位于高铁上的弹簧式紧急通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗监护领域，尤其涉及一种位于高铁上的弹簧式紧急通信系统。
【背景技术】
[0002]高铁的运营方便了人们的出行，使得人们无需在空中乘坐飞机的情况下，也能达到较快的速度，提高出行的效率。不同国家的高铁速度定制不同，但其速度都明显高于其他地面交通工具。以下是各个国家的高铁速度定制情况。
[0003]欧洲:西欧早期把旧线改造时速达到200公里、新建时速达到250?300公里的定为高速铁路；1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定:新建客货运列车混用(简称客货共线)型高速铁路时速为250公里以上，新建客运列车专用(简称客运专线)型高速铁路时速为350公里以上。
[0004]日本:作为世界上最早开始发展高速铁路的国家，日本政府在1970年发布第71号法令，为制定全国新干线铁路发展的法律时，对高速铁路的定义是，凡一条铁路的主要区段，列车的最高运行速度达到200公里/小时或以上者，可以称为高速铁路。
[0005]美国:美国联邦铁路管理局曾对高速铁路定义为最高营运速度高于145公里/小时(90mph)的铁路，但从社会大众的角度，“高速铁路” 一词在美国通常会被用来指营运速度高于160公里/小时的铁路服务，这是因为在当地除了阿西乐快线(最高速度240公里/小时)以外并没有其他营运速度高于128公里/小时(80mph)的铁路客运服务。
[0006]由此可见，高铁虽然在地面上行驶，然而其速度是地面上各种交通工具最高的，一旦出事，其后果同样不堪想象。因此驾驶高铁的驾驶员需要训练有素并保持高度的专注力。然而，驾驶员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。
[0007]为此，本发明提出了一种位于高铁上的弹簧式紧急通信系统，采用高精度的心电图监控设备和血氧饱和度监控设备对高铁驾驶员的心电图参数和血氧饱和度进行及时检测和报警，并在识别到高铁驾驶员状态异常时，及时为乘客启动紧急通话机制。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种位于高铁上的弹簧式紧急通信系统，利用有针对性的、可用于高铁驾驶舱的紧凑结构的心电图监控设备和血氧监控设备分别实现对驾驶位置的驾驶员的心电图信息和血氧饱和度的提取，并在异常时触发报警机制和乘客紧急通话机制，帮助高铁运营部门尽快了解危情。
[0009]根据本发明的一方面，提供了一种位于高铁上的弹簧式紧急通信系统，所述紧急通信系统包括生理参数检测子系统、一键通信设备、太阳能蓄电池和MSP430单片机，所述太阳能蓄电池为所述一键通信设备提供电力供应，所述生理参数检测子系统用于对高铁驾驶舱内的驾驶员的生理状态进行检测，所述MSP430单片机与所述生理参数检测子系统和所述一键通信设备分别连接，根据所述生理参数检测子系统的检测结果确定是否为高铁乘客开放所述一键通信设备。
[0010]更具体地，在所述位于高铁上的弹簧式紧急通信系统中，包括:一键通信设备，包括呼叫键和无线通信接口，所述呼叫键用于在外部人员按压时，自动打开所述无线通信接口以接收外部人员的通话信息，所述无线通信接口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;弹簧结构，维系在所述一键通信设备上;弹簧驱动设备，与MSP430单片机和弹簧结构分别连接，用于在接收到异常状态信号时，弹开所述弹簧结构以将所述一键通信设备从高铁乘客车厢厢体内部深处推送上来，在接收到正常状态信号时，回缩所述弹簧结构以将所述一键通信设备收回至高铁乘客车厢厢体内部深处；电力供应开关，与MSP430单片机、一键通信设备和太阳能蓄电池分别连接，用于在接收到异常状态信号时，恢复所述太阳能蓄电池对所述一键通信设备的电力供应，在接收到正常状态信号时，断开所述太阳能蓄电池对所述一键通信设备的电力供应;太阳能蓄电池，与所述一键通信设备、所述弹簧驱动设备和所述电力供应开关分别连接，仅为所述一键通信设备、所述弹簧驱动设备和所述电力供应开关提供电力供应;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驾驶员体表处的多个固定位置，用于提取驾驶员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驾驶员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;第一模数转换电路，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，与所述第一模数转换器连接，基于所述数字化电压差提取驾驶员的窦性心率和QT间期;发光二极管，设置在驾驶员手指指尖毛细血管位置，与光源驱动电路连接，用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号，交替发射红外光和红光;光源驱动电路，内置定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信号;光电转换器，设置在驾驶员手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射驾驶员手指指尖毛细血管后的红外光和红光，并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号，以获得模拟红外光电流和模拟红光电流;电流电压转换电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压;信号放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压;信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分，以作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出；第二模数转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压;MSP430单片机，与所述心电图参数提取电路和所述第二模数转换器分别连接，接收驾驶员的窦性心率和QT间期，还将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系;其中，所述MSP430单片机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，当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度上限浓度时，发出血氧饱和度过高识别信号，当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度下限浓度时，发出血氧饱和度过低识别信号;所述心电电压差包括多个电压差；当MSP430单片机发出窦性心率异常识别信号、QT间期异常识别信号、血氧饱和度过高识别信号或血氧饱和度过低识别信号时，MSP430单片机同时发出异常状态信号，否则，MSP430单片机同时发出正常状态信号。
[0011]更具体地，在所述位于高铁上的弹簧式紧急通信系统中:所述光电转换器为一光电二极管。
[0012]更具体地，在所述位于高铁上的弹簧式紧急通信系统中:所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm，所述发光二极管发射的红光的波长为660nmo
[0013]更具体地，在所述位于高铁上的弹簧式紧急通信系统中:在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路，用于分别滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分。
[0014]更具体地，在所述位于高铁上的弹簧式紧急通信系统中:所述无线通信