CN105640566A - 一种专用于公交车的司机状态分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种专用于公交车的司机状态分析方法，该方法包括：1)提供一种专用于公交车的司机状态分析装置，所述分析装置包括心电图参数提取设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板、通信开启设备和飞思卡尔MC9S12芯片，所述心电图参数提取设备用于对公交车驾驶室内的司机的心电图参数进行提取，所述飞思卡尔MC9S12芯片与所述心电图参数提取设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的心电图参数确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板，以及确定是否控制所述通信开启设备以启动所述紧急无线通信设备；2)使用所述分析装置。

Description

一种专用于公交车的司机状态分析方法

技术领域

本发明涉及生理参数检测领域，尤其涉及一种专用于公交车的司机状态分析方法。

背景技术

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。

1829年7月4日，英国人GeorgeShillibeer的公车(Omnibus)出现于伦敦街头，沿新建的“新路”(NewRoad)往返柏丁顿Paddington与银行地带，经停约克郡YorkshireStingo，每日每个方向4班。不到十年，这一服务法国、英国及美国东岸各大城市(如巴黎、里昂、伦敦、纽约)得到普及。

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，本发明提出了一种专用于公交车的司机状态分析装置，采用高精度的血糖监控设备和心电图监控设备对司机的血糖和心电图参数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，快速逃生或者等待救援。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种专用于公交车的司机状态分析装置，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心电图监控设备分别实现对驾驶位置的司机的血糖信息和心电图信息的提取，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，提供了一种专用于公交车的司机状态分析装置，所述分析装置包括心电图参数提取设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板、通信开启设备和飞思卡尔MC9S12芯片，所述心电图参数提取设备用于对公交车驾驶室内的司机的心电图参数进行提取，所述飞思卡尔MC9S12芯片与所述心电图参数提取设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的心电图参数确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板，以及确定是否控制所述通信开启设备以启动所述紧急无线通信设备。

更具体地，在所述专用于公交车的司机状态分析装置中，包括：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司机体表处的多个固定位置，用于提取司机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司机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；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，与所述模数转换器连接，基于所述数字化电压差提取司机的窦性心率和QT间期；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；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，与飞思卡尔MC9S12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，与所述飞思卡尔MC9S12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；独立供电设备，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；飞思卡尔MC9S12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；飞思卡尔MC9S12芯片还与所述心电图参数提取电路连接以接收司机的窦性心率和QT间期；其中，所述飞思卡尔MC9S12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；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；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；当飞思卡尔MC9S12芯片发出血糖浓度过高识别信号、血糖浓度过低识别信号、窦性心率异常识别信号或QT间期异常识别信号时，飞思卡尔MC9S12芯片同时发出异常状态信号，否则，飞思卡尔MC9S12芯片同时发出正常状态信号。

更具体地，在所述专用于公交车的司机状态分析装置中：所述心电电压差包括多个电压。

更具体地，在所述专用于公交车的司机状态分析装置中：所述通信开启设备位于公交车车体内。

更具体地，在所述专用于公交车的司机状态分析装置中：所述独立供电设备为太阳能蓄电池，位于公交车车体上方。

更具体地，在所述专用于公交车的司机状态分析装置中：所述信号放大电路和所述带通滤波器被集成在一块集成电路板上。

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为本发明的专用于公交车的司机状态分析装置的第一实施例的结构方框图。

附图标记：1心电图参数提取设备；2紧急无线通信设备；3可推拉式面板；4通信开启设备；5飞思卡尔MC9S12芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的专用于公交车的司机状态分析装置的实施方案进行详细说明。

公共汽车，城市客车，即巴士或大巴，是客车类中大、中型客车的典型车型，是为专门解决城市和城郊运输而设计及装备的商用车。

公共汽车从设计和技术特性的角度看，与其它大、中型客车的车型(如长途客车、旅游客车、团体客车等)不同，这种车辆设有乘客座椅及供乘客站立与走动的通道，要求站立面积大，车厢内通道与出入口宽、两个以上车门，踏板低。如果是城郊公共汽车，则由于主要用于中距离城镇间的客运，座位较城市公共汽车要多些，还应有行李舱或行李架。

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。

由此可见，现有技术中存在以下技术问题：(1)缺乏有效的司机生理状态检测设备；(2)缺乏有效的生理参数预警机制；(3)缺乏在危险时刻能够紧急触发并帮助乘客与公共汽车运营中心建立联系的紧急通信通道。

为此，本发明搭建了一种专用于公交车的司机状态分析装置，能够及时了解驾驶位置的司机的血糖信号和心电图信号，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为本发明的专用于公交车的司机状态分析装置的第一实施例的结构方框图，所述分析装置包括心电图参数提取设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板、通信开启设备和飞思卡尔MC9S12芯片，所述心电图参数提取设备用于对公交车驾驶室内的司机的心电图参数进行提取，所述飞思卡尔MC9S12芯片与所述心电图参数提取设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的心电图参数确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板，以及确定是否控制所述通信开启设备以启动所述紧急无线通信设备。

接着，继续对本发明的专用于公交车的司机状态分析装置的第二实施例的具体结构进行进一步的说明。

所述分析装置包括：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司机体表处的多个固定位置，用于提取司机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司机因为呼吸和人体运动而产生的漂移心电电压信号。

所述分析装置包括：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。

所述分析装置包括：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，与所述模数转换器连接，基于所述数字化电压差提取司机的窦性心率和QT间期；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。

所述分析装置包括：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。

所述分析装置包括：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，与飞思卡尔MC9S12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。

所述分析装置包括：通信开启设备，与所述飞思卡尔MC9S12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；独立供电设备，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。

所述分析装置包括：飞思卡尔MC9S12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；飞思卡尔MC9S12芯片还与所述心电图参数提取电路连接以接收司机的窦性心率和QT间期。

其中，所述飞思卡尔MC9S12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；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；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，当飞思卡尔MC9S12芯片发出血糖浓度过高识别信号、血糖浓度过低识别信号、窦性心率异常识别信号或QT间期异常识别信号时，飞思卡尔MC9S12芯片同时发出异常状态信号，否则，飞思卡尔MC9S12芯片同时发出正常状态信号。

可选地，在所述分析装置中：所述心电电压差包括多个电压；所述通信开启设备位于公交车车体内；所述独立供电设备为太阳能蓄电池，位于公交车车体上方；以及所述信号放大电路和所述带通滤波器可以被集成在一块集成电路板上。

另外，模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

模拟数字转换器的分辨率是指，对于允许范围内的模拟信号，它能输出离散数字信号值的个数。这些信号值通常用二进制数来存储，因此分辨率经常用比特作为单位，且这些离散值的个数是2的幂指数。例如，一个具有8位分辨率的模拟数字转换器可以将模拟信号编码成256个不同的离散值(因为2^8＝256)，从0到255(即无符号整数)或从-128到127(即带符号整数)，至于使用哪一种，则取决于具体的应用。

采用本发明的专用于公交车的司机状态分析装置，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心电图监控设备对公共汽车司机的血糖和心电图参数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，从而提高公共汽车的安全性。

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 (6)

1.一种专用于公交车的司机状态分析方法，该方法包括：

1)提供一种专用于公交车的司机状态分析装置，所述分析装置包括心电图参数提取设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板、通信开启设备和飞思卡尔MC9S12芯片，所述心电图参数提取设备用于对公交车驾驶室内的司机的心电图参数进行提取，所述飞思卡尔MC9S12芯片与所述心电图参数提取设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的心电图参数确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板，以及确定是否控制所述通信开启设备以启动所述紧急无线通信设备；

2)使用所述分析装置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析装置包括：

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司机体表处的多个固定位置，用于提取司机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司机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；

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，与所述模数转换器连接，基于所述数字化电压差提取司机的窦性心率和QT间期；

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；

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，与飞思卡尔MC9S12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，与所述飞思卡尔MC9S12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；

独立供电设备，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；

飞思卡尔MC9S12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；飞思卡尔MC9S12芯片还与所述心电图参数提取电路连接以接收司机的窦性心率和QT间期；

其中，所述飞思卡尔MC9S12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；

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，当飞思卡尔MC9S12芯片发出血糖浓度过高识别信号、血糖浓度过低识别信号、窦性心率异常识别信号或QT间期异常识别信号时，飞思卡尔MC9S12芯片同时发出异常状态信号，否则，飞思卡尔MC9S12芯片同时发出正常状态信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述心电电压差包括多个电压。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述通信开启设备位于公交车车体内。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述独立供电设备为太阳能蓄电池，位于公交车车体上方。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述信号放大电路和所述带通滤波器被集成在一块集成电路板上。