CN101320509A - 头戴式智能提醒器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种头戴式智能提醒器，包括用于感应使用者状态的感应器和报警装置，所述的感应器至少包括：一用于感应使用者头部状态的感应模块；一用于收发、处理感应模块信号的感应器主控模块；感应模块感应使用者头部状态后将数据传递至主控模块，主控模块对数据处理后驱动报警装置。本发明头戴式智能提醒器用途广泛，可应用于企事业门卫，士兵，设计师，驾驶员等职业。本发明头戴式智能提醒器灵敏度高、反应快速、抗干扰性强。
Description
技术领域
本发明涉及人体状态检测及报警装置，尤其涉及一种使用者疲劳状态自动监测装置。
背景技术
现有技术中关于使用者疲劳状态自动监测装置主要通过检测使用者呼吸、眼球等部位的状态变化，来进行实时监控，发现异常给出警报。
如中国发明专利申请200610076108.4公开了一种机动车驾驶员疲劳驾驶自动监测系统，包括单片机，I/O接口，LCD显示，键盘，声音报警器，LED报警器，速度传感器，IC卡，IC卡读写器，存储器，和时钟电路；单片机通过I/O接口与LCD显示、键盘、声音报警、LED报警均连通，所述存储器、时钟电路、IC卡读写器、速度变送器均与单片机连通。
中国发明专利申请200710010629.4公开了一种驾驶员疲劳检测报警器，是由装有反射式光纤位移传感器的眼镜和智能控制系统组成以眼部疲劳的表情为基准，建立数学模型，进行动态监测。
中国发明专利申请200710051344.5公开了本发明汽车驾驶员疲劳实时监测系统，它包括车载计算机、油门踏板深度传感器、用于测量驾驶员呼吸频率和呼吸深度的呼吸传感器；油门踏板深度传感器设置在车体与油门踏板之间；呼吸传感器设置在安全带上的与人体上部躯干接触处；油门踏板深度传感器的信号输出端、呼吸传感器的信号输出端与车载计算机的信号输入端连接。利用各种传感器获得驾驶员的各种信息数据输出给车载计算机，计算机可根据这些数据，对驾驶员的疲劳状况进行判断。
但上述现有技术普遍存在装置复杂、可靠性不高或功能有限等问题。
发明内容
本发明提供一种头戴式的结构简单、灵敏可靠且集成多种功能的智能提醒器。
一种头戴式智能提醒器，包括用于感应使用者状态的感应器和报警装置，所述的感应器至少包括：
一用于感应使用者头部状态的感应模块；
一用于收发、处理感应模块信号的感应器主控模块；
感应模块感应使用者头部状态后将数据传递至感应器主控模块，感应器主控模块对数据处理后驱动报警装置进行报警。
所述的感应器还可以包括：一用于与感应器主控模块交换外部数据的调制发射器；调制发射器接入感应器主控模块，感应器主控模块对数据处理后通过调制发射器发射信号驱动报警装置或其他外部设备。
所述的感应器的感应模块一般需要配戴或固定在使用者头部，可将感应模块或整个感应器设置在一固定装置上，该固定装置与使用者头部配合，固定装置可以是眼镜，发夹，帽子等。
报警装置可以是让使用者感觉到的震动器或可发出声、光信息的报警扬声器、显示屏或灯等，也可以多种方式组合使用。报警装置可以是蓝牙耳机、振动器等独立装置，也可以是汽车或其他设备中现有的扬声器、显示屏等。
感应器驱动报警装置时可以通过感应器主控模块利用有线方式驱动报警装置，也可以通过调制发射器采用无线方式的驱动报警装置。无线方式的驱动报警装置时，报警装置配合连接有通讯模块，报警装置通过通讯模块接收感应器或其他设备的信号。
为了方便使用，报警装置可以与感应模块或整个感应器一并设置在固定装置上，或单独方式，报警装置与感应器的信号输入输出模块之间可以通过有线或无线方式连接，无线方式可采用红外、无线电、蓝牙等通用技术。
所述的感应模块可以是倾斜开关，垂直悬挂的倾斜开关在受到外力作用且偏离垂直位置一定角度以上时，以及外力消失后复位时，会产生不同的电信号，通过对预设角度的设置可以调整感应模块的敏感度。
本发明利用倾斜开关感应使用者头部角度变化，当使用者快进入睡眠状态或过度疲劳时，头部角度会发生间隔或连续大幅变化，此时会由倾斜开关产生电信号输入感应器主控模块，感应器主控模块对信号处理、鉴别后根据预设条件适时发出警报信号，由报警装置通知使用者。
所述的倾斜开关为滚珠开关、吊坠开关、水银开关、压力开关、倾斜传感芯片、加速度、MEMS或3D传感器中的至少一种。
所述的感应模块还可以是脑电波感应扫描装置，脑波感应检测主要是检测脑波的频率状态，更主要的是检测脑波在4.5赫兹以下时的状况，也就是人比较困或是进入睡眠状态，同时在14赫兹以上时也会检测出人的一个疲劳与精神不集中的状态，以这两种状态的下限与上限作为一个人处于疲劳与精神不集中的状态触发报警而引起使用者的的注意。
为了进一步扩展本发明头戴式智能提醒器的功能，并保证其可靠使用，减少漏报警等误差的出现，本发明头戴式智能提醒器还设有一主机。
所述的主机包括至少包括：
一用于接收感应器信号的调制解调器；
一用于信号处理的主机主控模块；
一用于向报警装置或其他外部设备输出信号的无线发射模块；
所述的调制解调器和无线发射模块均接入主机主控模块。
为进一步完善、拓展主机功能，可在主机内设置接入主机主控模块的：数据存储模块、音频处理模块或视频处理模块中的至少一种。
主机中的数据存储模块除自身可储存数据外，还设有通用的各类存储卡(如SD卡、MMC卡)接口及USB接口，方便从外部设备读取、存储数据。
主机中的视频处理模块可以对视频数据进行处理并通过内置或外接的显示设备输出，本发明头戴式智能提醒器的主机内置了液晶显示屏，使用者可通过主机观看电影节目、网络视频、显示歌词，录音，看图片，FM发射等。
主机中的音频处理模块可以对音频数据进行处理并通过内置或外接的设备输出或输入，本发明头戴式智能提醒器的主机内置了扬声器及麦克风，使用者可通过主机播放或输入音频数据。
主机的无线发射模块可采用现有技术中的多种通讯方式向报警装置或其他外部设备输出信号，即内嵌至少一种传输方式的协议及必要硬件。传输方式如FSK调频无线传输、ASK超再生解调方式、2.4GHz GFSK跳频传输、Wi-Fi无线网络传输、Bluetooth蓝牙传输、红外线传输或超声波传输等。
为了进一步完善、扩展主机功能，在主机上还设有LED灯或振动装置，LED灯可以照明或协助报警，振动装置可以协助报警。
为保障感应器及主机工作，感应器及主机均内置电源，如采用可充电锂电池，功耗低，寿命长，超长待机，可持续工作10天。
当采用主机与感应器配合使用时，不仅仅是对头戴式智能提醒器功能上的简单扩展，还使得整个装置工作可靠、稳定、抗干扰性强。
当采用主机与感应器配合使用时，当感应器的调制发射器发出警报信号时，该信号会同时被报警装置和主机接收。
配合主机使用时，感应器的调制发射器发出警报信号被主机的调制解调器、接收后，主机会通过其无线发射模块向报警装置通过无线电重复发出信号，由于主机的功率、灵敏度等性能更优，保证了报警装置可以准确。及时的接收到信号并进行报警。
不仅如此，主机还会通过其内置的扬声器、屏幕、灯或振动装置(扬声器、屏幕、灯或振动装置相当于报警装置)发出声、光或振动以加强对使用者的提示和报警。
主机也可以通过无线或有线的方式连接汽车或其他设备中现有的扬声器、显示屏等，利用、驱动这些外部设备进行报警。
本发明头戴式智能提醒器用途广泛，可应用于企事业门卫，士兵，设计师，驾驶员等职业。本发明头戴式智能提醒器灵敏度高、反应快速、抗干扰性强。
附图说明
图1为本发明头戴式智能提醒器结构框图；
图2为本发明头戴式智能提醒器工作流程图；
图3为本发明头戴式智能提醒器中主机具体结构框图；
具体实施方式
参见图1本发明头戴式智能提醒器，包括用于感应使用者状态的感应器和报警装置，为了进一步扩展本发明头戴式智能提醒器的功能，并保证其可靠使用，减少漏报警等误差的出现，本发明头戴式智能提醒器还设有一主机。
所述的感应器包括：
一用于感应使用者头部状态的感应模块；
一用于收发、处理感应模块信号的感应器主控模块(可采用台湾义隆公司生产的控制数据编码器EMC508AN)；
一用于与感应器主控模块交换外部数据的调制发射器；
感应模块感应使用者头部状态后将数据传递至主控模块，主控模块对数据处理后驱动报警装置。
所述的主机包括包括：
一调制解调器一无线发射模块；一数据存储模块；一音频处理模块；一视频处理模块；一主机主控模块(可采用型号STMP3638ARM9主控IC，美国飞思卡尔(Freescale)公司生产)；所述的调制解调器、无线发射模块、数据存储模块、音频处理模块、视频处理模块均接入一主机主控模块，主机通过调制解调器及无线发射模块与感应器、报警装置或外部无线设备连接。
本发明具体采用头戴式眼镜方式作为固定装置，镜片为可更换，可翻转，白天可当太阳镜用，一机两用，方便携带。报警装置采用蓝牙耳机，可借收来自主机或感应器的报警信号，可发出提示音或提示语句提醒使用者。蓝牙耳机及感应器均固定在眼镜上，使用者带上眼镜后即可使用。
本发明头戴式智能提醒器感应模块具体采用倾斜开关，倾斜开关在受到外力作用且偏离垂直位置一定角度以上时，以及外力消失后复位时，会产生不同的电信号，通过对预设角度的设置可以调整感应模块的敏感度。当使用者快进入睡眠状态或过度疲劳时，头部角度会发生间隔或连续大幅变化，此时会由倾斜开关产生电信号输入感应器主控模块，感应器主控模块对信号处理、鉴别后根据预设条件适时发出警报信号，由报警装置和主机通知使用者。
主机中的数据存储模块除自身可储存数据外，还设有通用的各类存储卡(如SD卡、MMC卡)接口及USB接口，方便从外部设备读取、存储数据。
主机中的视频处理模块可以对视频数据进行处理并通过内置或外接的显示设备输出，本发明头戴式智能提醒器的主机内置了液晶显示屏，使用者可通过主机观看电影节目、网络视频、显示歌词，录音，FM发射等。
主机中的音频处理模块可以对音频数据进行处理并通过内置或外接的设备输出或输入，本发明头戴式智能提醒器的主机内置了扬声器及麦克风，使用者可通过主机输入或播放各种格式的音频数据，如MP3、MP4等。
本发明头戴式智能提醒器主机具体采用ASK超再生解调方式与感应器连接。
性能如下：
调制频率：433.92MHz
调制方式：ASK(调幅)
解调方式：超外差
传输距离：空旷距离60米(单独测试)
实际距离：5米(装壳内成品测试)
发射机工作电流：5.0mA
静态电流：0mA
接收机工作电流：7.3mA
静态电流：4.95mA
为了进一步完善、扩展主机功能，在主机上还设有LED灯和振动装置，LED灯可以照明或协助报警，振动装置可以协助报警。
为保障感应器及主机工作，感应器及主机均内置可充电锂电池，功耗低，寿命长，超长待机，可持续工作10天。
参见图2的流程，使用者使用本发明头戴式智能提醒器时，当使用者快进入睡眠状态或过度疲劳时，头部角度会发生间隔或连续大幅变化，此时会由倾斜开关产生电信号输入感应器主控模块，感应器主控模块对信号处理、鉴别后根据预设条件适时发出警报信号，警报信号同时被报警装置和主机接收，报警装置会发出警报提示使用者，同时主机会通过其无线发射模块向报警装置重复发出信号，由于主机的功率、灵敏度等性能更优，保证了报警装置可以准确。及时的接收到信号并进行报警。不仅如此，主机还会通过其内置的扬声器、屏幕、灯或振动装置发出声、光或振动以加强对使用者的提示和报警。
参见图3，本发明头戴式智能提醒器主机包括：
一主机主控模块，用于数据处理；
一调制解调器，用于接收来自感应器的信号；
一蓝牙无线发射模块；与蓝牙无线发射模块配合设有报警装置即蓝牙耳机报警装置；
一调频无线发射模块；与调频无线发射模块配合设有一FM收音机，该收音机及可以内置也可以连接到汽车或其他外部收音机；
一数据存储模块(带有SD卡及USB2.0接口)；
一MP3音频处理模块和一MP4音频处理模块，用于处理音频数据，可实现音乐播放等功能；
一视频处理模块，与视频处理模块配合设有显示屏，显示屏内嵌主机外壳上，可用于播放视频文件；
此外，主机内还设有内置扬声器、报警灯和振动器，这些都可以作为报警装置接收主机主控模块信号实现报警。报警灯也可以用于照明，内置扬声器也可以用于配合播放音频。视频文件。
当主机接收到感应器的报警信号后，主机主控模块可以驱动内置扬声器、报警灯和振动器进行报警，也可以通过蓝牙无线发射模块或调频无线发射模块驱动外部无线设备进行报警。当驾驶员使用时，报警声可通过主机主控模块、调频无线发射模块利用有线或无线的方式驱动车载收音机接收、由汽车扬声器、屏幕、或其他通讯设备进行报警。也可以把调制解调器、主机主控模块和汽车内任何电子产品相连接使用，由头戴式提醒器上的调制发射器发出电信号或者报警信号，同时由汽车或外置扬声器报警。
Claims (10)
1、一种头戴式智能提醒器，包括用于感应使用者状态的感应器和报警装置，其特征在于，所述的感应器至少包括：
一用于感应使用者头部状态的感应模块；
一用于收发、处理感应模块信号的感应器主控模块；
感应模块感应使用者头部状态后将数据传递至感应器主控模块，感应器主控模块对数据处理后驱动报警装置进行报警。
2、如权利要求1所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，包括一用于与感应器主控模块交换外部数据的调制发射器，所述的调制发射器接入感应器主控模块，感应器主控模块对数据处理后通过调制发射器发射信号驱动报警装置。
3、如权利要求1或2所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的感应器和报警装置设置在一固定装置上，该固定装置与使用者头部配合。
4、如权利要求2所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的报警装置为震动器、扬声器、显示屏或灯中的至少一种，报警装置连接有通讯模块，报警装置通过通讯模块接收信号。
5、如权利要求1或2所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的感应模块为倾斜开关和/或脑电波感应扫描装置。
6、如权利要求5所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的倾斜开关为滚珠开关、吊坠开关、水银开关、压力开关、倾斜传感芯片、加速度感应器、MEMS、3D传感器中的至少一种。
7、如权利要求1或2所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，设有一主机，所述的主机包括至少包括：
一用于接收感应器信号的调制解调器；
一用于信号处理的主机主控模块；
一用于向报警装置或其他外部设备输出信号的无线发射模块；
所述的调制解调器和无线发射模块均接入主机主控模块。
8、如权利要求7所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的主机包括接入主机主控模块的：数据存储模块、音频处理模块或视频处理模块中的至少一种。
9、如权利要求8所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的主机中的数据存储模块设有存储卡接口及USB接口，所述的主机设有用于向音频处理模块输出或输入音频数据的扬声器及麦克风，所述的主机设有用于输出视频处理模块数据的显示屏。
10、如权利要求7所述的头戴式智能提醒器，其特征在于，所述的主机的无线发射模块内嵌FSK调频无线传输、ASK超再生解调方式、2.4GHzGFSK跳频传输、Wi-Fi无线网络传输、Bluetooth蓝牙传输、红外线传输或超声波传输中的至少一种传输方式的协议及硬件。
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