CN203815457U - 一种可调式车载呼吸监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可调式车载呼吸监测仪，包括生物电容式呼吸传感器、充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等，其特征是：通过卡扣的方式将呼吸监测仪固体到安全带上，通过卡扣调节位置将装有呼吸传感器的导电橡胶层面向人体胸口位置。生物电容式呼吸传感器的结构由外向内依次是：保护层、导电橡胶层、绝缘介质层、塑料外壳层。在人体呼吸过程中胸腔的位移会被呼吸传感器检测到并转化为相应的电信号，经过滤波放大与微处理器分析后便可得到驾驶员的呼吸情况。本实用新型机构简单、实用方便，能够对驾驶员的呼吸情况进行实时监测，判断是否疲劳驾驶并提出预警。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可调式车载呼吸监测仪，用于监测行车过程中驾驶员的呼吸情况，并对潜在疲劳驾驶情况做出预警。
背景技术
随着社会的发展，科学技术的提高与人们生活水平的改善，汽车已经成为最常用的交通工具而进入千家万户。越来越多的私家车开始在马路上出现，人们在享受汽车给生活带来方便、舒适的同时，也越来越注重驾车过程中自身的健康状况与行车安全。目前，根据统计导致人类死亡的原因排名中，交通事故排名第九，而疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因。因此，能够对驾驶员的疲劳驾驶进行预测并提前报警有非常重要的作用。
目前，对驾驶员的疲劳监测手段主要通过摄像头运用图像识别技术，对人的眨眼频率进行统计分析，来判断驾驶员是否处于疲劳状态中。该方法要求驾驶员在开车过程中要有固定的坐姿，且容易因为驾驶员头部的移动而产生误报，从而对行车安全产生间接的影响。
发明内容
本实用新型监测驾驶员在行车过程中的呼吸变化情况，可以通过可调式卡扣固定在安全带上进行监测，无需其它附件，不影响行车安全。
本实用新型提供的技术方案是：一种可调式车载呼吸监测仪，包括生物电容式呼吸传感器、充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等，其特征是：通过卡扣的方式将呼吸监测仪固体到安全带上，将呼吸传感器一侧面向胸口，呼吸监测仪内有充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等。
装有生物电容式呼吸传感器的结构由外向内依次是：保护层、导电橡胶层、绝缘介质层、塑料外壳层。保护层为超薄无毒聚丙烯塑料层，导电橡胶为石墨烯导电橡胶，绝缘介质为软硅胶层，塑料外壳为高强度ABS塑料。当面积为A的生物电容平板靠近人体，即可与人体构成电容C为：
其中，为自由空间介电常数，为，为相对介电常数，d为生物电容平板与人体间距离。
人体呼吸时，其与生物电容平板的距离d发生变化时，电容变化为，即可计算出其呼吸幅度D为：
计算单位时间t内电容C的变化次数与变化大小，即可得出在该段时间内驾驶员的呼吸频率与呼吸幅度。
在单位时间t内，呼吸频率的波动值为：
其中为单位时间t内呼吸频率的均值。
在单位时间t内，呼吸幅度的波动值为：
其中为单位时间t内呼吸幅度的均值。
在驾驶过程中，驾驶员的精神状态可分为正常、临界与疲劳三个状态。 在这三个精神状态下，正常与疲劳状态，呼吸频率波动与呼吸幅度波动均有较明显的变化，但在临界状态下这两种波动变化较小。对上述两种波动的分析即可得出驾驶员是否处于疲劳临界状态。
因此，该可调式车载呼吸检测仪可以对人体呼吸信号进行采集处理从而判断驾驶人员是否处于疲劳驾驶的临界状态。并及时提出预警，有效降低行车危险。
呼吸传感器与微处理器在同一壳体中，通过卡扣的方式固定于安全带上。微处理器由内置充电式锂电池供电，呼吸信号经传感器接收后通过滤波放大电路传入微处理器。
与现有技术相比，本实用新型可调式车载呼吸监测仪，通过卡扣在安全带上固定检测仪，从而可以对行车过程中驾驶员的呼吸信号进行采集而且不会影响驾驶员的驾驶。可以将检测到的信号，传递到微处理器中对其进行处理分析。对潜在的疲劳驾驶情况及时提出预警，有效的降低行车危险系数，提高对驾驶员的安全保障。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图。
附图2为本实用新型的控制电路原理示意图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施例：一种可调式车载呼吸监测仪，包括生物电容式呼吸传感器、充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等，其特征是：通过卡扣1的方式将呼吸监测仪固体到安全带4上，将呼吸传感器2一侧面向胸口，呼吸监测仪3内有充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等。装有生物电容式呼吸传感器的结构由外向内依次是：保护层、导电橡胶层、绝缘介质层、塑料外壳层。
微处理器器由内部充电式锂电池供电，当由于呼吸作用引起胸部起伏，与生物电容平板的距离d发生变化，当变化量为时，电容的变化为：
其中，A为生物电容平板面积，为自由空间介电常数，为，为相对介电常数，d为生物电容平板与人体间距离。
呼吸信号经传感器接收后通过滤波放大电路传入微处理器，可以将检测到的信号进行处理分析。在不影响驾驶的情况下，对驾驶员的疲劳状态进行判断，对潜在的疲劳驾驶情况及时提出预警，有效提高行车安全系数。
Claims (6)
1.一种可调式车载呼吸监测仪，包括生物电容式呼吸传感器、充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等，其特征是：通过卡扣的方式将呼吸监测仪固体到安全带上，将呼吸传感器一侧面向胸口，呼吸监测仪内有充电式锂电池、信号滤波放大电路、微处理器、显示屏等。
2.根据权利要求1所述的一种可调式车载呼吸监测仪，其特征是生物电容式呼吸传感器的结构由外向内依次是：保护层、导电橡胶层、绝缘介质层、塑料外壳层，两层导电橡胶构成生物电容式传感器。
3.根据权利要求1所述的一种可调式车载呼吸监测仪，其特征是通过呼吸监测仪上面的卡扣将仪器固定到安全带上，并通过卡扣调节其在安全带上面的位置。
4.根据权利要求1所述的一种可调式车载呼吸监测仪，其特征是微处理器由监测仪内部的充电式锂电池供电，呼吸传感器信号经滤波放大电路后送入微处理器。
5.根据权利要求1所述的一种可调式车载呼吸监测仪，其特征是微处理器将呼吸信号处理后在监测仪的显示屏上显示。
6.根据权利要求5所述的一种可调式车载呼吸监测仪，其特征是通过显示屏显示驾驶员的呼吸情况，并在疲劳驾驶时做出声光报警。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106072962A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-11-09 | 重庆大学 | 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置 |
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2014
- 2014-03-04 CN CN201420094949.8U patent/CN203815457U/zh not_active Expired - Fee Related
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