CN2881737Y - 疲劳预警手表装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种疲劳预警手表装置，包括外壳、液晶屏、底盖和内部装置，外壳、液晶屏以及底盖形成一个内部中空、封闭的整体，在内部中空的部位设置内部装置，在底盖上还设置测试条，该测试条与底盖之间设置绝缘垫，内部装置包括振动器、发声器、充电电池、第一组合框、主控集成电路和第二组合框，发声器和充电电池设置在第一组合框上，主控集成电路包括主控芯片、语音提示振动预警电路、测试及电脉冲警示电路、液晶屏显示电路、数码传输接口、调频发射扩音电路，测试及电脉冲警示电路与测试条相连，这样就使得系统科技化程度高，具有实时监控、准确可靠的特点，其结构简单、小型化且携带方便，从而最大限度的排除因驾驶疲劳而导致的安全隐患。

Description

疲劳预警手表装置

技术领域

本实用新型涉及一种疲劳预警手表装置，特别是对驾驶人员处于疲劳状态时能及时进行预报并进行提示、预警以及警示的手表装置。

背景技术

在全球范围内，司机过度疲劳已经成为导致交通安全事故的重要原因之一，根据美国国家公路交通安全署的统计，在美国的公路上，每年由于司机在驾驶过程中因疲劳进入睡眠状态而导致大约24万起交通事故，其中约有1500起直接导致死亡，7.1万起事故导致人身伤害，在欧洲的情况也大致相同。据德国保险公司协会的估计，在德国境内的高速公路上，大约有25％导致人身伤亡的交通事故都是由于疲劳驾驶而引发的。在我国，疲劳驾驶的情况更为严重，多年来中国每年因交通事故死亡人数均超过10万人，居世界第一。

现在大多数人都佩带手表，而普通的手表只显示时间，还有就是闹时的功能，个别一些还具有测量方位以及湿度的功能，但都不具有测试人体疲劳程度的功能，虽有利用铝与人体皮肤接触后产生“皮电”进行测试的手表，即利用人体皮肤两点之间产生生物电位(10-1000mv)来进行测试的手表，是利用智能毫伏电压表来测量“皮电”，并根据毫伏电压表产生的电压高低变化，可自动准确的判别人体一天之内精神状态的好坏，但其不具备对人进行语音提示的功能，更不用说以其它形式对人进行提示，所以不能对驾驶人员起到一个监控的作用。

实用新型内容

针对上述缺陷，为了有效抑制、克服因驾驶疲劳而导致的安全隐患，本实用新型的目的在于提供一种疲劳预警手表装置，该疲劳预警手表装置可以对驾驶人员(即受试人)的生物电皮电信息进行监控、检测，通过主控芯片(中央处理器)的计算处理后，由人机对话的电路部分，对受试人进行提示，即语音提示、振动预警以及电脉冲警示，提醒受试人的精神状态处于“疲劳”或“清醒”状态，从而达到减少并抑制安全隐患、保障驾驶安全的目的。

在使用时，在手表装置底盖上设置的测试条，与壳内的测试电路相连，并将探测到的人体生物电皮电信息的数值传递到主控芯片，该主控芯片通过对探测得到的数据进行计算，发出指令给人机对话电路，并依据探测数据得出受试人的精神状态以及疲劳程度，分别给出：语音提示电路信号，再由语音提示电路作出语音提示(正常状态提示)；振动提示电路信号，由振动提示电路作出振动和语音提示(中度疲劳预警)；电脉冲警示电路信号，再由电脉冲警示电路作出电脉冲警示(强度疲劳报警)和语音提示。主控芯片在给出电路信号的同时，还分别提供液晶屏显示数据和每一次测试的记录数据，从而达到提醒、预警、报警受试人的精神疲劳状态，预警和提醒受试人已出现疲劳迹象，防止受试人在驾驶的过程中出现打盹、睡觉的现象。

本实用新型采用的技术方案为：该疲劳预警手表装置包括外壳、液晶屏、底盖和内部装置，所述外壳、所述液晶屏以及所述底盖形成一个内部中空、封闭的整体，在内部中空的部位设置所述的内部装置，在所述的底盖上还设置有测试条(用于对人体进行测试)，该测试条与所述底盖之间设置有绝缘垫，以保证测试的准确程度，并与所述的内部装置相连；而所述内部装置包括振动器、发声器、充电电池、第一组合框、主控集成电路和第二组合框，所述发声器和所述充电电池设置在所述第一组合框上，所述振动器、所述第一组合框、所述主控集成电路以及所述第二组合框依次设置在所述底盖与所述液晶屏之间，所述充电电池分别为所述振动电机和所述主控集成电路提供电源。

所述主控集成电路包括主控芯片(中央处理器CPU)、语音提示振动预警电路、测试及电脉冲警示电路、液晶屏显示电路、数码传输接口、调频发射扩音电路，所述测试及电脉冲警示电路(通过插座JP1)与所述测试条相连，该测试及电脉冲警示电路与所述主控芯片相连，该主控芯片分别与语音提示振动预警电路、液晶屏显示电路、调频发射扩音电路相连，并通过所述调频发射扩音电路把来自所述主控芯片的显示信号传递到所述的数码传输接口。

所述主控集成电路还设置有充电保护电路和电源电路，所述电源电路通过所述充电保护电路连接到所述主控芯片，用以对所述充电电池进行充电，并对电路部分提供电源。

所述内部装置还包括测试针，该测试针穿过所述底盖和所述绝缘垫上的圆孔、在其两端分别连接有所述的测试条以及内部的电子线路。

在所述的外壳上可设置按钮和按钮保护罩，所述按钮用来控制手表的操作，所述按钮保护罩设置在所述按钮的外侧，并与所述的外壳连接，以避免所述按钮的误操作。

在所述的外壳上可设置凹槽，该凹槽位于所述外壳相对的两侧面上，也可以设置在对角上设置，以放置表带。

在所述的底盖上设置声音传出孔以及固定孔，所述声音传出孔的位置与所述喇叭的位置相对应，并用螺钉穿过所述固定孔把所述的底盖与所述的外壳固定连接在一起。

另外，所述的第二组合框可以由屏蔽材料制成。所述振动器可以是振动电机，所述发声器可以是喇叭。

本实用新型的有益效果是通过由测试条对受试人的生物电皮电信息的监控和数据的采集，并由主控芯片进行运算处理，再分别给出语音提示电路信号、振动预警电路信号、电脉冲警示电路信号、液晶屏显示信号、无线数码传输信号、调频发射扩音信号来控制各个部分的运行，这样就使得该产品的系统科技化程度高，具有实时监控、准确可靠的特点，其结构简单、小型化且携带方便，也便于普及。

附图说明

图1为本实用新型的立体组装示意图。

图2为本实用新型的正面侧视立体图。

图3背面侧视立体图。

图4为本实用新型的电路原理图。

图5为本实用新型整体内部结构示意图。

图6为本实用新型整体的剖面示意图。

符号说明

1：外壳；                 2：底盖；

3：液晶屏；               4：按钮；

5：按钮保护罩；           6、19、20：凹槽；

7：测试条；               8：绝缘垫；

9：振动电机；             10(S1)：喇叭；

11：充电电池；            12：第一组合框；

13：主控集成电路；        14：第二组合框；

15：声音传出孔；          16：固定孔；

17：测试针；              18：圆孔；

21：通孔

具体实施方式

本实用新型的实施例提供了一种疲劳预警手表装置，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，

包括外壳1、液晶屏3、底盖2和内部装置，外壳1、液晶屏3以及底盖2形成一个内部中空、封闭的整体，在内部中空的部位安装有内部装置，在底盖2外置的一侧还开有2个凹槽19，每一个凹槽19都放置有测试条7与绝缘垫8，绝缘垫8安装在测试条7与底盖2之间，以隔绝测试条7与底盖2的接触，从而保证测试的准确程度。2个测试条7分别通过各自的测试针17与内部装置连接，也就是可作为电路的正负两极来使用。而内部装置包括振动电机9、喇叭10、充电电池11、第一组合框12、主控集成电路13和第二组合框14，第二组合框14由屏蔽材料制成，喇叭10和充电电池11都组装在第一组合框12上，振动电机9、第一组合框12、主控集成电路13以及第二组合框14依次安装在底盖2与液晶屏3之间，充电电池11分别为振动电机9和主控集成电路13提供电源，其中振动电机9安装在底盖2与第一组合框12之间，在第一组合框12的另一侧连接有主控集成电路13，而第二组合框14撑托着第一组合框12，在第二组合框14的另一侧与液晶屏3接触。

内部装置中安装的测试针17穿过底盖2和绝缘垫8上的圆孔18、在其两端分别与测试条7以及内部的第一组合框12连接，并通过第一组合框12与内部的主电路板连接。

在外壳1的侧面、相对的两侧面上分别开有凹槽20，在凹槽20安装按钮保护罩5，该按钮保护罩5上开有3个通孔21，每一个通孔21内都安装有一个按钮4，该按钮4穿过外壳1的侧面与内部装置连接，用来控制手表的操作。按钮4被按钮保护罩5包裹于其中，只能使按钮4露出一点，以避免影响按钮4的操作，同时又不影响使用效果。

在外壳1上还开有凹槽6，以放置表带。

在底盖2上开有4排声音传出孔15以及4个固定孔16，声音传出孔15的位置与喇叭10的位置相对应，4个固定孔16对称分布在底盖2的四个角上，并用螺钉穿过固定孔16把底盖2与外壳1固定连接在一起。

主控集成电路13除包括CPU(83115)、语音提示振动预警电路、测试及电脉冲警示电路、液晶屏显示电路、数码传输接口、调频发射扩音电路之外，还设置有充电保护电路和电源电路，

测试及电脉冲警示电路中的插座JP1与测试条17相连，该测试及电脉冲警示电路与CPU相连，CPU还分别与语音提示振动预警电路、液晶屏显示电路、调频发射扩音电路相连，并通过调频发射扩音电路把来自CPU的显示信号传递到数码传输接口。而电源电路通过充电保护电路连接到CPU上，用以对充电电池进行充电，并对电路部分提供电源。电路工作原理如图4所示，具体介绍如下。

语音提示振动预警电路包括语音芯片U3、喇叭S1(10)、电阻R19、电阻R20、电容C18以及三极管Q5，三极管Q5的基极b连接一个电阻R20，在电阻R20的另一端连接到CPU的v0(37口)端口，在三极管Q5的集电极c与发射极e之间连接有一个电容C18，集电极c与语音芯片U3的端口1连接，发射极e与语音芯片U3的端口7连接，语音芯片U3的端口1与端口6之间连接有一个电阻R19，在端口6一端接电源VCC，端口5与端口8之间连接有一个喇叭S1，端口2与端口3直接连接，并同时与端口7一起接地，端口4与CPU的端口5连接，用以接收控制信号。

调频发射扩音电路包括电阻R13、电阻R14、电容C24、三极管Q1、电感L3、电阻R12、电容C22、电阻R11、电容C25、电感L2、电容C17、电感L1、电容C16、电容C20、电容C21和发射机E1。电容C24的一端连接到CPU的端口5，另一端串联一个由电阻R14和电容C25组成的并联电路的同时，还依次串联一个电感L3、电阻R12和电容C22，电容C22的另一端通过电容C23接地的同时，还连接一个电阻R11与三极管Q1的基极b，由电阻R14和电容C25组成的并联电路的另一端通过电感L2接地，电阻R11的另一端接电源VCC。三极管Q1的集电极c同时与电容C17、电感L1、电容C16以及电容C20连接，电感L1的另一端与电容C17的另一端同时接电源VCC，电容C16的另一端连接发射机E1，通过无线方式把信号传递到数码传输接口CDN24；电容C20的另一端通过一个电容C21接地，三极管Q1的发射极e通过一个电阻R13接地。

测试及电脉冲警示电路包括电阻R1～电阻R5、三极管Q3、晶振Y1、晶振Y2、插座JP1、电解电容C9～电解电容C11、电容C1、电容C2、电容C7、电容C8与可调电阻R8。三极管Q3的基极b通过一个电阻R1连接到CPU的端口51，其集电极c通过一个电阻R2连接到CPU的端口50、通过一个电阻R3连接到CPU的端口49，同时还连接到CPU的端口39，CPU的端口39通过一个电解电容C10连接到电容C6与电解电容C12的连接端，三极管Q3的发射极e连接电源VCC的同时，还通过依次串联一个电阻R4、电阻R5接地，电阻R4和电阻R5的连接端与插座JP1的端口1连接，CPU的端口38直接连接到插座JP1的端口2，在插座JP1的端口1与端口2之间连接有一个由可调电阻R8和电解电容C11组成的滤波电路。CPU的端口45同时连接电容C1和晶振Y1，晶振Y1的另一端同时连接电容C2和CPU的端口46，电容C2的另一端与电容C1的另一端直连，并都与电容C7和电容C8连接，也就是说电容C7和电容C8在一端直连，且该端直接连接到CPU的端口36。电容C7的另一端连接晶振Y2的同时，与CPU的端口43直连，晶振Y2的另一端与电容C8的另一端连接，且直接连接到CPU的端口42。在插座JP1的端口1与CPU的端口36之间连接有一个电解电容C9，该电解电容C9连接到电容C7与电容C2的连接端。

电源电路是用来给电池充电的，并判断电池是否充满电，电源B1的正极同时连接有电阻R9、插座J2以及二极管D1，通过二极管D1后接地，通过插座J2后连接到充电保护电路中电感线圈L4，该插座J2还连接到集成电路U2的端口3，通过电阻R9与集成电路U1的端口5连接的同时，还通过一个电容分别连接集成电路U1的端口6以及电源B1的负极，在电源B1的负极与集成电路U1的端口4之间还连接有一个电容C14，电源B1的负极还连接集成电路U2的端口1，集成电路U2的端口6和端口7直接连接，集成电路U1的端口6连接集成电路U2的端口2，集成电路U1的端口2连接集成电路U2的端口4，且集成电路U1的端口2在通过一个电阻R10连接集成电路U2的端口3的同时，还通过一个电容C15与电源B1的负极连接。

充电保护电路中集成电路IC的端口1同时连接电感线圈L4和电源VCC，在与电源VCC连接的同时还通过一个由电阻R7和电解电容C12组成的串联电路后，分别通过电容C4、电容C5和电容C6连接到CPU的端口33、端口34以及端口35。集成电路IC的端口2连接三极管Q4集电极c的同时，还通过一个电阻R15连接电源VCC，三极管Q4的发射极e接地，三极管Q4的基极b通过一个电阻R6连接到CPU的端口4，集成电路IC的端口8接三极管Q2发射极e的同时还接地，集成电路IC的端口3、端口5和端口6分别通过一个电阻R16、电阻R17以及电阻R18连接到三极管Q2的基极b，三极管Q2的集电极c连接到电感线圈L4的输出端口3。

当受试人佩带本实用新型的产品后，启动开关，测试电路随即启动，也就是通过测试条检查受试人是否正确佩带了该产品，此时，液晶屏也能显示出受试人是否正确佩带，并发出“请戴好传感器”或“进入检测”的语音提示。进入检测后，由测试条检测出受试人的生物电皮电信息数值，并将数值传输到主控芯片处理，该主控芯片依据分析出受试人的实际精神状态，给出状态的正常指令，并启动语音提示电路发出“你的精神状态良好”的语音提示，在液晶屏上显示受试人的精神状态指数，并将此次测试到的指数在中央处理器内存档。

如通过测试条检测的数据得出受试人的精神状态发生下滑，则主控芯片会在3秒内连续发出“你还好吗？”的询问，若受试人不能做出任何语音应答或按下应答键，则主控芯片随即启动振动预警电路，该电路会发出长达8秒的振动预警提示，同时语音连续发出“你还好吗？”的询问，液晶屏上也显示受试人此时的精神状态指数，并将此次测试到的指数在中央处理器内存档。

若受试人清醒应答或按下应答键，则主控芯片随即进入正常监控。如受试人的精神状态发生下滑，该主控芯片在确定受试人的测试数值后，会认定受试人已经进入瞌睡、打盹的临界点，此时就会立即启动电脉冲警示电路，由测试条对受试人进行电脉冲放电刺激，以警告受试人，并发出连续“请注意休息”的语音警告，液晶屏上也显示受试人此时的精神状态指数，并将此次测试到的指数在中央处理器内存档。

若受试人处于连续电脉冲警告无效的状态下，主控芯片会通过数码传输接口，接通座椅振动或刹车熄火等外部强制安全处理措施，确保受试人的安全驾驶。所以语音提示均可由主控芯片利用小功率FM调频发射器，将语音报警信息发射到汽车收音机的某一个频道上，使报警声音更加响亮有力。

虽然以特定实施例来描述本发明，但是熟习该项技艺者将清楚地知道可在不脱离下面所附权利要求所界定的本发明的精神及范围内实施各种变化和修改。但不论其在形状或结构上作任何变化，凡是采用本技术所做出的修改，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种疲劳预警手表装置，该装置包括外壳、液晶屏、底盖和内部装置，所述外壳、所述液晶屏以及所述底盖形成一个内部中空、封闭的整体，在内部中空的部位设置所述的内部装置，其特征在于，在所述的底盖上还设置有测试条，该测试条与所述底盖之间设置有绝缘垫，并与所述的内部装置相连；所述内部装置包括振动器、发声器、充电电池、第一组合框、主控集成电路和第二组合框，所述发声器和所述充电电池设置在所述第一组合框上，所述振动器、所述第一组合框、所述主控集成电路以及所述第二组合框依次设置在所述底盖与所述液晶屏之间。

2.如权利要求1所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，所述主控集成电路包括主控芯片(中央处理器CPU)、语音提示振动预警电路、测试及电脉冲警示电路、液晶屏显示电路、数码传输接口、调频发射扩音电路，所述测试及电脉冲警示电路与所述测试条相连，该测试及电脉冲警示电路与所述主控芯片相连，该主控芯片分别与语音提示振动预警电路、液晶屏显示电路、调频发射扩音电路相连，并通过所述调频发射扩音电路把来自所述主控芯片的显示信号传递到所述的数码传输接口。

3.如权利要求2所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，所述主控集成电路还设置有充电保护电路和电源电路，所述电源电路通过所述充电保护电路连接到所述主控芯片，用以对所述充电电池进行充电，并对电路部分提供电源。

4.如权利要求1或2或3所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，所述内部装置还包括测试针，该测试针穿过所述底盖和所述绝缘垫上的圆孔、在其两端分别连接有所述的测试条以及所述的测试及电脉冲警示电路。

5.如权利要求1所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，在所述的外壳上设置按钮和按钮保护罩，所述按钮保护罩设置在所述按钮的外侧，并与所述的外壳连接。

6.如权利要求1所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，在所述的外壳上设置有凹槽，该凹槽位于所述外壳相对的两侧面上。

7.如权利要求1所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，在所述的底盖上设置声音传出孔以及固定孔，所述声音传出孔的位置与所述喇叭的位置相对应，并用螺钉穿过所述固定孔把所述的底盖与所述的外壳固定连接在一起。

8.如权利要求1所述的疲劳预警手表装置，其特征在于，所述第二组合框由屏蔽材料制成。

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