CN210673978U - 一种驾驶员安全驾驶监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种驾驶员安全驾驶监测装置，属于安全驾驶配套设备技术领域。该监测装置包括智能手环和心电胸贴，智能手环包括外壳和腕带，外壳内安装有第一微控制器，外壳内还设有与微控制器均连接的存储模块、计时模块、定位模块、语音提醒模块、震动马达、无线通信模块和电源模块；外壳上设置有触摸显示屏，外壳的上表面或侧面设置有电源开关、计时开关、睡眠心率采集键；心电胸贴包括心电信号传感器和第二微控制器。该装置能够测试疲劳驾驶、超时驾驶，并能够根据检测到的疲劳驾驶状态、超时驾驶状态，对同乘人员的手腕处作出明显的提醒刺激，唤醒疲劳驾驶人员，减少交通的发生几率。

Description

一种驾驶员安全驾驶监测装置

【技术领域】

本实用新型涉及安全驾驶配套设备技术领域，特别涉及一种驾驶员安全驾驶监测装置。

【背景技术】

随着汽车产业的快速发展和经济实力的提升，我国的车辆保有量逐年上升，随之而来的是交通事故的发生率也呈逐年上升的趋势。交通事故的发生原因往往是因为驾驶人员有不良的驾驶习惯，例如，超速行驶、疲劳驾驶、带病驾驶、酒驾或醉驾等。

疲劳驾驶是影响行驶安全的一个主要因素，疲劳驾驶是指驾驶人在长时间连续行车后，产生生理机能和心里机能的失调，从而出现驾驶技能下降的现象。引起疲劳的原因是多方面的，如驾驶人睡眠质量差或者不足，车内空间缺氧，道路条件较好导致路面情况单一，疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断力下降，出现动作迟缓或者过早，操作停顿等不安全因素，极易产生道路交通事故。

有数据显示，全球每年约有120万人死于交通事故，每年因疲劳驾驶导致的交通事故至少有10万起。疲劳驾驶占交通事故的20％，占特大交通事故总数的40-50％，占交通死亡率的83％。从事旅游包车、三类以上班线客车和运输危险化学品、烟花爆竹民用爆炸物品专用车辆，简称“两客一危”车辆。一旦发生交通事故，后果非常严重，是需要重点预防和监管的对象。

目前，虽然已有很多针对疲劳驾驶的监测和提醒的相关产品，如通过心率检测器检测驾驶员的心率是否接近睡眠心率，判定驾驶员是否疲劳驾驶，从而在检测出驾驶员疲劳驾驶时输出警示信息提醒驾驶员，但多数智能手环的心率测试值并不准确，且难以采集驾驶员睡眠时候的心率。另外，在监测到疲劳驾驶后，一般手环是通过震动提醒或语音提醒方式来对驾驶员进行提醒，唤醒驾驶员的效果还不够好，假若驾驶员在接收到震动提醒或语音提醒后并没有神志清醒，仍有可能造成交通事故。同时，“两客一危”的车辆一般配备两个司机轮流开车，而目前的防止疲劳驾驶的装置，一般针对驾驶员来设计，没有将同乘人员的作用利用起来。

【实用新型内容】

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种驾驶员安全驾驶监测装置，该装置能够测试疲劳驾驶、超时驾驶，并能够根据检测到的疲劳驾驶状态、超时驾驶状态，对同乘人员的手腕处作出明显的提醒刺激，通过同乘人员唤醒疲劳驾驶人员，减少交通的发生几率。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种驾驶员安全驾驶监测装置，包括智能手环和心电胸贴，所述智能手环包括外壳和腕带，所述外壳两端设置腕带；所述外壳内部设置第一微控制器，和与所述第一微控制器均连接的存储模块、计时模块、定位模块、语音提醒模块、震动马达、第一无线通信模块和电源模块；所述震动马达包括马达转轴，马达转轴的一端连接偏心轮，所述偏心轮为圆柱体形，所述偏心轮正下方设置有压板，压板的的下底面固定连接有弹簧、细条状物，所述弹簧内穿设有一细条状物，所述外壳下端面还开设有通孔，所述弹簧的下端固定在所述通孔外围，所述细条状物的下端正对所述通孔；所述偏心轮在转动时，通过压迫压板和弹簧，可以将所述细条状物的下端从所述通孔压出至突出外壳；所述外壳的上表面设置有触摸显示屏，所述触摸显示屏和第一微控制器连接；所述外壳的上表面或侧面设置有电源开关、计时开关，所述电源开关和电源模块连接；所述计时开关与第一微控制器连接；

所述心电胸贴包括胸贴本体，胸贴本体上设有第二微控制器、第二无线通信模块、心电信号传感器，所述第二无线通信模块、心电信号传感器均与所述第二微控制器连接；所述第一无线通信模块和第二通信模块信号连接。

优选的是，所述外壳的侧面还设置有一键报警按键，所述外壳内还设置第三无线通信模块，所述一键报警按键通过第一微控制器连接第三无线通信模块。

优选的是，所述通孔的直径为0.5-2mm，所述细条状物的下端为钝头针状。

优选的是，所述偏心轮在转动时，将所述细条状物的下端突出外壳的长度为0.3～2mm。

优选的是，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块为蓝牙模块，所述第三无线通信模块为GSM发送模块。

优选的是，所述电源模块采用可充电电池，所述外壳的侧面还设置有充电接口，所述可充电电池和充电接口电性连接。

优选的是，所述心电信号传感器包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极对称设置于所述第二微控制器的两侧，所述第一电极和所述第二电极分别与所述第二微控制器电连接，所述第一电极和所述第二电极之间的间距为9-11cm。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的监测装置在存储模块超时驾驶标准值和睡眠心率等值，使用时，通过心电胸贴的心电信号传感器监测驾驶员的当前心率，与存储模块储存的睡眠心率相比较，判断驾驶员是否处于疲劳驾驶状态；通过计时模块进行计时，测试连续驾驶的时间，与存储模块存储的超时驾驶标准值相比较，判断是否超时驾驶。因此，该监测装置能实现疲劳驾驶、超时驾驶的监测判断，满足安全驾驶的监测需要，减少交通事故的发生几率。

2、该装置还通过在智能手环上设置震动马达，在疲劳驾驶时进行震动提醒，且震动马达的偏心轮为圆柱体形，偏心轮下方设置压板、弹簧、细条形物，在偏心轮转动时，将压板和弹簧往下压，细条形物伸出通孔，被压出壳体外，从而对用户的手腕产生刺激作用，该智能手环用于给同乘人员佩戴，提醒同乘人员，同乘人员再及时唤醒驾驶员，减少交通事故的发生几率，该设计简单巧妙，提醒效果更好。

3、在告警提示超过一定的时间，且生理指标仍未恢复标准值或未立即做出恰当的身体调整时，通过第三无线通信模块与该实用新型预先绑定的设备终端会收到相应的警告信息，并通过第三方电话通知驾驶员，以作为提醒，保证安全驾驶。

【附图说明】

图1是本实用新型实施例所提供的驾驶员安全驾驶监测装置原理框图。

图2是本实用新型实施例所提供的智能手环整体结构立体图。

图3是本实用新型实施例所提供的外壳内部组件的结构示意图。

图4是本实用新型实施例所提供的心电胸贴的结构示意图。

其中，1-腕带，2-外壳，3-显示屏，4-喇叭口，5-电源开关，6-计时开关，7-充电接口，8-睡眠心率采集键，9-一键报警按键，10-定位模块，11-第一微控制器，12-存储模块，13-第一无线通信模块，14-计时模块，15-语音提醒模块，16-偏心轮，17-压板，18-弹簧，19-通孔，20-细条状物，21-震动马达，22-电源模块,23-第一电极，24-第二电极，25-第二无线通信模块，26-第二微控制器，27-第三无线通信模块，28-心电信号传感器。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构、部件及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参考图1、图2、图3所示，一种驾驶员安全驾驶监测装置，包括智能手环和心电胸贴这两个重要部件，该监测装置分别用于佩戴在腕部和胸部。所述智能手环包括外壳2和腕带1，所述外壳2两端设置腕带1，所述外壳2内部设置第一微控制器11，和与所述第一微控制器11均连接的存储模块12、计时模块14、定位模块10、语音提醒模块15、震动马达21、第一无线通信模块13和电源模块22；所述震动马达21包括马达转轴，马达转轴的一端连接偏心轮16，所述偏心轮16为圆柱体形，所述偏心轮16正下方设置有压板17，压板17的的下底面固定连接有弹簧18、细条状物20，所述弹簧18内穿设有一细条状物20，所述外壳2下端面还开设有通孔19，所述弹簧18的下端固定在所述通孔19外围，所述细条状物20的下端正对所述通孔19；所述偏心轮16在转动时，通过压迫压板17和弹簧18，可以将所述细条状物20的下端从所述通孔19压出至突出外壳2；所述外壳2的上表面设置有触摸显示屏3，所述触摸显示屏3和第一微控制器11连接；所述外壳2的上表面或侧面设置有电源开关5、计时开关6，所述电源开关5和电源模块22连接；所述计时开关6与第一微控制器11连接；

所述心电胸贴包括胸贴本体，胸贴本体上设有第二微控制器26、第二无线通信模块25、心电信号传感器28，所述第二无线通信模块25、心电信号传感器28均与所述第二微控制器26连接；所述第一无线通信模块13和第二通信模块信号连接。

上述腕带1优选采用硅胶材质或者织带制作，并优选设计成可以调节松紧的腕带1。

上述电源开关5、计时开关6的位置可以灵活改变。

外壳2采用塑料材质或金属材质制成，由于本装置特别用于疲劳驾驶，整体的外形没有特别要求，外壳2根据内设组件的排布情况，尽量制作的小巧别致即可。

存储模块12可预先存储心率上限值和睡眠心率值，其睡眠心率值也可以通过测试的方式存储在存储模块12，测试方式如下：在外壳2上设置睡眠心率采集键8，驾驶员在进入睡眠前，戴上智能手环和心电胸贴，心电胸贴可以采用医用胶布辅助粘贴在用户的胸口上，将睡眠心率采集键8按下时，第一微控制器11通过第一无线通信模块13、第二无线通信模块25发送指令给第二微控制器26，第二微控制器26控制心电信号传感器28开始持续监测驾驶员睡眠时的心率，并发送给第一微控制器11，驾驶员醒来再次按下睡眠心率采集键8停止监测，第一微控制器11获得到这连续的测试值后，得到一个睡眠心率的波动范围值，作为用户是否进入睡眠的参考值，存储在存储模块12中。

优选外壳2的侧面还设置有一键报警按键9，外壳2内设置第三无线通信模块27，所述一键报警按键9通过第一微控制器11连接第三无线通信模块27。第三无线通信模块27可以为GSM发送模块。一键报警按键9的设置位置可以灵活改变，按下一键报警按键9，第一微控制器11控制第三无线通信模块27将报警信号发送出去，具体可通过向急救中心120发出紧急求助信息或拨打电话。

优选电源模块22采用可充电电池，所述外壳2的侧面设置有充电接口7，所述可充电电池和充电接口7电性连接。为了使语音语音提醒模块15更好地发声，在外壳2上还设置有喇叭口4。

第一无线通信模块13和第二无线通信模块25可以采用蓝牙模块，通过蓝牙可以与驾驶员的手机和心电胸贴连接，能将检测数据传送给驾驶员手机。第三无线通信模块27采用GSM发送模块，可以将监测装置与其他用户的智能终端如手机进行绑定，当监测到疲劳驾驶、超时驾驶时，向预先绑定的手机发送消息，以通过其他人来电阻止用户进行疲劳驾驶、超时驾驶。定位模块10采用GPS定位，在需要的时候，通过第三无线通信模块也可以将用户的位置信息发送给预先绑定的手机。

第一微控制器11和第二微控制器26采用可以写入程序的MCU单片机，通过写入现有的程序满足应用需求。第一微控制器11和第二微控制器26在本实用新型中的功能可以包括：当睡眠心率采集键8按下时，第一微控制器11通过第一无线通信模块13、第二无线通信模块25发送指令给第二微控制器26，第二微控制器26控制心电信号传感器28开始持续监测用户的心电信号；第二微控制器26通过第一无线通信模块13、第二无线通信模块25向第一微控制器11发送心率值，将睡眠时最大心率值和最小心率值作为睡眠心率的波动范围值，作为驾驶员是否进入睡眠的参考值，存储在存储模块12中。当计时开关6按下时，第一微控制器11控制计时模块14开始计时，并通过显示屏3显示计时时间值；还通过第一微控制器11、第一无线通信模块13、第二无线通信模块25、第二微控制器26控制心电胸贴上的心电信号传感器28持续监测驾驶员驾驶时的心电信号，获得心率值后，调取存储模块12存储的睡眠心率值进行比较，当计时超过一定的时间，如4小时，或者，当驾驶员心率落入睡眠心率范围内，触发语音提醒模块15和/或震动马达21工作；其功能还包括当语音提醒模块15和震动马达21工作超过一定时间，如5分钟，心率值仍在睡眠心率范围内时，控制定位模块10定位当前地理位置，并将疲劳驾驶的信息当前地理位置通过第三通信模块发送给驾驶员亲属。

参阅图4，优选所述心电信号传感器28包括第一电极23和第二电极24，所述第一电极23和所述第二电极24对称设置于所述第二微控制器26的两侧，所述第一电极23和所述第二电极24分别与所述第二微控制器26电连接，所述第一电极23和所述第二电极24之间的间距为9-11cm。所述第一电极23和第二电极24可选用绝缘干电极。心电胸贴可以采用BMD101ECG心电胸贴电子开发套件，其中第二微控制器26可以输出数字滤波后的心电图信号，以及4s和30s心率平均值。

优选通孔19的直径为0.5-2mm，通孔19的直径过大，容易进灰尘，过小会需要细条状物20很细，容易刺伤用户。为了避免刺伤用户，优选所述细条状物20的下端为钝头针状。

优选偏心轮16在转动时，将所述细条状物20的下端突出外壳2的长度为0.3～2mm，突出过短时，没有刺痛效果，突出过长时，痛感太强烈，容易伤害用户。在本实用新型设计的范围内，即能产生一定的痛感，能够唤醒同乘人员，又不会过于强烈。

上述传感器或模块均可以选用现有技术中相应的传感器或模块。

本实用新型的监测装置在使用时，驾驶员将心电胸贴在靠近心脏的位置贴好，必要时采用医用胶布辅助固定，同乘人员将智能手环佩戴在手腕上，计时模块14用于计时，同乘人员在驾驶前按下计时开关6，第一微控制器11收到信号后控制计时模块14开始计时，并通过显示屏3显示驾驶的时间值，到达设定的疲劳驾驶时间值时，第一微控制器11控制语音提醒模块15发出播报驾驶时长、提示用户休息的提示信息。

计时模块14开始计时后，心电信号传感器28开始持续监测驾驶员驾驶时的心电信号，经转换成心率后，第二微控制器26每隔一定的时间将心率平均值通过第一无线通信模块13、第二无线通信模块25发送给第一微控制器11，第一微控制器11提取存储单元预先存储的睡眠心率值，进行比较后作出判断，如果测试得到的心率值落在睡眠心率的范围内，判断为疲劳驾驶，则通过控制语音提醒模块15提醒驾驶员和同乘人员，经过语音提醒超过一定的时间后(如10-15s后)，如果用户的生理体征仍不合格，则震动马达21给予手腕一定的震动提示和细条状物20钝尖刺激提示，使同乘人员清醒过来，同乘人员再将驾驶员唤醒，并通过安全的方式交换驾驶。如出现心率过快超过设定上限值的情况，则通过语音提醒模块15提醒用户停车休息。经过语音提醒和震刺提醒超过一定的时间后(如30-50s后)，如果用户的生理体征仍不合格，则第一微控制器11通过第一无线通信模块13发送生理参数测试结果信息和驾驶员当前的位置信息给预先绑定的设备终端，如亲属的手机，亲属接到信息后，通过电话交流督促驾驶员休息，以避免交通事故的发生。计时模块14被再次按下时，将停止心电信号传感器28的测试。

在发生紧急情况时，如发生交通事故有人受伤时，可以按下一键报警按键9，通过第三无线通信模块27向急救中心120发出紧急求助信息。

本实用新型为达到上述功能，采用的方法或者应用到的程序都是现有技术，本领域技术人员均可以通过对微控制器进行设计达到上述目的。上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种驾驶员安全驾驶监测装置，其特征在于：包括智能手环和心电胸贴，所述智能手环包括外壳和腕带，所述外壳两端设置腕带；所述外壳内部设置第一微控制器，和与所述第一微控制器均连接的存储模块、计时模块、定位模块、语音提醒模块、震动马达、第一无线通信模块和电源模块；所述震动马达包括马达转轴，马达转轴的一端连接偏心轮，所述偏心轮为圆柱体形，所述偏心轮正下方设置有压板，压板的下底面固定连接有弹簧、细条状物，所述弹簧内穿设有一细条状物，所述外壳下端面还开设有通孔，所述弹簧的下端固定在所述通孔外围，所述细条状物的下端正对所述通孔；所述偏心轮在转动时，通过压迫压板和弹簧，可以将所述细条状物的下端从所述通孔压出至突出外壳；所述外壳的上表面设置有触摸显示屏，所述触摸显示屏和第一微控制器连接；所述外壳的上表面或侧面设置有电源开关、计时开关，所述电源开关和电源模块连接；所述计时开关与第一微控制器连接；

所述心电胸贴包括胸贴本体，胸贴本体上设有第二微控制器、第二无线通信模块、心电信号传感器，所述第二无线通信模块、心电信号传感器均与所述第二微控制器连接；所述第一无线通信模块和第二通信模块信号连接。

2.根据权利要求1所述的安全驾驶监测装置，其特征在于：所述外壳的侧面还设置有一键报警按键，所述外壳内还设置第三无线通信模块，所述一键报警按键通过第一微控制器连接第三无线通信模块。

3.根据权利要求1所述的安全驾驶监测装置，其特征在于：所述通孔的直径为0.5-2mm，所述细条状物的下端为钝头针状。

4.根据权利要求1所述的安全驾驶监测装置，其特征在于：所述偏心轮在转动时，将所述细条状物的下端突出外壳的长度为0.3～2mm。

5.根据权利要求2所述的安全驾驶监测装置，其特征在于：所述第一无线通信模块和第二无线通信模块为蓝牙模块，所述第三无线通信模块为GSM发送模块。

6.根据权利要求1所述的安全驾驶监测装置，其特征在于：所述电源模块采用可充电电池，所述外壳的侧面还设置有充电接口，所述可充电电池和充电接口电性连接。

7.根据权利要求1所述的安全驾驶监测装置，其特征在于：所述心电信号传感器包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极对称设置于所述第二微控制器的两侧，所述第一电极和所述第二电极分别与所述第二微控制器电连接，所述第一电极和所述第二电极之间的间距为9-11cm。

Images