CN211432867U - 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连接的存储模块、计时模块、脉搏波监测模块、血氧监测模块、酒精传感器、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、酒精感应口，酒精传感器设在酒精感应口内；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、带病驾驶、酒驾，并能够根据检测到的疲劳驾驶状态、带病驾驶状态作出提醒，从而能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。

在我国，轻型的高血压患者可以取得驾驶证开车，但开车时人的注意力高度集中，尤其在高速公路上，持续紧张会刺激交感神经兴奋，造成血压上升，血管痉挛收缩，血流减少而加剧心肌缺血缺氧。路面拥堵时，人的情绪很容易烦躁，遇到超车、违规时，不免怒从心头起，血液大量涌向心脏，血压猛然上升，因此，即使是轻型的高血压患者开车依旧存在着较大的安全隐患，开车前需要吃药并在开车过程中保持良好的心理状态。

酒后驾车是指驾驶人员呼气中的酒精含量大于或等于0.09mg/L，酒后触觉能力、判断能力和操作能力均会降低、并出现视觉障碍、疲劳等状态，不同的人对酒精的敏感度不同，特别敏感的，在呼气中的酒精含量未及0.05mg/L也许就出现了上述障碍，这类人虽然不会被判为酒驾，但驾驶的危险性也依然存在。

目前，虽然已有很多单独针对疲劳驾驶、酒驾的监测和提醒的相关产品，但多数智能手环不能同时监测带病驾驶、酒驾，功能比较单一，不能满足人们更全面的要求。另外，在监测到疲劳驾驶后，一般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。

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、带病驾驶、酒驾，并能够根据检测到的疲劳驾驶状态、带病驾驶状态，对手腕处作出提醒刺激，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，与所述第一微控制器均连接的存储模块、计时模块、脉搏波监测模块、血氧监测模块、酒精传感器、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弹簧、细条状物，所述弹簧内穿设细条状物，所述外壳下端面还开设有通孔，所述弹簧的下端和通孔连接，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、酒精感应口，所述触摸显示屏和第一微控制器连接，所述酒精感应口和酒精传感器连接；所述外壳的上表面或侧面设置电源开关、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均连接；

所述心电胸贴包括胸贴本体，胸贴本体内设有第二微控制器、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无线通信模块信号连接。

优选的是，外壳内还设置有心率检测模块,所述心率检测模块与所述第一微控制器连接。

优选的是，外壳内还设置有体温监测模块，所述体温监测模块与所述第一微控制器连接。

优选的是，外壳内还设置有NFC模块，所述NFC模块与所述第一微控制器连接。

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

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

优选的是，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，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，第一无线通信模块包括包括蓝牙或GSM发送模块，所述第二无线通信模块为蓝牙模块。

优选的是，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。

本实用新型具备以下有益效果：

(1)存储模块存储血氧标准值、体温标准值、口气酒精含量标准值、正常血压范围值和睡眠心率等值，通过血氧监测模块监测用户的血氧饱和度，血氧值不在标准范围内反应当前车厢缺氧，提醒用户开窗通气；通过体温监测模块监测用户的体温，判断用户的当前身体健康状况；通过向酒精检测口哈气能通过酒精传感器检测用户口气中的酒精含量是否超标；通过心电胸贴采集的心电信号和脉搏波监测模块监测的脉搏波信号发送给第一微控制器，第一微控制器根据心电信号和脉搏波信号计算出用户的血压值，在血压值超过正常值时发出语音提醒；通过心率检测模块监测用户的当前心率，与存储模块储存的睡眠心率相比较，判断用户是否处于疲劳驾驶状态；因此，该监测装置能实现疲劳驾驶、带病驾驶、酒驾的监测判断，满足安全驾驶的监测需要，其功能多元化，能从各方面减少交通事故的发生几率。

(2)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，设备终端如第三方电话通知驾驶员，以作为提醒，保证安全驾驶。

(3)通过设置震动马达，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，促使用户清醒，减少交通事故的发生几率，该设计简单巧妙，提醒效果更好。

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.充电接口；5.酒精感应口；6.电源开关；7.计时开关；8.一键报警按键；9.睡眠心率采集键；10.定位模块；11-酒精传感器；12.第一微控制器；13.存储模块；14.第一无线通信模块；15.计时模块；16.语音提醒模块；17. 偏心轮；18.压板；19.弹簧；20.通孔；21.细条状物；22.震动马达；23.血氧监测模块； 24.脉搏波监测模块；25.体温监测模块；26.NFC模块；27.电源模块；28.第一电极；29. 第二电极；30.第二无线通信模块；31.第二微控制器；32.心电信号传感器；33.无线通信模块；34.心率检测模块。

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；

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12，与所述第一微控制器12均连接的存储模块13、计时模块15、脉搏波监测模块24、血氧监测模块23、酒精传感器11、定位模块10、语音提醒模块16、震动马达 22、第一无线通信模块14和电源模块27；所述震动马达22包括马达转轴，马达转轴的一端连接偏心轮17，所述偏心轮17为圆柱体形，所述偏心轮17正下方设置有压板18，压板18的下底面固定连接弹簧19、细条状物21，所述弹簧19内穿设细条状物21，所述外壳2下端面还开设有通孔20，所述弹簧19的下端和通孔20连接，所述细条状物21的下端正对所述通孔20，所述偏心轮17在转动时，通过压迫压板18和弹簧19，可以将所述细条状物21的下端从所述通孔20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、酒精感应口5，所述触摸显示屏3和第一微控制器12连接，所述酒精感应口5和酒精传感器11连接；所述外壳2的上表面或侧面设置电源开关6、计时开关7，所述电源开关6和电源模块27连接，所述计时开关7与第一微控制器12均连接；

所述心电胸贴包括胸贴本体，胸贴本体内设有第二微控制器31、第二无线通信模块30、心电信号传感器32，所述第二无线通信模块30、心电信号传感器32均与所述第二微控制器31连接；所述第一无线通信模块14和第二无线通信模块30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。

上述电源开关6、计时开关7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驾驶员，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。

外壳内还设置有心率检测模块34,所述心率检测模块34与所述第一微控制器12连接。心率检测模块34可以采用反射式光电心率传感器。存储存储模块13可预先存储心率上线值和睡眠心率值，其睡眠心率值也可以通过测试的方式存储在存储模块13，测试方式如下：用户在外壳上设置睡眠心率采集键9，用户在进入睡眠前，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9按下时，第一微控制器12通过第一无线通信模块14、第二无线通信模块30发送指令给第二微控制器31，第二微控制器31控制心电信号传感器开始持续监测用户睡眠时的心率，并发送给第一微控制器，用户醒来再次按下睡眠心率采集键9停止监测，第一微控制器12获得到这连续的测试值后，通过计算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13中。

优选外壳2内还设置有体温监测模块25，所述体温监测模块25与所述第一微控制器 12连接。体温监测模块25可设置在外壳2的下端面以与用户的皮肤接触。

上述血氧监测模块23、体温监测模块25、脉搏波监测模块24可以连续测试生理参数。存储模块13中可预先存有正常血氧的标准值、正常血压的标准值、正常的体温值、酒驾的酒精含量标准值和判为疲劳驾驶的时间值等信息。

本实用新型还可以进一步拓展设置NFC模块26，所述NFC模块26也与所述第一微控制器12连接。通过在NFC模块26预先存储门禁信息数据，用户佩戴本实用新型出门或回家时，当到达门禁位置小于20cm时，NFC模块26发出的无线信号被门禁系统接收进而自动打开门禁，省去携带门禁开的繁琐。

优选外壳的侧面还设置有一键报警按键8，外壳内设置无线通信模块，所述一键报警按键8通过第一微控制器连接无线通信模块。一键报警按键8的设置位置可以灵活改变，按下一键报警按键8，第一微控制器控制无线通信模块将报警信号发送出去。

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

上述第一微控制器12采用可以写入程序的MCU单片机，通过写入程序满足应用需求。存储模块13可集成在单片机上；显示屏3采用具有触摸功能的显示屏3，在开机状态下，可以通过触摸屏幕进行模式选择，如单独进行血氧测试或酒精浓度测试。酒精传感器11 用于测试口气中酒精的含量，血氧监测模块23用于测试用户的血氧饱和度，体温监测模块25用于测试用户的体温，脉搏波监测模块24用于测试用户的脉搏波形；心电信号传感器用于监测用户的心率和心电图。酒精含量一般不能连续测试，通过触摸显示屏3选择酒精测试模式可以进入酒精的测试。测试口气中的酒精含量时，用户对着酒精感应口5吹气，酒精传感器11将测试到的口气中的酒精含量测试值发送给第一微控制器12，第一微控制器12通过显示屏3显示口气中的酒精含量测试值，并调取存储模块13预先存储的酒驾的酒精含量标准值，经比较计算后，第一微控制器12通过显示屏3显示是否超标的结果，并通过语音提醒模块提示用户此时是否能够驾驶车辆。

优选通孔20的直径为0.5-2mm，通孔20的直径过大，容易进灰尘，过小会需要细条状物22很细，容易刺伤用户。为了避免刺伤用户，优选所述细条状物22的下端为钝头针状。

优选偏心轮17在转动时，将所述细条状物22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，能够唤醒疲劳驾驶的用户，又不会过于强烈。

第一无线通信模块14可以包括蓝牙或GSM发送模块，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用户手机。通过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、带病驾驶或口气酒精含量不合格时，向预先绑定的手机发送消息，以阻止用户进行疲劳驾驶、带病驾驶或酒驾。定位模块采用GPS定位或者北斗卫星定位系统，在需要的时候，也可以将用户的位置信息发送给预先绑定的手机。

参考图4，优选心电信号传感器包括第一电极28和第二电极29，所述第一电极28和所述第二电极29对称设置于所述第二微控制器31的两侧，所述第一电极28和所述第二电极29分别与所述第二微控制器31电连接，所述第一电极28和所述第二电极29之间的间距为9-11cm。所述第一电极28和第二电极29可选用绝缘干电极。

血压一般不能连续测量，本实用新型的监测装置还能够连续检测用户的血压，本实用新型提供的血压测量原理如下：首先建立脉搏波传导时间PWTT和动脉血压间的数学模型： BP＝a+b×PWTT。式中的PWTT通过如下方式得到，利用脉搏波监测模块24采集脉搏波信号，利用心电信号传感器采集心电信号，通过测量心电信号的R波峰值点和脉搏波信号特征点处的时间差作为脉搏波的传导时间PWTT。式中的a和b通过如下方式确定，利用其它血压计测得实际血压值，结合PWTT数据进行线性回归分析，确定式中的参数a和b。将参数a和b进行标定，从而根据测量的传导时间PWTT计算出血压值。利用该装置测量血压，双手能够完全释放，还能够长时间连续监测。

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，将智能手环佩戴在手腕上，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。计时模块15用于计时，用户在驾驶前按下计时开关7，第一微控制器12收到信号后控制计时模块15开始计时，并通过触摸显示屏 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12控制语音提醒模块 16发出播报驾驶时长、提示用户休息的提示信息。

计时模块15开始计时后，心电信号传感器32、心率监测模块34、血氧监测模块23、体温监测模块25、脉搏波监测模块24进入持续工作状态，心电信号传感器32通过第一电极和第二电极获得测试信号并将测试到的信号值均传送给第一微控制器12，第一微控制器12计算用户的血压值，并通过提取存储单元预先存储的相应数值，并进行比较计算后再作出判断，在血压值超出标准值时，通过语音提醒模块提醒用户停车休息或提前用药。在心率监测模块所测试的心率测试值接近睡眠心率时判断为疲劳驾驶，通过控制语音提醒模块16和震动马达22提示用户，具体地，通过震动马达22给予手腕一定的震动提示和细条状物钝尖刺激提示，使用户清醒过来，或者心率过快超过设定上限值，通过语音提醒模块提醒用户停车休息或提前用药。在血氧监测模块23监测到的血氧饱和度值低于标准值时，通过控制语音提醒模块16提醒用户开窗通风或者停车休息。在体温监测模块25监测到体温值高于标准值时，通过控制语音提示模块提醒用户停车休息或停止驾车。

经过语音提醒模块16和震刺的提醒后超过一定的时间后，如果用户的生理体征仍不合格，则第一微控制器12通过第一无线通信模块14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15被再次按下时，将停止心电信号传感器32、心率监测模块33、血氧监测模块23、体温监测模块25、脉搏波监测模块24 的测试。

在发生紧急情况时，如发生交通事故用户受伤时或者用户突发疾病，可以按下一键报警按键8，通过无线通信模块向急救中心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 (10)

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，与所述第一微控制器均连接的存储模块、计时模块、脉搏波监测模块、血氧监测模块、酒精传感器、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弹簧、细条状物，所述弹簧内穿设细条状物，所述外壳下端面还开设有通孔，所述弹簧的下端和通孔连接，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、酒精感应口，所述触摸显示屏和第一微控制器连接，所述酒精感应口和酒精传感器连接；所述外壳的上表面或侧面设置电源开关、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均连接；

所述心电胸贴包括胸贴本体，胸贴本体内设有第二微控制器、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无线通信模块信号连接。

2.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，其特征在于：所述外壳内还设置有心率检测模块,所述心率检测模块与所述第一微控制器连接。

3.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，其特征在于：所述外壳内还设置有体温监测模块，所述体温监测模块与所述第一微控制器连接。

4.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，其特征在于：所述外壳内还设置有NFC模块，所述NFC模块与所述第一微控制器连接。

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

6.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，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所述的驾驶员安全驾驶监测装置，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。

8.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，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。

9.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，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。

10.根据权利要求1所述的驾驶员安全驾驶监测装置，其特征在于：所述第一无线通信模块包括蓝牙或GSM发送模块，所述第二无线通信模块为蓝牙模块。

Images