CN105549441A - 智能化电控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化电控系统，所述电控系统包括身体机能检测子系统、紧急无线通信子系统、太阳能蓄电池和ARM11处理芯片，太阳能蓄电池为运行中的紧急无线通信子系统提供电力供应，身体机能检测子系统用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息和血糖信息进行提取，所述ARM11处理芯片与所述身体机能检测子系统连接，根据提取的血氧饱和度信息和血糖信息确定是否启动紧急无线通信子系统。通过本发明，能够对公交车司机的重要生理参数进行检测，并在出现异常时为乘客提供报警通道，从而避免严重的事故发生，减少人员伤亡。

Description

智能化电控系统

技术领域

本发明涉及电子控制领域，尤其涉及一种智能化电控系统。

背景技术

公共汽车的分类有多种，按照运行区间，可以分为短途(市区内)和长途(市区间)公共汽车；按照燃料种类的不同，可以分为燃油、燃气和电动公共汽车；按照车型结构的不同，可分为单层、双层、铰接式公共汽车等。最初，城市公共汽车大都由载货汽车底盘改装而成，现代城市公共汽车的底盘一般都是根据客车的要求专门设计和制造而成。发达国家的城市公共汽车，均已实行无人售票，因此装有收款机或验票机，当前的大部分公共汽车除市郊外已基本实现无人售票。

公共交通的起源至少可追溯至1826年。当时一位退休军官在法国西北部的南特(Nantes)市郊开办磨面坊，将蒸汽机排出的热水供人洗澡而兴建公众浴场，并提供接驳市中心的四轮马车服务。当他发现沿途的人们都可以使用他的公共马车时，便开办穿梭旅馆之间的客车路线，让乘客和邮件于沿途自由使用。巴黎是公车的先行城市，伦敦继之。

当前，公共汽车已经广泛应用于世界各国的每一个城市中。在公共汽车的行驶过程中，司机的状态特别重要，如果司机出现精神异常的情况，或者司机出现患病的情况，都会影响公共汽车的正常行驶，严重时能够导致恶劣的交通事故发生。而现有技术中并不存在对公共汽车司机生理状态进行检测的设备和机制。

为此，本发明提出了一种智能化电控系统，采用高精度的血糖监控设备和血氧监控设备对司机的血糖和血氧饱和度进行及时检测和报警，并在识别到司机状态异常时，及时启动紧急通话设备，便于乘客快速了解当前公共汽车的行驶状态，避免陷入困境。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能化电控系统，利用有针对性的、可用于公共汽车驾驶室的紧凑结构的血糖监控设备和血氧监控设备分别实现对驾驶位置的司机的血糖信息和血氧饱和度的提取，并在异常时触发报警机制，更关键的是，在异常时触发乘客紧急通话通道，帮助乘客尽早联系到外部援助，避免严重的交通事故发生。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化电控系统，所述电控系统包括身体机能检测子系统、紧急无线通信子系统、太阳能蓄电池和ARM11处理芯片，太阳能蓄电池为运行中的紧急无线通信子系统提供电力供应，身体机能检测子系统用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息和血糖信息进行提取，所述ARM11处理芯片与所述身体机能检测子系统连接，根据提取的血氧饱和度信息和血糖信息确定是否启动紧急无线通信子系统。

更具体地，在所述智能化电控系统中，包括：直接数字频率合成器，用于产生频率和相位能够调整的正弦波信号以作为射频频率源用作混频使用；脉冲序列发生器，用于产生脉冲序列；混频器，与所述直接数字频率合成器和所述脉冲序列发生器分别连接，采用脉冲序列对正弦波信号进行混频调制；功率放大器，与所述混频器连接，用于将混频调制后的信号进行放大；开关电源，用作探头与功率放大器之间的接口电路，将放大后的信号加载到探头的射频收发线圈中；钕铁硼永磁型磁体结构，在容纳司机手指的空间内产生一个场强均匀的静态磁场；探头，放置在司机手指位置，缠绕射频收发线圈以将加载的信号送入所述钕铁硼永磁型磁体结构内，产生核磁共振现象，还用于将经过司机手指内氢质子共振后获得的衰减信号送出；近红外光发射器，设置在司机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，发射近红外光；光源驱动电路，与所述近红外光发射器连接，用于向所述近红外光发射器发送发光控制信号；近红外光接收器，设置在司机手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射司机手指指尖毛细血管后的近红外光；参数提取设备，与所述近红外光发射器和所述近红外光接收器分别连接，基于发射的近红外光与透射的近红外光的光线衰减程度，计算司机血液中的氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量；紧急无线通信设备，位于公交车车体内，用于接收人员的通话信息，并将通话信息通过无线通信链路发送到远端的公交车管理中心处的服务器；可推拉式面板，镶嵌在公交车车体内侧上，与ARM11处理芯片连接，用于在接收到正常状态信号时，自动推送到所述紧急无线通信设备的正前方以覆盖所述紧急无线通信设备，还在接收到异常状态信号时，自动从所述紧急无线通信设备的正前方处拉开并回缩到所述紧急无线通信设备的右侧；通信开启设备，与所述ARM11处理芯片和所述紧急无线通信设备分别连接，用于在接收到异常状态信号时，启动所述紧急无线通信设备，在接收到正常状态信号时，关闭所述紧急无线通信设备；太阳能蓄电池，与所述紧急无线通信设备、所述可推拉式面板和所述通信开启设备分别连接，仅为所述紧急无线通信设备、所述可推拉式面板和所述通信开启设备提供电力供应；ARM11处理芯片，与所述探头连接，接收所述衰减信号，分析所述衰减信号的谱线，并计算其中葡萄糖所占比例，从而获取司机的血糖浓度，所述ARM11处理芯片还与所述参数提取设备连接，基于氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量计算司机的血氧饱和度；其中，所述ARM11处理芯片当所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时，发出血糖浓度过高识别信号，当所述血糖浓度在预设血糖下限浓度时，发出血糖浓度过低识别信号；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；其中，所述探头缠绕的射频收发线圈为鸟笼线圈、螺旋管线圈、鞍状线圈、相控阵列线圈和环状线圈中的一种；其中，直接数字频率合成器所采用的频率合成选用直接数字合成、模拟锁相环和数字锁相环中的一种；其中，当ARM11处理芯片发出血氧饱和度过高识别信号、血氧饱和度过低识别信号、血糖浓度过高识别信号或血糖浓度识别信号过低时，ARM11处理芯片同时发出异常状态信号，否则，ARM11处理芯片同时发出正常状态信号。

更具体地，在所述智能化电控系统中：所述太阳能蓄电池位于公交车车顶上。

更具体地，在所述智能化电控系统中，所述电控系统还包括：FLASH存储芯片，用于预先存储预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。

更具体地，在所述智能化电控系统中：所述FLASH存储芯片位于公交车前端仪表盘内。

更具体地，在所述智能化电控系统中：所述ARM11处理芯片包括内置存储器，用于预先存储预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为本发明的智能化电控系统的第一实施例的结构方框图。

附图标记：1身体机能检测子系统；2紧急无线通信子系统；3太阳能蓄电池；4ARM11处理芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能化电控系统的实施方案进行详细说明。

现有技术中，对公共汽车的监控主要集中在公共汽车客体本身，而对驾驶公共汽车的司机，相应的监控手段有限，更多的是对公共汽车乘客舱的视频监控，即使有一些对于驾驶室的监控手段，也更多是对驾驶室内部温度、湿度、气压等有限的物理量的检测，缺乏对司机的生理状态的检测，更不用说采用在司机状态异常时，及时通知乘客的通讯机制了。

然而实际上，司机的驾驶状态非常重要，一方面，可能出现司机精神过度紧张或者患病的情况，如果不通知其他人员进行抢救和替换驾驶，很容易造成人员伤亡的经济损失，另一方面，也可能出现司机危险驾驶的情况，这时通常司机的生理参数会出现一些预兆。

为此，本发明搭建了一种智能化电控系统，能够及时了解驾驶位置的司机的血糖信号和血氧信号，一旦出现异常时，能够启动紧急通信机制以帮助乘客寻求公共汽车运营中心处的援助，从而有效地避免公共汽车事故的蔓延，减少交通事故发生的几率。

图1为本发明的智能化电控系统的第一实施例的结构方框图，所述电控系统包括身体机能检测子系统、紧急无线通信子系统、太阳能蓄电池和ARM11处理芯片，太阳能蓄电池为运行中的紧急无线通信子系统提供电力供应，身体机能检测子系统用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息和血糖信息进行提取，所述ARM11处理芯片与所述身体机能检测子系统连接，根据提取的血氧饱和度信息和血糖信息确定是否启动紧急无线通信子系统。

接着，继续对本发明的智能化电控系统的第二实施例进行进一步的说明。

所述电控系统包括：直接数字频率合成器，用于产生频率和相位能够调整的正弦波信号以作为射频频率源用作混频使用；脉冲序列发生器，用于产生脉冲序列；混频器，与所述直接数字频率合成器和所述脉冲序列发生器分别连接，采用脉冲序列对正弦波信号进行混频调制；功率放大器，与所述混频器连接，用于将混频调制后的信号进行放大；开关电源，用作探头与功率放大器之间的接口电路，将放大后的信号加载到探头的射频收发线圈中；钕铁硼永磁型磁体结构，在容纳司机手指的空间内产生一个场强均匀的静态磁场。

所述电控系统包括：探头，放置在司机手指位置，缠绕射频收发线圈以将加载的信号送入所述钕铁硼永磁型磁体结构内，产生核磁共振现象，还用于将经过司机手指内氢质子共振后获得的衰减信号送出；近红外光发射器，设置在司机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，发射近红外光。

所述电控系统包括：光源驱动电路，与所述近红外光发射器连接，用于向所述近红外光发射器发送发光控制信号；近红外光接收器，设置在司机手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射司机手指指尖毛细血管后的近红外光；参数提取设备，与所述近红外光发射器和所述近红外光接收器分别连接，基于发射的近红外光与透射的近红外光的光线衰减程度，计算司机血液中的氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量。

所述电控系统包括：紧急无线通信设备，位于公交车车体内，用于接收人员的通话信息，并将通话信息通过无线通信链路发送到远端的公交车管理中心处的服务器；可推拉式面板，镶嵌在公交车车体内侧上，与ARM11处理芯片连接，用于在接收到正常状态信号时，自动推送到所述紧急无线通信设备的正前方以覆盖所述紧急无线通信设备，还在接收到异常状态信号时，自动从所述紧急无线通信设备的正前方处拉开并回缩到所述紧急无线通信设备的右侧。

所述电控系统包括：通信开启设备，与所述ARM11处理芯片和所述紧急无线通信设备分别连接，用于在接收到异常状态信号时，启动所述紧急无线通信设备，在接收到正常状态信号时，关闭所述紧急无线通信设备；太阳能蓄电池，与所述紧急无线通信设备、所述可推拉式面板和所述通信开启设备分别连接，仅为所述紧急无线通信设备、所述可推拉式面板和所述通信开启设备提供电力供应。

所述电控系统包括：ARM11处理芯片，与所述探头连接，接收所述衰减信号，分析所述衰减信号的谱线，并计算其中葡萄糖所占比例，从而获取司机的血糖浓度，所述ARM11处理芯片还与所述参数提取设备连接，基于氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量计算司机的血氧饱和度。

其中，所述ARM11处理芯片当所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时，发出血糖浓度过高识别信号，当所述血糖浓度在预设血糖下限浓度时，发出血糖浓度过低识别信号；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。

其中，所述探头缠绕的射频收发线圈为鸟笼线圈、螺旋管线圈、鞍状线圈、相控阵列线圈和环状线圈中的一种；其中，直接数字频率合成器所采用的频率合成选用直接数字合成、模拟锁相环和数字锁相环中的一种；其中，当ARM11处理芯片发出血氧饱和度过高识别信号、血氧饱和度过低识别信号、血糖浓度过高识别信号或血糖浓度识别信号过低时，ARM11处理芯片同时发出异常状态信号，否则，ARM11处理芯片同时发出正常状态信号。

可选地，在所述电控系统中：所述太阳能蓄电池位于公交车车顶上；所述电控系统还包括：FLASH存储芯片，用于预先存储预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度；所述FLASH存储芯片位于公交车前端仪表盘内；所述ARM11处理芯片包括内置存储器，用于预先存储预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。

另外，血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。而功能性氧饱和度为HbO2浓度与HbO2+Hb浓度之比，有别于氧合血红蛋白所占百分数。因此，监测动脉血氧饱和度可以对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行估计。正常人体动脉血的血氧饱和度为98％，静脉血为75％。

人体的新陈代谢过程是生物氧化过程，而新陈代谢过程中所需要的氧，是通过呼吸系统进入人体血液，与血液红细胞中的血红蛋白，结合成氧合血红蛋白，再输送到人体各部分组织细胞中去。血液携带输送氧气的能力即用血氧饱和度来衡量。

采用本发明的智能化电控系统，针对现有技术中公共汽车司机生理状态难以检测以及缺乏乘客紧急通话设备的技术问题，采用高精度的血糖监控设备和血氧监控设备对公共汽车司机的血糖和血氧饱和度进行及时检测和报警，引入生理参数预警机制和紧急通话机制，帮助乘客获悉司机的异常状态并进一步建立与公共汽车运营中心的通话联系，避免公共汽车失控的情况发生。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种智能化电控系统，所述电控系统包括身体机能检测子系统、紧急无线通信子系统、太阳能蓄电池和ARM11处理芯片，太阳能蓄电池为运行中的紧急无线通信子系统提供电力供应，身体机能检测子系统用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息和血糖信息进行提取，所述ARM11处理芯片与所述身体机能检测子系统连接，根据提取的血氧饱和度信息和血糖信息确定是否启动紧急无线通信子系统。

2.如权利要求1所述的智能化电控系统，其特征在于，所述电控系统包括：

直接数字频率合成器，用于产生频率和相位能够调整的正弦波信号以作为射频频率源用作混频使用；

脉冲序列发生器，用于产生脉冲序列；

混频器，与所述直接数字频率合成器和所述脉冲序列发生器分别连接，采用脉冲序列对正弦波信号进行混频调制；

功率放大器，与所述混频器连接，用于将混频调制后的信号进行放大；

开关电源，用作探头与功率放大器之间的接口电路，将放大后的信号加载到探头的射频收发线圈中；

钕铁硼永磁型磁体结构，在容纳司机手指的空间内产生一个场强均匀的静态磁场；

探头，放置在司机手指位置，缠绕射频收发线圈以将加载的信号送入所述钕铁硼永磁型磁体结构内，产生核磁共振现象，还用于将经过司机手指内氢质子共振后获得的衰减信号送出；

近红外光发射器，设置在司机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，发射近红外光；

光源驱动电路，与所述近红外光发射器连接，用于向所述近红外光发射器发送发光控制信号；

近红外光接收器，设置在司机手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射司机手指指尖毛细血管后的近红外光；

参数提取设备，与所述近红外光发射器和所述近红外光接收器分别连接，基于发射的近红外光与透射的近红外光的光线衰减程度，计算司机血液中的氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量；

紧急无线通信设备，位于公交车车体内，用于接收人员的通话信息，并将通话信息通过无线通信链路发送到远端的公交车管理中心处的服务器；

可推拉式面板，镶嵌在公交车车体内侧上，与ARM11处理芯片连接，用于在接收到正常状态信号时，自动推送到所述紧急无线通信设备的正前方以覆盖所述紧急无线通信设备，还在接收到异常状态信号时，自动从所述紧急无线通信设备的正前方处拉开并回缩到所述紧急无线通信设备的右侧；

通信开启设备，与所述ARM11处理芯片和所述紧急无线通信设备分别连接，用于在接收到异常状态信号时，启动所述紧急无线通信设备，在接收到正常状态信号时，关闭所述紧急无线通信设备；

太阳能蓄电池，与所述紧急无线通信设备、所述可推拉式面板和所述通信开启设备分别连接，仅为所述紧急无线通信设备、所述可推拉式面板和所述通信开启设备提供电力供应；

ARM11处理芯片，与所述探头连接，接收所述衰减信号，分析所述衰减信号的谱线，并计算其中葡萄糖所占比例，从而获取司机的血糖浓度，所述ARM11处理芯片还与所述参数提取设备连接，基于氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量计算司机的血氧饱和度；

其中，所述ARM11处理芯片当所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时，发出血糖浓度过高识别信号，当所述血糖浓度在预设血糖下限浓度时，发出血糖浓度过低识别信号；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；

其中，所述探头缠绕的射频收发线圈为鸟笼线圈、螺旋管线圈、鞍状线圈、相控阵列线圈和环状线圈中的一种；

其中，直接数字频率合成器所采用的频率合成选用直接数字合成、模拟锁相环和数字锁相环中的一种；

其中，当ARM11处理芯片发出血氧饱和度过高识别信号、血氧饱和度过低识别信号、血糖浓度过高识别信号或血糖浓度识别信号过低时，ARM11处理芯片同时发出异常状态信号，否则，ARM11处理芯片同时发出正常状态信号；

所述太阳能蓄电池位于公交车车顶上；

FLASH存储芯片，用于预先存储预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。