CN207809375U - 一种罐车驾驶员身体状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种罐车驾驶员身体状态监测系统，包括：指纹识别模块、心率采集模块、远程通信装置、车载控制器、中央处理装置；其中，所述远程通信装置包括车载通信模块和中央通信模块，其中车载通信模块分别以有线方式与指纹识别装置、心率采集装置、车载控制器进行信号连接；所述车载控制器与车载通信模块信号连接；所述中央处理装置包括中央处理器、显示器、存储器、警报器，其中所述中央处理器分别与中央通信模块、显示器、存储器、警报器信号连接。所述监测系统可以实时监测驾驶员身体状态，并在必要时自动干涉，避免危害事故发生。

Description

一种罐车驾驶员身体状态监测系统

技术领域

本实用新型涉及健康监测设备领域，具体的说，是涉及一种罐车驾驶员身体状态监测系统。

背景技术

在目前的危险化学品和易燃易爆品的运输中，罐车依然是一种不可替代的工具。满载危险化学品和易燃易爆品的罐车在行驶尤其是高速行驶时，对周边的人和环境都有着巨大的潜在威胁；而罐车的运行安全很大程度上取决于驾驶员的操作，如果驾驶员因为生病、疲劳等因素而身体处于不稳定状态，则使发生操作失误、引起事故的可能急剧上升；而一旦罐车出现事故，则会带来比普通车辆更大的危害。因此保证驾驶员健康平稳的身体状态，对保证罐车运行安全具有现实意义。

目前，对驾驶员身体状态的保证，主要通过“行驶时间超过4小时则发出休息提示”来实现；而当驾驶员自身往往由于过度自信、粗心或经济顾虑等原因而导致忽视提醒，则罐车的运行仍带有隐患。另外，当驾驶员在行驶过程中因突发疾病、睡着等状况失去操作能力，罐车也会处于无人操控状态，很容易酿成重大危害事故。

因此，设计一种新的罐车驾驶员身体状态监测系统，使得该系统不但能够监测驾驶员身体状态并发出提示，还能够在紧急情况下控制车辆停下，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的设计目的是：设计一种新的罐车驾驶员身体状态监测系统，对罐车驾驶员的身体状态进行实时监测，并根据监测结果进行远程通信、紧急制动操作。

为实现前述设计目的，本实用新型提出的技术方案如下：

一种罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，包括：

人体信息采集装置、车载控制器、远程通信装置、中央处理装置；

其中，人体信息采集装置包括指纹采集模块、心率采集模块和固定于车上并分别以有线方式与前述两模块进行信号连接的信号转换模块；

所述远程通信装置包括互相连通的3G或4G模式的车载通信模块和中央通信模块，其中车载通信模块分别与信号转换模块、车载控制器进行信号连接；

所述车载控制器根据从车载通信模块传递来的中央处理装置的指令而向罐车的整车控制器发送控制信号；

所述中央处理装置包括中央处理器、显示器、警报器、存储器，其中所述中央处理器分别与中央通信模块、显示器、警报器、存储器信号连接。

优选的，所述监测系统还包括与车载控制器信号连接的车载告警器。

优选的，所述人体信息采集装置还包括硅胶弹性指套，所述指纹采集模块、心率采集模块均集成于硅胶弹性指套内侧。进一步的，所述指纹采集模块包括电容感应式指纹传感器，所述心率采集模块包括光电投射感应式心率传感器，所述信号转换模块包括从所述2个传感器中读取信息的CPLD可编程逻辑控制器和将指纹信息和心率信息转为数字信号的DSP数字信号处理器。更进一步的，所述指纹传感器为富士通公司的MBF200固态传感器，所述心率传感器为艾谱柯的EM7028，所述DSP数字信号处理器为TMS320VC5402。

优选的，所述车载控制器（33）向整车控制器发送的控制信号为“允许点火”、“限速”、“刹车”。

本实用新型的有益效果是：

1.将人体信息的存储、比对的工作都由中央处理装置来进行，可以避免设置于罐车上容易被破解或篡改的弊端；

2. 人体信息采集装置与车载通信模块连接以有线方式，可以通过线的长度来限定作用范围，避免“驾驶员提供身份信息而由他人驾驶”的现象发生；

3.通过信息采集运算后由中央处理装置远程对整车控制器发送控制指令，从而控制罐车的启动、限速、刹车，可以避免由驾驶员自行控制导致的不客观或失控情况。

附图说明

图1为本实用新型的实施例系统结构示意图；

图中：31. 人体信息采集装置， 33. 车载控制器，34. 远程通信装置，35. 中央处理装置，36.车载告警器，311.指纹采集模块，312.心率采集模块，313信号转换模块，341.车载通信模块，342.中央通信模块，351.中央处理器，352.显示器，353.警报器，354.存储器。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本实用新型的实施方式进行详细说明如下：

实施例系统结构图如图1所示，一种罐车驾驶员身体状态监测系统，包括：

人体信息采集装置31、车载控制器33、远程通信装34、中央处理装置35、车载告警器36；

其中，人体信息采集装置31包括指纹采集模块311、心率采集模块312、和固定于车上并分别以有线方式与前述两模块进行信号连接的信号转换模块313；

所述远程通信装置34包括互相连通的3G模式的车载通信模块341和中央通信模块342，其中车载通信模块341分别与信号转换模块313、车载控制器33进行信号连接；

所述车载控制器33根据从车载通信模块341传递来的中央处理装置35的指令而向罐车的整车控制器发送控制信号；

所述中央处理装置35包括中央处理器351、显示器352、警报器353、存储器354，其中所述中央处理器分别与中央通信模块342、显示器352、警报器353、存储器354信号连接。

所述人体信息采集装置31还包括弹性的硅胶指套，所述指纹采集模块311、心率采集模块312均集成于硅胶指套内侧；其中指纹采集模块311的电容式指纹传感器设于硅胶指套内侧下表面，心率采集模块312的光电投射感应式心率传感器设于硅胶指套内侧侧面。所述信号转换模块313包括从所述2个传感器中读取信息的CPLD可编程逻辑控制器和将指纹信息和心率信息转为数字信号的DSP数字信号处理器。

所述指纹传感器采用富士通公司的MBF200固态传感器，所述心率传感器采用艾谱柯的EM7028，所述DSP数字信号处理器为TMS320VC5402。

所述心率传感器面向人体皮肤设置，使用LED发光照射皮肤，根据对血液吸收光线产生的波动感应血管收缩的频率，以此来感知心率并将心率信息来转化为信号。

所述远程通信装置34包括4G模式的车载通信模块341和中央通信模块342，本实施例中使用的车载通信模块341型号为北科驿唐的MD600G，中央通信模块342为北科驿唐的MR900G；其中车载通信模块341分别以数据线方式与信号转换模块313、车载控制器33进行信号连接；人体信息采集装置31与信号转换模块313连接的数据线位于方向盘左侧，数据线的长度使佩戴者不能离开驾驶座却又不影响正常驾驶，以此避免“驾驶员提供身份信息而由他人驾驶”的现象。

所述车载控制器33与车载通信模块341信号连接，以CAN总线与罐车的整车控制器连接，能根据车载通信模块341传递来的中央处理装置35的指令而向罐车的整车控制器发送“允许点火”、“限速”、“刹车”等控制信号，所述车载控制器33还信号连接并控制车载警报器36。所述车载控制器33安装于车辆内，包括控制信号处理器、与控制信号处理器连接的CAN总线接口、串口、 I/O接口、电源。所述控制信号处理器采用型号为STM32F100C876B的单片机。所述控制信号处理器通过CAN总线接口与所在罐车内的整车控制器连接。所述控制信号处理器通过CAN总线接口从所在罐车的整车控制器接收车辆信息并向整车控制器传递接收到的控制信号，并且在控制成功后，通过远程通信装置34反馈一个通知信息至中央处理装置35。

所述中央处理装置35包括中央处理器351、显示器352、存储器354、警报器353，其中所述中央处理器351分别与中央通信模块342、显示器352、存储器354、警报器353信号连接。所述中央处理器351为采用32位ARM处理器的电脑，通过虚拟串口等接口、m Server软件系统与中央通信模块342进行信号传输。

所述车载警告器包括微处理器、存储器、扬声器，其中存储器中存有限速、刹车等声音提示，微处理器接收传来的控制信号后，控制扬声器播放存储器中的相应声音提示。

在本实施例所述监测系统使用或者更换驾驶员之前，都需要先进行数据采集；通过指纹识别装置录入专属驾驶员的指纹信息，指纹识别装置。

人体正常心率范围为60~100次/分，假设预先采集的驾驶员安静状态心率为A，则将0.6A≤A1≤1.4A设为基本正常范围，认为此心率范围下驾驶员可实现正常操作；将0.4A≤A2＜0.6A和1.4A＜A3≤1.6A的A2、A3范围设为限速设定范围，认为此心率范围下已对正常行车造成威胁，需要将车速降低至40KM/小时以下，以防止出现进一步危险；将A4＜0.4A和1.6A＜A5的A4、A5设为刹车设定范围，认为此心率范围下已无法继续行车，必须立即刹车。

本实施例工作过程简要介绍为：

1. 驾驶员戴好人体信息采集装置31，弹性的硅胶指套使指纹采集模块311、心率采集模块312均紧贴驾驶员皮肤；通过人体信息采集装置31采集驾驶员的人体信息，并通过信号转换模块313将采集到的人体信息信息和本罐车信息数据传递至车载通信模块341，车载通信模块341将人体信息和罐车信息通过中央通信模块342传递至中央处理器351，中央处理器351将接收的信息与存储器354中存储的信息进行比对，吻合后通过远程通信装置34向车载控制器33发送信号，车载控制器33向罐车的整车控制器发送“允许点火”指令，整车控制器中点火部分运算程序运行，驾驶员可以发动罐车；罐车点火后，整车控制器通过CAN总线向车载控制器33发送车辆状态信息，随后通过远程通信装34、中央处理装置35而在显示器352上显示该台罐车的当前状态。

2. 行驶过程中，人体信息采集装置31一直采集人体信息；当中央处理装置35发现心率信息进入限速设定范围但尚未达到刹车范围时，则通过远程通信装置34向车载控制器33发送信号，车载控制器33向罐车的整车控制器发送“限速”指令，由整车控制器控制罐车降速至40KM/小时以下，同时向车载告警器发送控制信号，车载警报器发出限速的声音提示；同时中央处理装置35还向警报器353、显示器352发送信号，显示该台罐车的当前异常状态，便于中央控制人员及时联系。

3.当中央处理器351发现指纹信息消失或心率信息进入刹车设定范围时，由中央处理器351通过远程通信装置34向车载控制器33发送信号，车载控制器33向罐车的整车控制器发送“刹车”指令，控制罐车停下；同时中央处理器351还向警报器353、显示器352发送信号，显示该台罐车的当前异常状态，便于中央控制人员及时联系处理。

本实施例中，相关的具体接线方式、软件控制指令与发送的指令内容等，均以业内通用的算法和程序实现，不属于本实用新型的创新内容，因此不做更详细的公开；本领域技术人员完全可在无提示情况下予以实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，包括：

人体信息采集装置（31）、车载控制器（33）、远程通信装置（34）、中央处理装置（35）；

其中，人体信息采集装置（31）包括指纹采集模块（311）、心率采集模块（312）和固定于车上并分别以有线方式与前述两模块进行信号连接的信号转换模块（313）；

所述远程通信装置（34）包括互相连通的3G或4G模式的车载通信模块（341）和中央通信模块（342），其中车载通信模块（341）分别与信号转换模块（313）、车载控制器（33）进行信号连接；

所述车载控制器（33）根据从车载通信模块（341）传递来的中央处理装置（35）的指令而向罐车的整车控制器发送控制信号；

所述中央处理装置（35）包括中央处理器（351）、显示器（352）、警报器（353）、存储器（354），其中所述中央处理器（351）分别与中央通信模块（342）、显示器（352）、警报器（353）、存储器（354）信号连接。

2.根据权利要求1所述的罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括与车载控制器信号连接的车载告警器（36）。

3.根据权利要求1所述的罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，所述人体信息采集装置（31）还包括硅胶弹性指套，所述指纹采集模块（311）、心率采集模块（312）均集成于硅胶弹性指套内侧。

4.根据权利要求1所述的罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，所述车载控制器（33）向整车控制器发送的控制信号为“允许点火”、“限速”、“刹车”。

5.根据权利要求3所述的罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，所述指纹采集模块（311）包括电容感应式指纹传感器，所述心率采集模块（312）包括光电投射感应式心率传感器，所述信号转换模块（313）包括从所述2个传感器中读取信息的CPLD可编程逻辑控制器和将指纹信息和心率信息转为数字信号的DSP数字信号处理器。

6.根据权利要求5所述的罐车驾驶员身体状态监测系统，其特征在于，所述指纹传感器为富士通公司的MBF200固态传感器，所述心率传感器为艾谱柯的EM7028，所述DSP数字信号处理器为TMS320VC5402。