CN105662366A - 人体机能智能化检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人体机能智能化检测装置，所述检测装置包括血氧饱和度检测设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板和凌阳SPCE061A芯片，所述血氧饱和度检测设备用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息进行提取，所述凌阳SPCE061A芯片与所述血氧饱和度检测设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的血氧饱和度信息确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板。通过本发明，能够在公交车司机发病前为车内乘客提供报警机制。

Description

人体机能智能化检测装置

技术领域

本发明涉及机能检测领域，尤其涉及人体机能智能化检测装置。

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。

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。

因此，本发明提出了人体机能智能化检测装置，能够及时了解驾驶位置的司机的脉搏信号和血氧饱和度信号，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，从而提高了公共汽车行驶的安全性。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了人体机能智能化检测装置，利用有针对性的、可用于公共汽车驾驶室的紧凑结构的脉搏监控设备和血氧监控设备分别实现对驾驶位置的司机的脉搏信息和血氧饱和度信息的提取，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，提供了人体机能智能化检测装置，所述检测装置包括血氧饱和度检测设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板和凌阳SPCE061A芯片，所述血氧饱和度检测设备用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息进行提取，所述凌阳SPCE061A芯片与所述血氧饱和度检测设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的血氧饱和度信息确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板。

更具体地，在所述人体机能智能化检测装置中，包括：第一电阻，一端与5V电源连接，另一端与红外接收二极管的正端连接；第二电阻，一端与5V电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；第三电阻，另一端接地，并具有与第二电阻相同的阻值；第一双路运算放大器，用于产生2.5V的基准电压，其正端与第二电阻的另一端连接，负端与第一电容的一端连接，输出端与红外发射二极管的负端连接，负端还与红外发射二极管的负端连接；第一电容，另一端接地；第四电阻，一端与红外发射二极管的负端连接；第二双路运算放大器，正端与第四电阻的另一端连接，负端与红外接收二极管的正端连接，输出端作为脉搏电压；第五电阻，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输出端之间；第二电容，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输出端之间；红外发射二极管，设置在司机耳部毛细血管位置，用于发射红外光，红外发射二极管的负端与红外接收二极管的正端连接；红外接收二极管，设置在司机耳部毛细血管位置，位于所述红外发射二极管的相对位置，用于接收透射司机耳部毛细血管后的红外光；发光二极管，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，交替发射红外光和红光；光源驱动电路，内置定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信号；光电转换器，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红外光和红光，并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号，以获得模拟红外光电流和模拟红光电流；电流电压转换电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压；信号放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压；信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分，以作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出；模数转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压；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，与凌阳SPCE061A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，与所述凌阳SPCE061A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；凌阳SPCE061A芯片，与所述模数转换器连接，将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系；所述凌阳SPCE061A芯片还与所述第二双路运算放大器的输出端连接以获得所述脉搏电压，并当所述脉搏电压在预设脉搏范围之外时，发出脉搏异常识别信号，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，当红外发射二极管和红外接收二极管之间无脉搏时，脉搏电压为2.5V，当红外发射二极管和红外接收二极管之间存在跳动的脉搏时，血脉使耳部透光性变差，脉搏电压大于2.5V；第一双路运算放大器和第二双路运算放大器都为TI公司的双路运算放大器；在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路，用于滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分；当凌阳SPCE061A芯片发出脉搏异常识别信号、窦性心率异常识别信号或PR间隔异常识别信号时，凌阳SPCE061A芯片同时发出异常状态信号，否则，凌阳SPCE061A芯片同时发出正常状态信号。

更具体地，在所述人体机能智能化检测装置中：所述光电转换器为一光电二极管。

更具体地，在所述人体机能智能化检测装置中：所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm。

更具体地，在所述人体机能智能化检测装置中：所述发光二极管发射的红光的波长为660nm。

更具体地，在所述人体机能智能化检测装置中：所述独立供电设备位于公交车车体内。

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为本发明的人体机能智能化检测装置的第一实施例的结构方框图。

附图标记：1血氧饱和度检测设备；2紧急无线通信设备；3可推拉式面板；4凌阳SPCE061A芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的人体机能智能化检测装置的实施方案进行详细说明。

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，本发明搭建了人体机能智能化检测装置，采用高精度的脉搏监控设备和血氧监控设备对司机的脉搏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，快速逃生或者等待救援。

图1为本发明的人体机能智能化检测装置的第一实施例的结构方框图，所述检测装置包括血氧饱和度检测设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板和凌阳SPCE061A芯片，所述血氧饱和度检测设备用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息进行提取，所述凌阳SPCE061A芯片与所述血氧饱和度检测设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的血氧饱和度信息确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板。

接着，继续对本发明的人体机能智能化检测装置的第二实施例的具体结构进行进一步的说明。

所述检测装置包括：第一电阻，一端与5V电源连接，另一端与红外接收二极管的正端连接；第二电阻，一端与5V电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；第三电阻，另一端接地，并具有与第二电阻相同的阻值；第一双路运算放大器，用于产生2.5V的基准电压，其正端与第二电阻的另一端连接，负端与第一电容的一端连接，输出端与红外发射二极管的负端连接，负端还与红外发射二极管的负端连接。

所述检测装置包括：第一电容，另一端接地；第四电阻，一端与红外发射二极管的负端连接；第二双路运算放大器，正端与第四电阻的另一端连接，负端与红外接收二极管的正端连接，输出端作为脉搏电压；第五电阻，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输出端之间；第二电容，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输出端之间。

所述检测装置包括：红外发射二极管，设置在司机耳部毛细血管位置，用于发射红外光，红外发射二极管的负端与红外接收二极管的正端连接；红外接收二极管，设置在司机耳部毛细血管位置，位于所述红外发射二极管的相对位置，用于接收透射司机耳部毛细血管后的红外光；发光二极管，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，交替发射红外光和红光；光源驱动电路，内置定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信号。

所述检测装置包括：光电转换器，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红外光和红光，并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号，以获得模拟红外光电流和模拟红光电流；电流电压转换电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压。

所述检测装置包括：信号放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压；信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分，以作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出。

所述检测装置包括：模数转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压；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。

所述检测装置包括：可推拉式面板，镶嵌在公交车车体内侧上，与凌阳SPCE061A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。

所述检测装置包括：通信开启设备，与所述凌阳SPCE061A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。

所述检测装置包括：凌阳SPCE061A芯片，与所述模数转换器连接，将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系。

所述凌阳SPCE061A芯片还与所述第二双路运算放大器的输出端连接以获得所述脉搏电压，并当所述脉搏电压在预设脉搏范围之外时，发出脉搏异常识别信号，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，当红外发射二极管和红外接收二极管之间无脉搏时，脉搏电压为2.5V，当红外发射二极管和红外接收二极管之间存在跳动的脉搏时，血脉使耳部透光性变差，脉搏电压大于2.5V；第一双路运算放大器和第二双路运算放大器都为TI公司的双路运算放大器；在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路，用于滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分；当凌阳SPCE061A芯片发出脉搏异常识别信号、窦性心率异常识别信号或PR间隔异常识别信号时，凌阳SPCE061A芯片同时发出异常状态信号，否则，凌阳SPCE061A芯片同时发出正常状态信号。

可选地，在所述检测装置中：所述光电转换器为一光电二极管；所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm；所述发光二极管发射的红光的波长为660nm；以及所述独立供电设备可位于公交车车体内。

另外，运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。他是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。

运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。

采用本发明的人体机能智能化检测装置，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，采用高精度的脉搏监控设备和血氧监控设备对公共汽车司机的脉搏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。

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.人体机能智能化检测装置，所述检测装置包括血氧饱和度检测设备、紧急无线通信设备、可推拉式面板和凌阳SPCE061A芯片，所述血氧饱和度检测设备用于对公交车驾驶室内的司机的血氧饱和度信息进行提取，所述凌阳SPCE061A芯片与所述血氧饱和度检测设备和所述可推拉式面板分别连接，根据提取的血氧饱和度信息确定是否撤开紧急无线通信设备上的可推拉式面板。

2.如权利要求1所述的人体机能智能化检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

第一电阻，一端与5V电源连接，另一端与红外接收二极管的正端连接；

第二电阻，一端与5V电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；

第三电阻，另一端接地，并具有与第二电阻相同的阻值；

第一双路运算放大器，用于产生2.5V的基准电压，其正端与第二电阻的另一端连接，负端与第一电容的一端连接，输出端与红外发射二极管的负端连接，负端还与红外发射二极管的负端连接；

第一电容，另一端接地；

第四电阻，一端与红外发射二极管的负端连接；

第二双路运算放大器，正端与第四电阻的另一端连接，负端与红外接收二极管的正端连接，输出端作为脉搏电压；

第五电阻，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输出端之间；

第二电容，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输出端之间；

红外发射二极管，设置在司机耳部毛细血管位置，用于发射红外光，红外发射二极管的负端与红外接收二极管的正端连接；

红外接收二极管，设置在司机耳部毛细血管位置，位于所述红外发射二极管的相对位置，用于接收透射司机耳部毛细血管后的红外光；

发光二极管，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，交替发射红外光和红光；

光源驱动电路，内置定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信号；

光电转换器，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红外光和红光，并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号，以获得模拟红外光电流和模拟红光电流；

电流电压转换电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压；

信号放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压；

信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分，以作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出；

模数转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压；

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，与凌阳SPCE061A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，与所述凌阳SPCE061A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；

凌阳SPCE061A芯片，与所述模数转换器连接，将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系；所述凌阳SPCE061A芯片还与所述第二双路运算放大器的输出端连接以获得所述脉搏电压，并当所述脉搏电压在预设脉搏范围之外时，发出脉搏异常识别信号，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，当红外发射二极管和红外接收二极管之间无脉搏时，脉搏电压为2.5V，当红外发射二极管和红外接收二极管之间存在跳动的脉搏时，血脉使耳部透光性变差，脉搏电压大于2.5V；

其中，第一双路运算放大器和第二双路运算放大器都为TI公司的双路运算放大器；

其中，在所述信号放大器和所述信号检测电路之间还设置信号滤波电路，用于滤除模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压中的噪声成分；

其中，当凌阳SPCE061A芯片发出脉搏异常识别信号、窦性心率异常识别信号或PR间隔异常识别信号时，凌阳SPCE061A芯片同时发出异常状态信号，否则，凌阳SPCE061A芯片同时发出正常状态信号；

所述光电转换器为一光电二极管；

所述发光二极管发射的红外光的波长为940nm。