RU2275857C2 - Device for preventing from falling asleep - Google Patents

Device for preventing from falling asleep Download PDF

Info

Publication number
RU2275857C2
RU2275857C2 RU2004119635/14A RU2004119635A RU2275857C2 RU 2275857 C2 RU2275857 C2 RU 2275857C2 RU 2004119635/14 A RU2004119635/14 A RU 2004119635/14A RU 2004119635 A RU2004119635 A RU 2004119635A RU 2275857 C2 RU2275857 C2 RU 2275857C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
driver
infrared radiation
blood
amplifier
Prior art date
Application number
RU2004119635/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004119635A (en
Inventor
Николай Иванович Марин (RU)
Николай Иванович Марин
Виктор Фёдорович Карбушев (RU)
Виктор Фёдорович Карбушев
Original Assignee
Алтайская краевая общественная организация ВОИР АКОО ВОИР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алтайская краевая общественная организация ВОИР АКОО ВОИР filed Critical Алтайская краевая общественная организация ВОИР АКОО ВОИР
Priority to RU2004119635/14A priority Critical patent/RU2275857C2/en
Publication of RU2004119635A publication Critical patent/RU2004119635A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2275857C2 publication Critical patent/RU2275857C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medical engineering.
SUBSTANCE: device has unit for reading and transforming signal. The unit is fixable on earlap and has power supply source, generator, infrared radiation source and receiver and analysis and computation unit and warning unit. The infrared radiation receiver is connected to analysis unit via amplifier and analog-to-digital converter. The second infrared radiation receiver is in parallel connected to the second input of analysis unit via the second amplifier and the second analog-to-digital converter for analyzing blood oxygen concentration and recording cardiac activity amplitude and pulsation period. The computation unit is in its turn connected to transmitter via interface unit to enable data being transmitted to remote warning system indicator unit.
EFFECT: wide range of functional applications.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электронным устройствам диагностики состояния человека, в частности к устройствам контроля и подачи сигнала засыпающему человеку, например водителю автомобиля или оператору ответственного производства.The invention relates to electronic devices for diagnosing the condition of a person, in particular to devices for monitoring and signaling to a falling asleep person, for example, a car driver or an operator of responsible production.

Общеизвестны различные приемы предотвращения засыпания водителя во время езды, начиная от разговора с водителем, громкого включения радио или магнитофона или подачи каких-либо шумовых сигналов.Various methods are well known for preventing the driver from falling asleep while driving, starting from talking with the driver, turning on the radio or tape recorder loudly, or making any noise signals.

Компании Daimler Chrysler, Fiat и Simens планируют начать разработку системы, способной разбудить засыпающего водителя. Проект называется «Awaks» (пробуждение). Водителя будут контролировать специальные сенсоры, встроенные в компьютер. Они будут измерять скорость, с которой человек моргает, а также усилие, с которым он сжимает руль. Если система сделает вывод, что водитель засыпает, она начнет подавать сигнал (См. http:www.business.kiev.ua/i505/a13764/ от 14.02.2004 г./38 кб).Daimler Chrysler, Fiat, and Simens plan to begin developing a system that can wake a sleepy driver. The project is called Awaks (Awakening). The driver will be controlled by special sensors built into the computer. They will measure the speed with which a person blinks, as well as the effort with which he squeezes the steering wheel. If the system concludes that the driver is falling asleep, it will start to give a signal (See http: www.business.kiev.ua/i505/a13764/ of 02/14/2004 / 38 kb).

Такой, скорее всего, еще не осуществленный способ предотвращения засыпания водителя уже имеет ряд существенных недостатков. Во первых, система срабатывает на уже свершившийся факт того, что человек уснул, а значит, опасность возникновения аварийной ситуации не снизилась. Во вторых, во время езды водитель может просто кратковременно отпустить или ослабить удержание руля и тогда система сработает, и, в третьих, наличие компьютера уже предполагает его сложную конструкцию и высокую коммерческую стоимость.This, most likely, not yet implemented way to prevent the driver from falling asleep already has a number of significant drawbacks. Firstly, the system is triggered by the already accomplished fact that a person fell asleep, which means that the danger of an emergency has not decreased. Secondly, while driving, the driver can simply briefly release or loosen the steering wheel hold and then the system will work, and thirdly, the presence of a computer already assumes its complex construction and high commercial cost.

Известны способ и устройство фотоплетизмографии, используемые в животноводстве, см. «Техника в сельском хозяйстве», № 1, 2000 год, стр.16-19. Известный способ заключается в облучении тканей биологического объекта источником чаще всего инфракрасного излучения - светодиод VD1, питаемого напряжением U через ограничительный резистор R1, и последующей регистрации фотоприемником VD2 отраженной или прошедшей через ткань части этого излучения, см. фиг.1. Изменения оптической плотности живой ткани обусловлены пульсациями крови в периферических сосудах биологического объекта. Интенсивность излучения, отраженного или рассеянного исследуемой тканью, зависит от количества содержащейся в ней крови. При помощи фотоплетизмографов регистрируют только изменения содержания крови, причем излучение рассеивается в основном за счет эритроцитов. Поток излучения, падающий на фотоприемник, зависит не только от изменения количества крови, но и от содержания кислорода в ней при дыхании. Чтобы исключить это влияние, нужно выбирать такую область спектра - так считают авторы статьи, где поглощение излучения артериальной и венозной кровью одинаково. На выходе измерительного тракта фотоплетизмографа регистрируется как переменная, так и постоянная составляющие усиленного сигнала. Переменная составляющая - пульсовая кривая - отражает ритмическую деятельность сердца. Амплитудно-временные частотные параметры этой кривой и ее первой производной используют для диагностики состояния сердечно-сосудистой системы организма. Постоянная составляющая характеризует средний уровень кровенаполнения тканей и также несет диагностическую информацию о работе систем организма. Зависимость оптических свойств крови от содержания в ней кислорода позволяет измерять степень ее оксигенизации, степень прозрачности.A known method and device photoplethysmography used in animal husbandry, see "Technique in agriculture", No. 1, 2000, pp. 16-19. The known method consists in irradiating the tissues of a biological object with a source of most often infrared radiation - an LED VD1 supplied with voltage U through a limiting resistor R1, and then registering with the photodetector VD2 a portion of this radiation reflected or transmitted through the tissue, see Fig. 1. Changes in the optical density of living tissue are caused by pulsations of blood in the peripheral vessels of a biological object. The intensity of radiation reflected or scattered by the test tissue depends on the amount of blood contained in it. Using photoplethysmographs, only changes in the blood content are recorded, and the radiation is scattered mainly due to red blood cells. The radiation flux incident on the photodetector depends not only on changes in the amount of blood, but also on the oxygen content in it during breathing. To exclude this influence, one must choose such a region of the spectrum - this is the opinion of the authors of the article, where the absorption of radiation by arterial and venous blood is the same. At the output of the measuring path of the photoplethysmograph, both the variable and the constant components of the amplified signal are recorded. The variable component - the pulse curve - reflects the rhythmic activity of the heart. The amplitude-time frequency parameters of this curve and its first derivative are used to diagnose the state of the cardiovascular system of the body. The constant component characterizes the average level of blood supply to tissues and also carries diagnostic information about the functioning of body systems. The dependence of the optical properties of blood on the oxygen content in it allows you to measure the degree of oxygenation, the degree of transparency.

К недостаткам известного устройства, осуществляющего указанный способ диагностики, можно отнести неполное использование параметров, по которым определяется состояние животного, например не используется функция прозрачности крови, которую в известном устройстве и способе пытаются максимально исключить. Используется не весь спектр жизнедеятельности животного, только активная его часть - бодрствование, причем отсутствует обратная связь.The disadvantages of the known device that implements the specified diagnostic method include the incomplete use of parameters that determine the state of the animal, for example, the blood transparency function is not used, which they try to exclude as much as possible in the known device and method. Not the entire spectrum of the animal’s life is used, only its active part is wakefulness, and there is no feedback.

Известно устройство для предупреждения об опасности водителя механического транспортного средства при потере им активности вследствие, например, засыпания - прототип - см. описание изобретения к патенту РФ № 2111133, М.кл. 6 И 60 К 28/06. «Устройство для предупреждения об опасности водителя механического транспортного средства при потере им активности вследствие, например, засыпания». Устройство содержит блок считывания и преобразования сигнала, выполненный с возможностью закрепления на мочке уха и включающий источник питания, генератор, источник и приемник инфракрасного излучения и блок анализа с вычислителем, и блок оповещения, датчик частоты пульса сердца, связанный выходной цепью со счетчиком частоты и выполненный в виде преобразователя изменений насыщенности крови в электрические сигналы с миниатюрным источником света и фотопроводящим полупроводниковым элементом, узел звуковой сигнализации, при этом в устройство введен частотный компаратор, подключенный входами к выходу установочного частотного генератора и выходной цепи датчика частоты пульса, а выходом - к входу узла звуковой сигнализации, упомянутые источник света и фотопроводящий элемент установлены на прикрепленной к мочке уха прищепке с возможностью расположения их по обеим сторонам от мочки, при этом прищепка соединена эластичной резиной с размещаемой на раковине уха подвеской. Работа устройства основана на регистрации частоты пульсации сердца и предусматривает подачу предупредительного сигнала в головной телефон в случае снижения частоты пульса ниже определенного предела. Датчик закрепляется на мочке уха водителя с помощью прищепки и состоит из миниатюрного источника света и фотоприемника, располагаемых по обе стороны мочки уха. Изменения насыщенности крови в кровеносных сосудах мочки преобразуются в электрические сигналы. В электронном блоке с помощью частотного компаратора производится оценка частоты пульса, а посредством счетчика отображается текущее значение частоты.A device for warning about the danger of a driver of a power-driven vehicle in case of loss of activity due to, for example, falling asleep - prototype - see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2111133, M.cl. 6 and 60 K 28/06. "A device for warning the driver of a power-driven vehicle about the danger of loss of activity due to, for example, falling asleep." The device comprises a signal reading and conversion unit, adapted to be fixed on the earlobe and including a power source, a generator, an infrared radiation source and receiver, and an analysis unit with a calculator, and a warning unit, a heart rate sensor, connected by the output circuit to the frequency counter, and made in the form of a converter for changing blood saturation into electrical signals with a miniature light source and a photoconductive semiconductor element, an audible alarm unit, A frequency comparator is introduced, connected to the output of the installation frequency generator and the output circuit of the heart rate sensor, and the output to the input of the sound alarm unit, the aforementioned light source and photoconductive element are mounted on a clothespin attached to the earlobe with the possibility of their location on both sides of the earlobe while the clothespin is connected by elastic rubber to the suspension placed on the ear shell. The device’s operation is based on recording the heart rate and provides a warning signal to the headset if the heart rate drops below a certain limit. The sensor is mounted on the driver’s earlobe with clothespins and consists of a miniature light source and a photodetector located on both sides of the earlobe. Changes in blood saturation in the blood vessels of the urine are converted into electrical signals. Using the frequency comparator, the heart rate is estimated in the electronic unit, and the current frequency value is displayed using the counter.

К недостаткам известного устройства можно отнести возможность ложного срабатывания тревожной сигнализации, к которой водитель постепенно привыкнет и в полусонном состоянии не сможет правильно оценить обстановку и принять решение, к тому же пульс может снизится при различных, далеких от засыпания, состояниях человека, в том числе, например, при длительной монотонной спокойной езде. К тому же водитель может быстро заснуть и при больших частотах пульса, например, после продолжительной напряженной поездки или бессонной предшествующей поездке ночи, болезненном состоянии и др. Установка самим водителем заданного количества ударов пульса при помощи ручного управления также может привести к ошибке в выборе момента подачи тревожной сигнализации.The disadvantages of the known device include the possibility of false alarms, to which the driver will gradually get used to and in a drowsy state will not be able to correctly assess the situation and make a decision, in addition, the pulse may decrease with various states of the person, far from falling asleep, including for example, with a long monotonous quiet ride. In addition, the driver can quickly fall asleep even at high heart rate, for example, after a long intense trip or a sleepless previous night trip, painful condition, etc. Setting the driver himself a specified number of heartbeats using manual control can also lead to an error in choosing the moment of feeding alarming.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности - обеспечение действенного контроля за состоянием водителя и расширение путей воздействия на засыпающего водителя.The objective of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prototype, in particular, providing effective control over the condition of the driver and expanding the ways of influencing the falling asleep driver.

Поставленная задача достигается тем, что приемник инфракрасного излучения через усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку анализа, параллельно второй приемник инфракрасного излучения через второй усилитель и второй аналого-цифровой преобразователь подключен ко второму входу блока анализа, выполненного с возможностью анализа концентрации кислорода в крови и регистрации амплитуды и периода пульсаций сердечной деятельности, при этом вычислитель через интерфейсный блок связан с передатчиком, выполненным с возможностью передачи информации на индикатор удаленного блока оповещения.This object is achieved in that the infrared radiation receiver is connected to the analysis unit through an amplifier and an analog-to-digital converter, while the second infrared radiation receiver is connected to the second input of the analysis unit configured to analyze the oxygen concentration in the blood through a second amplifier and a second analog-to-digital converter and recording the amplitude and period of pulsations of cardiac activity, while the calculator is connected via an interface unit to a transmitter configured to awn transmit information to a remote warning indicator unit.

Признаки того, что приемник инфракрасного излучения через усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку анализа, параллельно второй приемник инфракрасного излучения через второй усилитель и второй аналого-цифровой преобразователь подключен ко второму входу блока анализа, выполненного с возможностью анализа концентрации кислорода в крови и регистрации амплитуды и периода пульсаций сердечной деятельности, при этом вычислитель через интерфейсный блок связан с передатчиком, выполненным с возможностью передачи информации на индикатор удаленного блока оповещения, являются признаками новыми, неочевидными и неожиданными, направленными на достижение поставленной изобретением задачи более действенного, точного и объективного определения момента засыпания водителя и вследствие этого заблаговременной подачи различных по интенсивности и по виду тревожных или соответствующих назначению индикаторов сигналов, предотвращающих засыпание водителя во время езды.Signs that the infrared detector through an amplifier and an analog-to-digital converter is connected to the analysis unit, in parallel the second infrared detector through a second amplifier and a second analog-to-digital converter is connected to the second input of the analysis unit, which is capable of analyzing the oxygen concentration in the blood and recording amplitude and period of pulsations of cardiac activity, while the calculator is connected via an interface unit to a transmitter configured to transmit information The indications on the indicator of the remote warning unit are signs of new, non-obvious and unexpected, aimed at achieving the task set by the invention of a more effective, accurate and objective determination of the moment the driver falls asleep and, as a result, early warning signals of different intensities and in appearance, which are warning or appropriate for the purpose, to prevent falling asleep while driving.

Математическая обработка по программе поступающих в вычислитель цифровых кодов сигналов по амплитуде, периоду и прозрачности крови в сочетании с тестовыми показателями прозрачности крови конкретного водителя позволяет просчитать скорость снижения этих параметров и, как следствие, уровень способности водителя к управлению транспортным средством и момент включения тревожной сигнализации, которая в предлагаемом устройстве может осуществляться несколькими путями - по радиоканалу на диспетчерский пульт контроля или на включение дополнительных средств воздействия на водителя, либо в блок индикации для включения световой или звуковой сигнализации, либо при помощи блока обратной связи воздействовать слабыми электрическими токами заданной частоты и геометрии на мочку уха водителя при помощи электродов, смонтированных, например, на корпусе зажима (прищепки), в том числе на биологически активную точку мочки уха, отвечающую за состояние сна человека.Mathematical processing according to the program of digital signals entering the calculator according to the amplitude, period and blood transparency in combination with the test indicators of the blood transparency of a particular driver allows you to calculate the rate of decrease in these parameters and, as a result, the level of ability of the driver to drive the vehicle and the moment the alarm is activated, which in the proposed device can be implemented in several ways - through a radio channel to a control room or to enable additional means of influencing the driver, either in the display unit to turn on the light or sound alarm, or by using the feedback unit, apply weak electric currents of a given frequency and geometry to the driver’s earlobe using electrodes mounted, for example, on the clip body (clothespins), including the biologically active point of the earlobe, which is responsible for the state of sleep of a person.

На фиг.1 схематично представлена блок-схема предлагаемого устройства для предотвращения сна.Figure 1 schematically shows a block diagram of the proposed device for preventing sleep.

На фиг.2 графически представлена пульсовая кривая - реограмма, отражающая деятельность сердца.Figure 2 graphically presents the pulse curve is a rheogram reflecting the activity of the heart.

На фиг.3 представлена кривая сигнала по напряжению в зависимости от изменения прозрачности крови в зависимости от степени ее насыщения кислородом.Figure 3 presents the voltage signal curve depending on the change in blood transparency depending on the degree of oxygen saturation.

Предлагаемое устройство условно разбито на два основных блока, которые могут быть размещены как в одном корпусе, так и в нескольких, - это блок считывания и преобразования сигнала 1 и блок оповещения 2. Блок считывания и преобразования сигнала 1 состоит из генератора 3, усилителя 4, схемы И 5 (схема объединения двух и более сигналов), источника ИК-излучения 6, приемника ИК-излучения 7, усилителя 8, аналого-цифрового преобразователя 9, блока анализа 10, вычислителя 11, интерфейсного блока 12, передатчика 13, источника питания 14, второго приемника ИК-излучения 15, второго усилителя 16, второго аналого-цифрового преобразователя 17.The proposed device is conventionally divided into two main blocks, which can be placed both in one case or in several - a signal reading and conversion unit 1 and a warning unit 2. The signal reading and conversion unit 1 consists of a generator 3, an amplifier 4, Scheme I 5 (a scheme for combining two or more signals), an IR radiation source 6, an IR radiation receiver 7, an amplifier 8, an analog-to-digital converter 9, an analysis unit 10, a calculator 11, an interface unit 12, a transmitter 13, a power source 14 second infrared receiver 15, the second amplifier 16, the second analog-to-digital Converter 17.

Блок оповещения 2 состоит из блока индикации (индикатор) 18, звукового индикатора 19, трех светоиндикаторов 20, 21, 22 и блока обратной связи 23.The notification unit 2 consists of an indication unit (indicator) 18, an audio indicator 19, three light indicators 20, 21, 22 and a feedback unit 23.

Устройство крепится, например, на мочке 24 уха водителя при помощи подпружиненного зажима (прищепки) со смонтированными в его частях двумя контактами (на чертеже не показаны).The device is mounted, for example, on the driver’s earlobe 24 using a spring-loaded clip (clothespin) with two contacts mounted in its parts (not shown in the drawing).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Исходное положение. Блок считывания и преобразования сигнала 1 при помощи подпружиненного зажима закрепляется на мочке 24 уха водителя. Контакты подпружиненного зажима касаются поверхности тела мочки 24 с двух сторон. Блок оповещения 2 монтируется, например, на приборной панели автомобиля непосредственно перед водителем и подключается к сети питания. Генератор 3 через усилитель 4 задает режим пульсации источника ИК-излучения 6 для создания экономичного расхода питания и помехоустойчивого режима работы.Initial position. The unit for reading and converting signal 1 using a spring-loaded clip is fixed on the earlobe 24 of the driver’s ear. The contacts of the spring-loaded clamp touch the surface of the body of the lobe 24 on both sides. The warning unit 2 is mounted, for example, on the dashboard of the car immediately in front of the driver and is connected to the power supply. The generator 3 through the amplifier 4 sets the pulsation mode of the infrared source 6 to create an economical power consumption and noise-tolerant mode of operation.

При включении источника ИК-излучения 6 осуществляется сквозное просвечивание мочки 24 уха водителя. При выходе ИК-излучения из мочки уха световой сигнал на входе приемника ИК-излучения 7 первой цепочки приборов преобразуется в электрический сигнал, отображаемый во времени в виде кривой, изображенной на фиг.3. Величина напряжения электрического сигнала соответствует функции прозрачности крови в кровеносных сосудах мочки уха в зависимости от количества растворенного в крови кислорода, которая математически выражается формулой как U=F(V%),When you turn on the source of infrared radiation 6 is through the transillumination of the earlobe 24 of the driver’s ear. When infrared radiation comes out of the earlobe, the light signal at the input of the infrared radiation receiver 7 of the first chain of devices is converted into an electrical signal that is displayed in time in the form of a curve depicted in Fig. 3. The magnitude of the voltage of the electrical signal corresponds to the transparency function of the blood in the blood vessels of the earlobe, depending on the amount of oxygen dissolved in the blood, which is mathematically expressed by the formula U = F (V%),

где U - величина напряжения сигнала,where U is the magnitude of the signal voltage,

F - функция прозрачности (V%) среды в процентах.F is the transparency function (V%) of the medium in percent.

Усилитель 8 усиливает сигнал и через блок аналого-цифрового преобразователя 9 преобразует входное напряжение в цифровой код. Напряжение U1 соответствует максимальному значению насыщения кислородом крови, U2 - минимальному значению растворенного в крови кислорода. Множество точек на участках кривой от точки U1 до точки U2 будут свидетельствовать о подходе состояния человека к одному из расположенных на кривой состояний. Сигнал, превращенный в цифровой код, подается в блок анализа 10, где анализируется прозрачность крови (изменения прозрачности крови условно разбиты от 0% до 100%) и передается в вычислитель 11, в котором предварительно в программу обработки сигналов занесены тестовые результаты прозрачности крови конкретного водителя.The amplifier 8 amplifies the signal and through the block of the analog-to-digital Converter 9 converts the input voltage into a digital code. Voltage U1 corresponds to the maximum value of oxygen saturation of the blood, U2 - the minimum value of oxygen dissolved in the blood. Many points on the sections of the curve from point U1 to point U2 will indicate the approach of a person’s state to one of the states located on the curve. The signal, converted into a digital code, is sent to analysis block 10, where blood transparency is analyzed (changes in blood transparency are conditionally broken down from 0% to 100%) and transmitted to calculator 11, in which test results of blood transparency of a particular driver are preliminarily entered into the signal processing program .

Одновременно осуществляется обработка электрического сигнала по амплитуде и периоду пульсовой кривой (реограммы), см. фиг.2, во второй цепочке. При этом электрический сигнал после приема его вторым приемником 15 поступает на вход второго усилителя 16, а с выхода усилителя 16 на вход второго аналого-цифрового преобразователя 17, где и преобразуется в цифровой код и подается на вход блока анализа 10, в котором регистрируется разница амплитуды и периода пульсаций крови, после чего с выхода блока анализа сигнал поступает на вход вычислителя 11.At the same time, the electric signal is processed by the amplitude and period of the pulse curve (rheogram), see figure 2, in the second chain. In this case, the electric signal after receiving it by the second receiver 15 enters the input of the second amplifier 16, and from the output of the amplifier 16 to the input of the second analog-to-digital converter 17, where it is converted into a digital code and fed to the input of the analysis unit 10, in which the amplitude difference is recorded and the period of blood pulsations, after which the output from the analysis unit sends a signal to the input of the calculator 11.

Вычислитель 11 осуществляет математические расчеты скорости изменения поступивших сигналов, соответствующих параметрам водителя по амплитуде, периоду и прозрачности крови в сочетании с тестовыми параметрами водителя по прозрачности и через интерфейсный блок 12 и передатчик 13 передает информацию в формате RS 232, например, на удаленный пульт контроля диспетчера. Одновременно в результате вычислений, если вычислитель 11 «приходит к выводу» о предстоящем наступлении сна водителя, он передает сигнал на вход блока индикации 18 о включении по заданной последовательности световых индикаторов 20, 21, 22 либо о включении звукового индикатора 19, либо включении обоих индикаторов и блока обратной связи. Если скорость изменения - снижения параметров прозрачности, амплитуды и периода продолжается, то преобразованный электрический сигнал через блок обратной связи подается на электроды для осуществления воздействия слабым электрическим током заданной геометрии и частоты на мочку уха водителя.The calculator 11 performs mathematical calculations of the rate of change of the received signals corresponding to the driver’s parameters in terms of amplitude, period and blood transparency in combination with the driver’s test parameters for transparency and through the interface unit 12 and transmitter 13 transmits information in RS 232 format, for example, to a remote controller . At the same time, as a result of the calculations, if the calculator 11 “comes to a conclusion” about the impending driver’s sleep, he sends a signal to the input of the display unit 18 to turn on the light indicators 20, 21, 22 according to a given sequence, or to turn on the sound indicator 19, or to turn on both indicators and feedback block. If the rate of change - reduction of transparency, amplitude and period parameters continues, then the converted electrical signal is fed through the feedback block to the electrodes to effect a weak electric current of a given geometry and frequency on the driver’s earlobe.

Блок индикации (индикатор) 18 работает в трех основных режимах. Зеленый световой сигнал индикатора 20 горит постоянно и оповещает водителя о нормальном его состоянии - первом режиме, предшествующем засыпанию. Мигающий красный световой индикатор 21 свидетельствует о подходе водителя ко второму режиму параметров, предшествующих состоянию засыпания, при этом включается звуковой индикатор 19 на прерывистое звучание. Постоянно горящий индикатор 21 говорит о наступлении третьего режима, третьего уровня параметров, предшествующих засыпанию водителя, при котором включается на постоянное звучание звуковой индикатор 19 и подается электрический сигнал через блок обратной связи 23 на электроды мочки уха. Водитель после воздействия на него комплекса сигналов приходит в бодрствующее состояние и включается световой индикатор синего цвета 22. При этом используется известная расцветка индикаторов - красный цвет - это раздражитель, зеленый - успокаивающий, синий - нормализующий.The display unit (indicator) 18 operates in three main modes. The green light of indicator 20 is constantly on and notifies the driver of his normal condition - the first mode that precedes falling asleep. The flashing red indicator light 21 indicates the approach of the driver to the second mode of parameters preceding the state of falling asleep, while the audible indicator 19 for intermittent sound is turned on. The constantly burning indicator 21 indicates the onset of the third mode, the third level of parameters preceding the driver falling asleep, at which the sound indicator 19 turns on for constant sounding and an electrical signal is supplied through the feedback block 23 to the earlobe electrodes. After exposure to a complex of signals, the driver enters an awake state and the blue indicator light turns on 22. In this case, the well-known indicator colors are used - red is an irritant, green is a calming one, and blue is a normalizing one.

Переданная информация с передатчика может приниматься по радиоканалу и в удаленном пункте сбора и анализа данных о конкретном человеке, например в специализированном пункте сбора информации. Источник питания 14 обеспечивает необходимым питанием работу блока считывания и преобразования 1. При бодрствующем нормальном состоянии человека горит зеленый светодиод 20 блока индикации 18. Если человек находится в стадии, предшествующей засыпанию, формируется сигнал «внимание» и начинает мигать, например, красный индикатор 21.Transmitted information from the transmitter can be received over the air and at a remote point of collection and analysis of data about a particular person, for example, in a specialized point of information collection. The power source 14 provides the necessary power for the operation of the reading and converting unit 1. When the person is awake in a normal state, the green LED 20 of the display unit 18 lights up. If the person is in the stage preceding falling asleep, an attention signal is generated and, for example, the red indicator 21 flashes.

Устройство перед началом его использования настраивается под каждого конкретного человека. Для этого на мочке уха водителя закрепляют блок считывания и преобразования сигнала 1 и включают питание. Создаются условия, при которых человек начинает засыпать, и производят его тестирование на засыпание. При этом путем визуального наблюдения за изменением состояния водителя снимают величину напряжения U1 в бодрствующем состоянии, U2 - во время сна и фиксируют величину напряжения сигнала Ui в момент его засыпания. После определения значений напряжения, характеризующих прозрачность крови, последние вводят в программу вычислителя 11. После чего устройство готово к эксплуатации для конкретного человека.The device before starting to use it is configured for each individual person. To do this, on the driver’s earlobe, the signal reading and conversion unit 1 is fixed and the power is turned on. Conditions are created under which a person begins to fall asleep, and they test him for falling asleep. At the same time, by visual observation of the change in the driver’s state, the voltage U1 in the awake state is removed, U2 during sleep and the signal voltage Ui is recorded at the time of falling asleep. After determining the voltage values characterizing the transparency of the blood, the latter is entered into the program of the calculator 11. After which the device is ready for operation for a specific person.

В случае, если человек устал и имеет вяло текущий тонус, то для восстановления тонуса можно включить все три светодиода 20, 21, 22, после чего идет стимуляция человека и приведение его в состояние бодрствования заданными частотными посылками.If a person is tired and has a sluggish current tone, then to restore tone, you can turn on all three LEDs 20, 21, 22, after which there is a stimulation of a person and bringing him into a state of wakefulness with the given frequency premises.

В настоящее время авторами изготовлен макет опытного образца устройства, проведены предварительные испытания, и проводится работа по созданию микросхем и чипов устройства. Испытания проводились на пассажире-водителе, сидящем рядом с водителем. Результаты испытаний положительные - пассажир-водитель просыпался как при подаче светового прерывистого красного сигнала, так и при постоянном его загорании и включении звукового сигнала. Обратную связь включали самостоятельно для проверки ее работоспособности и воздействия. После воздействия слабыми электрическими токами заданной частоты и геометрии на мочку уха пассажира-водителя последний взбодрился и было отмечено, что в течение 40-60 минут ему спать не хотелось.Currently, the authors have made a prototype model of the device, preliminary tests have been carried out, and work is underway to create microchips and device chips. The tests were carried out on a passenger-driver sitting next to the driver. The test results are positive - the passenger-driver woke up both when the light intermittent red signal was applied, and when it was constantly lit and the sound signal was turned on. Feedback was included independently to verify its performance and impact. After exposure to a passenger driver’s earlobe with weak electric currents of a given frequency and geometry, the driver cheered up and it was noted that he did not want to sleep for 40-60 minutes.

Считаем, что предлагаемое устройство будет востребовано не только водителями автомобилей, трамваев, троллейбусов, поездов, но и людьми, работа которых требует повышенного внимания - космонавты, диспетчеры, операторы, студенты, охранники и др.We believe that the proposed device will be in demand not only by drivers of cars, trams, trolleybuses, trains, but also by people whose work requires increased attention - astronauts, dispatchers, operators, students, security guards, etc.

Claims (1)

Устройство для предотвращения сна, содержащее блок считывания и преобразования сигнала, выполненный с возможностью закрепления на мочке уха и включающий источник питания, генератор, источник и приемник инфракрасного излучения и блок анализа с вычислителем и блок оповещения, отличающееся тем, что приемник инфракрасного излучения через усилитель и аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку анализа, параллельно второй приемник инфракрасного излучения через второй усилитель и второй аналого-цифровой преобразователь подключен ко второму входу блока анализа, выполненного с возможностью анализа концентрации кислорода в крови и регистрации амплитуды и периода пульсаций сердечной деятельности, при этом вычислитель через интерфейсный блок связан с передатчиком, выполненным с возможностью передачи информации на индикатор удаленного блока оповещения.A device for preventing sleep, comprising a signal reading and conversion unit, adapted to be fixed on the earlobe and including a power source, an infrared radiation generator, source and receiver, and an analysis unit with a calculator and a warning unit, characterized in that the infrared radiation receiver is through an amplifier and an analog-to-digital converter is connected to the analysis unit, in parallel with the second infrared radiation receiver through a second amplifier and a second analog-to-digital converter is connected to about the second input of the analysis unit, configured to analyze the oxygen concentration in the blood and register the amplitude and period of pulsations of cardiac activity, while the calculator is connected via an interface unit to a transmitter configured to transmit information to the indicator of the remote notification unit.
RU2004119635/14A 2004-06-28 2004-06-28 Device for preventing from falling asleep RU2275857C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004119635/14A RU2275857C2 (en) 2004-06-28 2004-06-28 Device for preventing from falling asleep

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004119635/14A RU2275857C2 (en) 2004-06-28 2004-06-28 Device for preventing from falling asleep

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004119635A RU2004119635A (en) 2006-01-10
RU2275857C2 true RU2275857C2 (en) 2006-05-10

Family

ID=35871780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004119635/14A RU2275857C2 (en) 2004-06-28 2004-06-28 Device for preventing from falling asleep

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2275857C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559928C1 (en) * 2014-02-27 2015-08-20 Сергей Васильевич Михеев Autonomous device, diagnosing and preventing falling asleep in operators, connected with higher risk (mikheev-bleskin device)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559928C1 (en) * 2014-02-27 2015-08-20 Сергей Васильевич Михеев Autonomous device, diagnosing and preventing falling asleep in operators, connected with higher risk (mikheev-bleskin device)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004119635A (en) 2006-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rogado et al. Driver fatigue detection system
US6661345B1 (en) Alertness monitoring system
TWI321227B (en) Sun glass type sleep detecting and preventing device
JP2007203913A (en) Driving assistance device and driving assistance system
CN105534531A (en) Method and system for preventing fatigue driving
JP2008006007A (en) Monitor for driver's biological condition and control system
KR101647431B1 (en) A real-time sleep monitoring system using a smartphone
KR20110105411A (en) Safe driving system using remote bio radar sensor
WO2008054460A2 (en) Stay awake
GB2375645A (en) Drowsiness monitor having a means for detecting a metabolic function of a user
JPH08299443A (en) Doze preventing device
JP2002224092A (en) Organism monitoring system and light measuring probe
JP2009028239A (en) Drowsy driving detector
RU2275857C2 (en) Device for preventing from falling asleep
JP2001245871A (en) Doze judging device using saturation percentage of oxygen in artery blood in judging doze
CN111195128A (en) Breathing state tracking sleep assisting device and method
KR100718941B1 (en) Apparatus for alarming drowsy and method therefor
CN209518857U (en) A kind of driver's vital sign and wine state monitoring, alarming steering wheel
JPH05184558A (en) Device for detecting abnormality of driver
JP2002291710A (en) Sleep analyzer, program and recording medium
CN203005247U (en) Safe traveling system based on pulse signals
CN205862535U (en) A kind of driver fatigue monitor system
KR102200202B1 (en) Sticking type infants monitoring device and monitoring system
Das et al. Accident prevention by detection of Drowsiness using Heart rate and body temperature sensing
KR100637797B1 (en) Apparatus of drowsiness detection while driving based on non-constrained respiration measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060629