CN104637245B - 一种一体结构的疲劳检测反馈器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一体结构的疲劳检测反馈器，包括疲劳检测仪和耳夹，所述疲劳检测仪缝合在帽体上，所述疲劳检测仪包括上壳、下壳及安装在上壳和下壳之间的PCB板和电池，所述耳夹设有震动马达和耳夹接触片，所述震动马达和耳夹接触片电性连接PCB板，所述PCB板电性连接从疲劳检测仪伸出的探测头，直接采集人体脑电波信号，PCB板上的判断模块判断为疲劳状态的话，就会把信号输送给电压刺激电路，产生的电流通过与人体耳朵接触的耳夹接触片，对人体耳朵产生刺激作用，另外，耳夹内的震动马达动作，耳夹的瞬间震动对耳朵起到刺激作用，这样同时通过震动马达和电流双重作用，实现唤醒的功能。
Description
技术领域
本发明涉及检测和警示驾驶员疲劳驾驶状态的仪器，具体涉及一种一体结构的疲劳检测反馈器。
背景技术
目前，疲劳驾驶是造成交通事故的重要原因之一。驾驶人睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断能力下降，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生道路交通事故。
针对疲劳驾驶的危害，市场上出现了一种疲劳驾驶检测反馈器，这种仪器由检测仪和反馈器组成,检测仪通过采集分析驾驶者的脑电波，进行判断驾驶者是否处于疲劳状态，如果是疲劳驾驶的话，检测仪就会发射一个信号给反馈器，戴在手上的反馈器就会通过刺激电压提醒驾驶员注意。但这种仪器存在以下缺点：1.组成检测反馈器的检测仪和反馈器是分开独立而又相互联系的两个部件，同时生产两个配套的部件，不仅增加了生产的难度，同时还提高了成本；2.反馈器戴在手上的灵敏度较差，驾驶员不一定注意到反馈器发出的信息。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种一体化、灵敏度高、操作简单的疲劳检测反馈器。
一种一体结构的疲劳检测反馈器，包括疲劳检测仪和耳夹，所述疲劳检测仪缝合在帽体上，所述疲劳检测仪包括上壳、下壳及安装在上壳和下壳之间的PCB板和电池，所述耳夹设有震动马达和耳夹接触片，所述震动马达和耳夹接触片电性连接PCB板，所述PCB板电性连接从疲劳检测仪伸出的探测头。
所述耳夹包括上耳夹和下耳夹，所述上耳夹和下耳夹通过转动轴和扭簧弹性连接，所述上耳夹和下耳夹分别设有在扭簧作用下相互贴合的耳夹接触片，所述耳夹接触片下发设有带螺纹的凸柱，所述耳夹接触片通过铜螺母固定连接在耳夹内部的铜片，所述铜片通过导线与PCB板电性连接，所述上耳夹内部设有震动马达，所述震动马达通过导线与PCB板电性连接，所述上耳夹外侧设有控制震动马达开闭的开关。
所述PCB板上还设有低频仿生电流的电压刺激电路，当脑电波量化模块的脑电波信号超出设定值，判断模块判断为疲劳状态，信号输出到电压刺激电路，所述电压刺激电路与人体耳朵接触的耳夹接触片电性连接。
所述的PCB板上设有控制电路，控制电路包括对人脑脑电波的信息采集模块、信号滤波和放大模块、频段选取模块、脑电波量化模块和判断模块，其中信号采集模块通过前探测点和耳夹接触片，将人脑的脑电波信号进行采集，并将采集来的人脑脑电波送人信号滤波和放大模块，通过信号滤波和放大模块将脑电波信号进行滤波放大处理，并将生物电信号送入频段选取模块，频段选取模块通过检测脑波信号，选取其中的专注度和放松度的信号进行输出到脑电波量化模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来的脑电波信号进行初步的转换和处理，将脑电波信号进行量化处理，并将量化后的脑电波信号送入判断模块，判断模块设有疲劳信号设定的值，当脑电波信号超过该值，耳夹内的震动马达动作。
所述的脑电波量化模块的DSP处理芯片将接收过来的脑电波信号进行初步的转换和处理，将输入信号通过低通滤波器，再经过中值算法和平均值算法，再采用时间积分的方法，每隔几秒算出一个注意力和放松力的数值，将脑电波信号进行量化处理。
本发明的有益效果是：本发明的疲劳检测仪和耳夹是一体结构，可以像帽子一样戴在头上，具有制造简单、成本低和灵敏性好等优点，通过夹在耳部的耳夹和缝合在帽沿上的疲劳检测仪，直接采集人体脑电波信号，PCB板上的判断模块判断为疲劳状态的话，就会把信号输送给电压刺激电路，产生的电流通过与人体耳朵接触的耳夹接触片，对人体耳朵产生刺激作用，另外，耳夹内的震动马达动作，耳夹的瞬间震动对耳朵起到刺激作用，这样同时通过震动马达和电流双重作用，实现唤醒的功能。
附图说明
图1是本发明安装在帽子上的立体图；
图2是本发明的整体结构图；
图3是本发明的检测仪结构图；
图4是本发明的耳夹结构图；
图5是本发明电路模块图；
图6是本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1—3所示，一种一体结构的疲劳检测反馈器，包括疲劳检测仪1和耳夹2，所述疲劳检测仪1安装在帽体4上，所述疲劳检测仪1包括上壳11、下壳15及安装在上壳11和下壳15之间的PCB板12和电池13，所述耳夹设有震动马达22和耳夹接触片21，所述震动马达22和耳夹接触片21电性连接PCB板12，所述PCB板12电性连接从疲劳检测仪1伸出的探测头14。
具体的，所述耳夹2包括上耳夹和下耳夹，所述上耳夹包括上耳夹外壳272和上耳夹底盖271，所述下耳夹包括下耳夹外壳262和下耳夹底盖261，所述上耳夹和下耳夹通过转动轴28和扭簧29弹性连接，所述上耳夹和下耳夹分别设有在扭簧作用下相互贴合的耳夹接触片21，所述耳夹接触片21下方设有带螺纹的凸柱，所述耳夹接触片21通过铜螺母23固定连接在耳夹内部的铜片25，所述铜片25通过导线3与PCB板12电性连接，所述上耳夹内部设有震动马达22，所述震动马达22通过导线3与PCB板12电性连接，所述上耳夹外侧设有控制震动马达22开闭的开关24。
本发明的工作原理如下：当打开电源开关，电源的供电IC将电池电压将电池电压升压成可以供该设备使用的3.3V电压，同时，该电压含有低电压检测功能，当电池电压不够时，对应的LED指示灯会亮起，提醒用户充电。电源供电给人体信号采集电路，通过前额的探测点和耳夹上的耳夹接触片获取人体脑波信号，并将采集来的人脑脑电波送人信号滤波和放大模块，通过信号滤波和放大模块将脑电波信号进行滤波放大处理，并将生物电信号送入频段选取模块，频段选取模块通过检测脑波信号，选取其中的专注度和放松度的信号进行输出到脑电波量化模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来的脑电波信号进行初步的转换和处理，将脑电波信号进行量化处理，并将量化后的脑电波信号送入判断模块。如果检测使用者为疲劳状态，DSP芯片会发出一组特定的信号给电压刺激电路，产生的电流通过与人体耳朵接触的耳夹接触片21，对人体耳朵产生刺激作用，另外，耳夹2内的震动马达22动作，通过震动提示使用者。
总之，本发明的疲劳检测仪1和耳夹2是一体结构，可以像帽子一样戴在头上，具有制造简单、成本低和灵敏性好等优点，通过夹在耳部的耳夹2和安装在帽沿上的疲劳检测仪1，直接采集人体脑电波信号，PCB板12上的判断模块判断为疲劳状态的话，就会把信号输送给电压刺激电路，产生的电流通过与人体耳朵接触的耳夹接触片21，对人体耳朵产生刺激作用，另外，耳夹内的震动马达22动作，耳夹的瞬间震动对耳朵起到刺激作用，这样同时通过震动马达22和电流双重作用，实现唤醒的功能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种一体结构的疲劳检测反馈器，包括疲劳检测仪和耳夹，所述疲劳检测仪安装在帽体上，所述疲劳检测仪包括上壳、下壳及安装在上壳和下壳之间的PCB板和电池，其特征在于：所述耳夹设有震动马达和耳夹接触片，所述震动马达和耳夹接触片电性连接PCB板，所述PCB板电性连接从疲劳检测仪伸出的探测头，所述耳夹包括上耳夹和下耳夹，所述上耳夹和下耳夹通过转动轴和扭簧弹性连接，所述上耳夹和下耳夹分别设有在扭簧作用下相互贴合的耳夹接触片，所述耳夹接触片下发设有带螺纹的凸柱，所述耳夹接触片通过铜螺母固定连接在耳夹内部的铜片，所述铜片通过导线与PCB板电性连接，所述上耳夹内部设有震动马达，所述震动马达通过导线与PCB板电性连接，所述上耳夹外侧设有控制震动马达开闭的开关。
2.如权利要求1所述的一种一体结构的疲劳检测反馈器，其特征在于：所述的PCB板上设有控制电路，控制电路包括对人脑脑电波的信息采集模块、信号滤波和放大模块、频段选取模块、脑电波量化模块和判断模块，其中信号采集模块通过前探测点和耳夹接触片，将人脑脑电波的信号进行采集，并将采集来的人脑脑电波的信号送入信号滤波和放大模块，通过信号滤波和放大模块将人脑脑电波的信号进行滤波放大处理，并将人脑脑电波的信号送入频段选取模块，频段选取模块通过检测人脑脑电波的信号，选取其中的专注度和放松度的信号进行输出到脑电波量化模块，脑电波量化模块采用DSP处理芯片将接收过来的人脑脑电波的信号进行初步的转换和处理，将人脑脑电波的信号进行量化处理，并将量化后的人脑脑电波的信号送入判断模块，判断模块设有疲劳信号设定的值，当脑电波信号超过该值，耳夹内的震动马达动作。
3.如权利要求2所述的一种一体结构的疲劳检测反馈器，其特征在于：所述的脑电波量化模块的DSP处理芯片将接收过来的人脑脑电波的信号进行初步的转换和处理，将输入信号通过低通滤波器，再经过中值算法和平均值算法，再采用时间积分的方法，每隔几秒算出一个注意力和放松力的数值，将人脑脑电波的信号进行量化处理。
4.如权利要求2所述的一种一体结构的疲劳检测反馈器，其特征在于：所述PCB板上还设有低频仿生电流的电压刺激电路，当脑电波量化模块的脑电波信号超出设定值，判断模块判断为疲劳状态，信号输出到电压刺激电路，所述电压刺激电路与人体耳朵接触的耳夹接触片电性连接。
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