CN2075064U

CN2075064U - 脑电波瞌睡监视器

Info

Publication number: CN2075064U
Application number: CN 90215202
Authority: CN
Inventors: 王传法
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1991-04-17

Abstract

本实用新型提供了一种通过测试人体脑电波来检测用户是否进入瞌睡状态的脑电波瞌睡监视，它包括瞌睡信号拾取装置和报警装置，其特征在于所述瞌睡信号拾取装置包括探测器、前置放大器、低通滤波器、放大器，基准电压发生器，比较器和延时器，在延时器的输出端，可根据需要选择配置受该瞌睡监视器控制的各种附加装置，如使人体从瞌睡状态清醒的致冷装置，与汽车刹车踏板连接的汽车刹车器和使机器停止的断电装置等。

Description

本实用新型涉及一种瞌睡监视器，尤其涉及一种通过测试脑电波来监视用户是否进入瞌睡状态的脑电波瞌睡监视器。

现有的瞌睡报警器是由角度控制开关及蜂鸣器构成，其工作原理是置于用户头部的角度控制开关如水银开关、摆动开关等，在正常情况下，触点打开，一旦用户低头时，开关触点闭合，接通报警电路，发出报警声。其缺点是无论用户是否进入瞌睡状态，只要用户低头，就会报警，当这种报警器在颠簸的车箱内使用时，尤其会产生误报警。

本实用新型的目的在于提供一种报警受用户脑电波控制的，不会产生误报警的瞌睡监视器；

本实用新型的瞌睡监视器基于下述原理：人在一般清醒的情况下，其脑电波的波形如图1所示，是一种具有一定峰值无规律的波，一旦人进入睡眠前的瞌睡状态，其脑电波中就会出现峰值相对于清醒情况下很低的无规律的波，如图2所示，持续时间一般超过七秒，本实用新型的瞌睡监视器就是检测脑电波中的这段信号（瞌睡信号），并作出报警等动作。

本实用新型的脑电波瞌睡监视器包括瞌睡信号拾取装置和报警装置，其特征在于所述瞌睡信号拾取装置包括探测器及将从探测器来的信号进行处理，并判别信号性质的信号处理装置，所述信号处理装置包括将从探测器来的信号进行放大的前置放大器、对经前置放大器放大的信号滤波的低通滤波器、对滤波后信号再次放大的放大器、产生基准电压的基准电压发生器、将再次放大后的信号与基准电压发生器产生的基准电压比较的比较器和对比较器输出的瞌睡信号进行延时的延时器，报警装置与所述的信号处理装置的输出端相连。

本实用新型的优点是显而易见的，即瞌睡监视器的报警与外界环境因素无关，仅与人体脑电波中的瞌睡信号有关，大大提高了报警准确性。

图1示出了人体清醒情况下的脑电波波形；

图2示出了人体进入瞌睡状态时的脑电波波形；

图3示出了本实用新型的瞌睡监视器的构成框图；

图4（a）是人体清醒时放大器4输出的波形；

图4（b）（d）是人体进入瞌睡状态时放大器4和比较器6输出的波形；

图4（c）是基准电压发生器5产生的基准电压波形；

图5是本实用新型信号处理装置的一个实施例的电路图；

图6示出了本实用新型瞌睡监视器的探测器的几种结构；

图7示出了附加装置的控制结构。

下面结合附图详细描述本实用新型的最佳实施例。

图3示出了本实用新型瞌睡监视器的构成框图。置于人体头部的探测器1获取人体脑电波信号，并送入包括前置放大器2、低通滤波器3、放大器4、基准电压发生器5、比较器6和延时器7的信号处理装置进行信号处理，探测器1和信号处理装置构成本实用新型的瞌睡信号拾取装置。

参见图3，从探测器1来的信号经前置放大器2预放大、低通滤波器3滤波、放大器4再次放大后，在比较器6中与基准电压发生器5产生的基准电压V比较，以判断目前脑电波信号是否具有瞌睡信号，其原理如下：参见图4，图4（a）为人体清醒状态时的二次放大器4输出的脑电波波形（下同），一旦人体进入瞌睡状态，就会出现如图4（b）所示的波形，其中较为平坦的部分持续时间通常超过7秒。图4（c）为基准电压发生器5产生的基准电压V，其值小于清醒状态时放大器4输出的信号的峰值，大于瞌睡状态时信号平坦部分的峰值。图4（d）为比较器6的输出波形，即当放大器4输出的信号电压值大于基准电压发生器5输出的电压V时，比较器6输出低电平（0电平），反之输出高电平，从图4的波形可以看出，当有瞌睡信号时，比较器6的输出，有较长的高电平，这样可由延时器7来判断比较器6输出的高电平待续时间，当该时间大于设定值时，就驱动报警装置8报警。

参见图5，图5示出了本实用新型瞌睡监视器信号处理装置的电路图。从探测器1来的信号从A、B端输入，对输入信号进行预放大的前置放大器2包括集成运算放大器A₁、A₂和A₃，A₁A₂A₃可采用具有低噪声的自稳零运算放大集成块，如7650、7856。低通滤波器3由运算放大器A₄和若干电阻电容构成，其截止频率为20－25Hz，经滤波后的信号再由包括运算放大器A₅的放大器4放大，并送至比较器6中，与基准电压发生器5产生的基准电压比较，比较器6输入的波形如图4（d）所示，当比较器6输出为高电平时，三极管BG1导通，向电容C充电，比较器6输出的高电平持续一定时间电容C，电压上升至一定值，时基电路A₈翻转，其输出（端3）由高电平变为低电平。当比较器6输出为低电平时，三极管BG1截止，电容C通过电阻R放电，通过调节电容C和电阻R，可改变其延时时间，以延时5－7秒最佳。如上所述在时基电路A₈输出为低电平时，表示人体进入瞌睡状态，发光二极管LED发光，驱动三极管BG2导通，使断电器J吸合，通过继电器J的常开触点K_J控制声报警器8报警。在如上所述的各个集成电路中，低通滤波器3中的运放A₄和放大器4中的运放A₅可采用741或4558，基准电压发生器5中的集成块A₆可采用1403或508，其产生的基准电压V可通过如图5所示串接在基准电压输出端的电位器W调节，以调节本瞌睡监视器的灵敏度，比较器6中的集成块A可采用311或339，延时器7中的时基电路A₈可采用555。图5中的声报警器8的声源可采用NS101音乐集成块。

图6示出了探测器1的几种结构，其基本构造包括获取脑电波的探测头、将探测头固定于头部的固定装置和分别与信号处理装置和探测头连接的导线。图6（a）为耳机式探测器，通过耳机架式固定装置12a将探测头11固定耳根处。图6（b）为帽子式探测器，探测头11固定于帽子12b内侧与前额相接触处（图中未画出）。图6（c）为带子式，探测头11固定在带子12c上，带子12c围在头部，使探测头11与人体头部前额接触，并由带子两端的类似搭扣的装置14固定。探测头11为金属片，如钢、铜等，在金属表面镀银更佳。

为了更有效地防止因瞌睡引起的事故，在本装置上还可配置使用户从瞌睡状态清醒的、位于用户头部的致冷装置，使运转的机器停止的断电装置或当本装置用户为汽车司机时，与汽车刹车踏板连接的使汽车刹车的制动器。上述装置根据需要可分单个配置，两两配置或全部配置。这些装置均可由图5中的延时器输出控制，其控制方法如图7所示，图7中点接图5中延时器7的输出端。图5中延时器7的输出信号经延时器9后驱动继电器J′，以控制上述各装置，如图7b所示。正常情况下，延时器7输出高电平，三极管BG3截止，（如图7（b）所示），继电器J′释放，当有瞌睡信号时，延时器7输出低电平，三极管BG3导通，向电容C′充电，当电容C′上电压达到继电器J′吸合电压时（即经延时）继电器J′吸合，使上述装置动作，调节电阻R′和电容C′值，可改变延时时间。开关K用于释放继电器J′。

上述致冷装置可采用上海冶炼厂生产的“温差电致冷止瞌器”；汽车制动器可采用实用新型专利CN87200676中公开的止动执行机构，该产品已由上海封浜汽车制动安全装置厂生产。上述装置的工作原理在此不再赘述。对于断电装置，可将继电器J′的常闭触点串接入机器的供电线，当瞌睡监视检测到瞌睡信号后，经延时器9延时后，继电器J′吸合，使常闭触点断开，切断机器的供电。

Claims

1、一种脑电波瞌睡监视器，包括瞌睡信号拾取装置和报警装置，其特征在于所述瞌睡信号拾取装置包括固定于人体头部的探测器及将探测器来的信号进行处理，并判别信号性质的信号处理装置，所述信号处理装置包括将从探测器来的信号进行放大的前置放大器、对经前置放大器的信号滤波的低通滤波器、对滤波后信号再次放大的放大器、产生基准电压的基准电压发生器、将再次放大后的信号与基准电压发生器产生的基准电压比较的比较器和对比较器输出的瞌睡信号进行延时的延时器，所述报警装置与所述的信号处理装置的输出端相连。

2、如权利要求1所述的瞌睡监视器，其特征在于所述的基准电压发生器的输出端串接有用于调节输出电压的电位器W。

3、如权利要求1所述的瞌睡监视器，其特征在于所述的探测器由获取脑电波的探测头，将探测头固定于头部的固定装置和分别与信号处理部分和探测头连接的导线构成。

4、如权利要求3所述的瞌睡监视器，其特征在于所述的探测器固定装置是耳机架式，帽子式或带子式。

5、如权利要求1所述的瞌睡监视器，其特征在于所述的延时器的延时时间为5到7秒。