一种汽车驾驶员健康状态监测装置

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一种汽车驾驶员健康状态监测装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种汽车上用的设备，尤其涉及一种汽车驾驶员健康状态监测装置。\n背景技术\n[0002] 当今汽车工业面临着三大焦点问题——汽车的安全、节能和环保，而汽车安全问题毫无疑问地被排在了第一位。因为汽车安全，关乎的是每一个人的生命。汽车安全分为主动安全和被动安全。汽车被动安全是指在发生车祸时，车辆失控状况下，对于乘坐人员进行被动保护的性能和装置。汽车主动安全是指防止汽车发生交通事故的性能和配置。显然，被动安全已不能满足人们对行车安全的需求。有关交通事故的伤亡报告中，中老年人占到了一半以上，而且因中老年驾驶员突发的身体健康问题造成的车毁人亡交通事故在急剧上升（如心脏病、高血压、眩晕等），因此如何避免汽车驾驶员由于身体健康原因造成的交通伤亡危害势在必行。\n[0003] 目前也出现了一些汽车主动安全设备，如预防驾驶员瞌睡的装置，一般通过监测驾驶员的脑电波、握在方向盘上的手部握力或者驾驶员的瞳孔状态等实现对驾驶员的瞌睡状态进行判断。但是上述判断方法具有不确定性，而对瞳孔的监测又存在滞后性，不能及早监测到驾驶员瞌睡状态的变化，因为从驾驶员瞌睡状态发生变化到瞳孔状态发生变化会经过比较长的时间。如中国专利文献200420103150.7公开了一种“汽车司机防睡唤醒器”，由上壳体、下壳体、耳勾以及装于上、下壳体内的振动唤醒器所组成，耳勾采用扣位方式扣合壳体一端，并设有大、中、小三种不同的尺码。在振动唤醒器上设有水银开关、推制开关、蜂鸣器、振动马达、电池，振动唤醒器用一螺丝锁于下壳体，并盖合上壳体组装而成。在使用时，当司机疲劳想瞌睡时，头部就会往下倾，这时水银开关接通，唤醒器便会产生振动与蜂鸣及时将司机叫醒。目前，还没有在汽车行驶过程中对驾驶员的心脑血管疾病突发情况进行监测的设备。\n发明内容\n[0004] 本实用新型主要解决目前汽车上还没有在汽车行驶过程中对驾驶员的心脑血管疾病突发情况进行监测的设备，从而造成汽车主动安全性能较低的技术问题；提供一种汽车驾驶员健康状态监测装置，其能在汽车行驶过程中对驾驶员的心脑血管疾病突发情况进行实时监测，并能进行报警，以便司乘人员及时作出处理，有效避免因驾驶员身体状况而导致的车祸发生，提高行车安全性。\n[0005] 本实用新型的另一目的是提供一种汽车驾驶员健康状态监测装置，当其监测到驾驶员突发心脑血管疾病时能控制汽车点火装置使汽车熄火而停止行驶，进一步提高行车安全性。\n[0006] 本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括安装在汽车上的模数转换单元、中央控制单元、报警单元和若干心电传感电极片，所述的心电传感电极片安装在汽车方向盘上，心电传感电极片的信号输出端和所述的模数转换单元的输入端相连，模数转换单元的输出端和所述的中央控制单元的输入端相连，中央控制单元的输出端和所述的报警单元相连。驾驶员手握汽车方向盘时，安装在方向盘上的心电传感电极片与驾驶员的手部接触，用来监测驾驶员的心电信息，如心电图。心脏机械收缩之前，先产生电激动，心脏本身的生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体表面上来，使身体各部位在每一心动周期中也都发生有规律的变化。本实用新型正是通过安装在方向盘上的心电传感电极片来测量心脏电变化曲线。由于测量出的心电曲线为模拟信号，不利于对心电图进行特征提取，因此，需要再将该心电模拟信息传递给模数转换单元，将模拟信号转换为数字信号，再输送给中央控制单元进行处理，便于心电信息的特征提取。\n中央控制单元可以是独立的单片机，也可以合用汽车原有的汽车电控单元。中央控制单元对转换成数字信号的心电信息进行特征提取处理，如心率、各波段（P波、QRS波群、J点、ST段、T波和U波）振幅和时间等，并将提取出的特征与事先存储在中央控制单元中的通用健康信息或者驾驶员个性健康信息进行比对。当比对结果出现异常时，中央控制单元发出控制信号启动车载报警单元，提醒驾驶员或其它乘员立即作出处理，靠边停车或就地停止行驶，避免行车事故的发生，有效提高汽车的主动安全性。\n[0007] 作为优选，所述的汽车驾驶员健康状态监测装置包括GPRS无线通讯单元和GPS全球定位单元，所述的GPRS无线通讯单元和GPS全球定位单元分别和所述的中央控制单元相连。通过GPRS无线通讯单元可以和相关管理部门或交通管理指挥中心进行无线通讯。当检测到驾驶员心电信号发生异常时，中央控制单元将驾驶员出现身体状况的报警信号及通过GPS全球定位单元获得的汽车所在位置信息通过GPRS无线通讯单元发送给远方的管理部门或交通管理指挥中心，以便相关部门及时作出处理，对汽车所在地周边的交通进行相应管理，并及时找到该汽车，作出救援等处理。 \n[0008] 作为优选，所述的中央控制单元和汽车的点火系统相连。可以在汽车点火系统中，在油箱到汽车发动机的输油管上设置电磁阀，电磁阀的控制端和中央控制单元相连。当检测到驾驶员心电信号发生异常时，中央控制单元发出控制信号使电磁阀关闭，则切断油路，强制发动机熄火，使汽车自动停止行驶。也可以采取如下技术方案：在点火系统的马达的供电线路中连接一个继电器常闭触点开关，继电器的驱动端和中央控制单元相连。当检测到驾驶员心电信号发生异常时，中央控制单元发出控制信号使继电器常闭触点开关分离，则马达断电而停止运转，发动机得不到持续的供油，强制发动机熄火，使汽车自动停止行驶。\n中央控制单元还可同时发出控制信号点亮汽车双跳灯，以提醒后面车辆进行避让。进一步提高汽车主动安全性能，确保行车安全，智能化程度高。\n[0009] 作为优选，所述的汽车驾驶员健康状态监测装置包括数据存储单元，数据存储单元和所述的中央控制单元相连。如果是单位用车，一般一辆汽车会由不同驾驶员驾驶，所以事先需要存储各个驾驶员的个性健康信息，同时也需要存储通用健康信息，因此需要存储的信息量比较大，在中央控制单元自带的存储器不能满足要求的情况下，可通过外接数据存储单元实现。而且对数据的存储、修改及后续的维护方面也更加方便。\n[0010] 作为优选，所述的报警单元为蜂鸣器和/或报警灯。报警单元可以采用蜂鸣器声音报警，或者采用灯光报警，也可采用声光同时报警。\n[0011] 作为优选，所述的报警单元包括依次相连的音频信号处理单元、功率放大单元和扬声器，所述的音频信号处理单元的输入端和所述的中央控制单元相连。中央控制单元中事先存储有一段语音，如“身体异常，请停止驾驶”等。当检测到驾驶员心电信号发生异常时，中央控制单元会调出这段语音给音频信号处理单元的输入端，经功率放大单元，由扬声器播放出来。提醒更加直观。\n[0012] 本实用新型的有益效果是：其能在汽车行驶过程中对驾驶员的心脑血管疾病突发情况进行实时监测，并能进行本地报警、远程报警和强制汽车熄火，以便司乘人员和管理部门、交通指挥中心及时作出处理，有效避免因驾驶员突发心脑血管疾病而导致的行车安全事故发生，提高汽车的主动安全性能，使行车更加安全。\n附图说明\n[0013] 图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。\n[0014] 图2是本实用新型的又一种电路原理连接结构框图。\n[0015] 图中1.模数转换单元，2.中央控制单元，3.报警单元，4.心电传感电极片，5.GPRS无线通讯单元，6.GPS全球定位单元，7.点火系统，8.数据存储单元，9.音频信号处理单元，\n10.功率放大单元，11.扬声器。\n具体实施方式\n[0016] 下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。\n[0017] 实施例1：本实施例的一种汽车驾驶员健康状态监测装置，安装在汽车上，是个车载设备，如图1所示，包括多个心电传感电极片4、模数转换单元1、中央控制单元2、报警单元3、数据存储单元8和GPRS无线通讯单元5、GPS全球定位单元6，多个心电传感电极片4安装在汽车方向盘上，心电传感电极片4的信号输出端和模数转换单元1的输入端相连，模数转换单元1的输出端及报警单元3、数据存储单元8、GPRS无线通讯单元5、GPS全球定位单元6分别和中央控制单元2相连。中央控制单元2还和汽车的点火系统7相连。本实施例中，报警单元3采用蜂鸣器和报警灯。\n[0018] 工作过程：驾驶员手握汽车方向盘时，安装在方向盘上的心电传感电极片与驾驶员的手部接触，用来监测驾驶员的心电信息，该心电信息经模数转换单元转换为数字信号，输送给中央控制单元进行处理，中央控制单元将测得的心电信息和存储在数据存储单元中的通用健康信息或者驾驶员个性健康信息进行比对，当比对结果出现异常时，中央控制单元发出控制信号启动车载报警单元，进行声光报警，提醒驾驶员或其它乘员立即作出处理，靠边停车或就地停止行驶，同时将驾驶员出现身体状况的报警信号及通过GPS全球定位单元获得的汽车所在位置信息通过GPRS无线通讯单元发送给远方的管理部门或交通管理指挥中心，以便相关部门及时作出处理。当检测到的身体情况比较严重时，中央控制单元还会发出信号给汽车的点火系统，强制汽车熄火，从而有效避免行车事故的发生，提高汽车的主动安全性能。\n[0019] 实施例2：本实施例的一种汽车驾驶员健康状态监测装置，如图2所示，报警单元\n3包括依次相连的音频信号处理单元9、功率放大单元10和扬声器11，音频信号处理单元9的输入端和中央控制单元2相连。其余结构同实施例1。\n[0020] 本实施例中，当检测到驾驶员心电信号发生异常时，中央控制单元会调出事先录制好的语音给音频信号处理单元的输入端，经功率放大单元，由扬声器播放出来，如“身体异常，请停止驾驶”，提醒更加直观。其余工作过程同实施例1。