶人状态判断的准确性更好。(2)使用压电式脉搏传感器，接触皮肤表面采集人体生物信号，信号质量好。(3)使用蓝牙传输模块进行采集信息的传递，摆脱传统有线连接的使用不便的问题，并且蓝牙功耗低、体积小、传输安全快速，可以大大节省车内空间的使用。(4)警告方式采用声音提示，人体在瞌睡状态时对外界声音刺激比较敏感，可以快速摆脱睡意。较以往电击、机械击打方式，可以减少对驾驶人的身体伤害。(5)在声音刺激的同时，激活汽车危险报警灯并降低车速，可以有效提示后面车辆前方出现变故，并且降低本车速度，降低碰撞危害。
图1是本实用新型基于脉搏信号的安全行车系统中脉搏信号采集装置的结构框图。图2是本实用新型基于脉搏信号的安全行车系统中脉搏信号处理及控制装置的结构框图。
具体实施方式
实施例:一种基于脉搏信号的安全行车系统，包括戴在驾驶人手腕上的脉搏信号采集装置和安装在车上并与车上的动力控制系统相连接的脉搏信号处理及控制装置；脉搏信号采集装置包括脉搏传感器、脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块，脉搏信号预处理模块分别与脉搏传感器、蓝牙发射模块相连接；脉搏信号处理及控制装置包括蓝牙接收模块、数据存储模块、脉搏信号处理模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块，蓝牙接收模块、数据存储模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块分别与脉搏信号处理模块相连接，车速检测传感器和车速控制模块分别与车上的动力控制系统相连接；脉搏信号处理及控制装置还包括危险报警灯控制模块，危险报警灯控制模块与脉搏处理模块相连接；脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块封装在一起，并外接脉搏传感器，所述的脉搏传感器为压电式传感器；蜂鸣报警模块外接有蜂鸣器；危险报警灯控制模块外接有警示灯；蓝牙发射模块和蓝牙接收模块分别设有发射、接收信号的天线。本基于脉搏信号的安全行车系统的工作过程:驾驶人上车，将脉搏信号采集装置准确戴在手腕上，脉搏传感器采集驾驶人的脉搏信号；脉搏信号传送到脉搏信号预处理模块，转换成蓝牙模块可以发送的信号格式，由蓝牙发射模块发送；蓝牙接收模块将接收到的数据传送至脉搏信号处理模块；脉搏信号处理模块将连续采集到的脉搏信号进行处理，计算出一个参考值并建立脉搏周期模型；在驾驶人行车过程中，脉搏传感器持续采集驾驶人的脉搏信号，并实时传送至脉搏信号处理模块进行处理，并与参考值及脉搏周期模型进行比对；如果脉搏波动持续低于参考值10秒后，则判断为驾驶人进入瞌睡状态，脉搏信号处理模块激活危险报警灯控制模块和蜂鸣报警模块，打开车辆的危险警示灯并进行蜂鸣器蜂鸣报警，同时，脉搏信号处理模块激活车速传感器，测定当前车速，并反馈至脉搏信号处理模块；脉搏信号处理模块根据反馈的车速信息，如果车速低于10Km/h，则直接进行刹车处理，如果高于10Km/h，则进行连续减速，并加大蜂鸣告警分贝，直至车速低于10Km/h后进行刹车处理，实现安全行车监控。
权利要求1.一种基于脉搏信号的安全行车系统，包括戴在驾驶人手腕上的脉搏信号采集装置和安装在车上并与车上的动力控制系统相连接的脉搏信号处理及控制装置，其特征在于:所述的脉搏信号采集装置包括脉搏传感器、脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块，脉搏信号预处理模块分别与脉搏传感器、蓝牙发射模块相连接；所述的脉搏信号处理及控制装置包括蓝牙接收模块、数据存储模块、脉搏信号处理模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块，所述的蓝牙接收模块、数据存储模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块分别与脉搏信号处理模块相连接，所述的车速检测传感器和车速控制模块分别与车上的动力控制系统相连接。
2.根据权利要求1所述的基于脉搏信号的安全行车系统，其特征在于:所述的脉搏信号处理及控制装置还包括危险报警灯控制模块，危险报警灯控制模块与脉搏处理模块相连接。
3.根据权利要求1或2任一项所述的基于脉搏信号的安全行车系统，其特征在于:所述的脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块封装在一起，并外接脉搏传感器。
4.根据权利要求3所述的基于脉搏信号的安全行车系统，其特征在于:所述的脉搏传感器为采集脉搏信号的压电式传感器。
5.根据权利要求3所述的基于脉搏信号的安全行车系统，其特征在于:所述的蜂鸣报警模块外接有蜂鸣器，用于发出危险报警声音信号。
6.根据权利要求3所述的基于脉搏信号的安全行车系统，其特征在于:所述的危险报警灯控制模块外接有警示灯，用于发出危险报警视觉信号。
7.根据权利要求1，2或4-6任一项所述的基于脉搏信号的安全行车系统,其特征在于:所述的蓝牙发射模块和蓝牙接收模块分别设有发射、接收信号的天线。
专利摘要本实用新型公开了基于脉搏信号的安全行车系统，包括戴在驾驶人手腕上的脉搏信号采集装置和安装在车上并与车上的动力控制系统相连接的脉搏信号处理及控制装置；脉搏信号采集装置包括脉搏传感器、脉搏信号预处理模块和蓝牙发射模块，脉搏信号预处理模块分别与脉搏传感器、蓝牙发射模块相连接；脉搏信号处理及控制装置包括蓝牙接收模块、数据存储模块、脉搏信号处理模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块，蓝牙接收模块、数据存储模块、车速检测传感器、车速控制模块和蜂鸣报警模块分别与脉搏信号处理模块相连接，车速检测传感器和车速控制模块分别与车上的动力控制系统相连接。本实用新型具有结构简单、判断准确和控制有效等优点。
文档编号A61B5/18GK203005247SQ201220611959
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者王振雷, 李其芸, 曾玲, 黄龙典, 黄权, 唐建荣 申请人:广西英伦通信技术有限公司