專利名稱：一種疲勞報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種疲勞報警裝置，更具體的說，涉及一種通過傳感 器采集駕駛員疲勞信息，進行報警的疲勞報警裝置。
背景技術(shù)：
疲勞駕駛常常會引發(fā)交通事故，但在實際生活中，仍有很多駕駛員因 過度疲勞進入半睡眠狀態(tài)而不自知，仍繼續(xù)駕車行駛。隨著汽車普及速度 越來越快，并且具有自動巡航系統(tǒng)的機動車輛也越來越多，人們在長期駕 駛途中就更加容易困倦甚至睡著。為此，人們發(fā)明了一些通過檢測駕駛員 的動作以確定駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)而報警的疲勞駕駛報警裝置。這些 裝置都是利用一些如紅外線檢測儀的裝置，通過檢測駕駛員的意識可控制 的局部動作來判斷駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)，如通過檢測駕駛時手部動 作的頻率、檢測頭部是否偏離正常位置、甚至是檢測打瞌睡"磕頭"的動作 等。
中國專利CN03113648.6公開了一種汽車駕駛防睡器，由 一個傳感器 及單片機報警檢測系統(tǒng)組成，可以不停地檢測到駕駛者手的運動或方向盤 及桿的運動的物理信息，從而確認駕駛是否安全，并實時反饋信號給駕駛 者。這類檢測裝置檢測到駕駛者手的運動或方向盤及桿的運動靜止后，需 要延時再監(jiān)控一段時間，以確認駕駛員處于疲勞狀態(tài)，若這段時間過短， 則容易對清醒的駕駛員偶爾靜止的動作進行誤報；若這段時間過長，則報 警時，駕駛員常常己經(jīng)睡著，仍然有著安全隱患。由于報警裝置檢測的是 駕駛員的動作變化，這種檢測結(jié)果不客觀，不夠準確。

實用新型內(nèi)容
為克服上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過采 集人體的生物信號，能夠及時準確的檢測出駕駛員的疲勞狀態(tài)進行報警的 疲勞報警裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種疲勞報警裝置，包括疲勞狀態(tài)檢測裝置、示警系統(tǒng)和通過接收疲勞狀態(tài)檢測裝置檢測發(fā)出的疲勞信號以觸發(fā)示警系統(tǒng)的控制器，其中-所述疲勞狀態(tài)監(jiān)測裝置為直接作用于人體的生物信號傳感器。 在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其中
所述生物信號傳感器包括能向控制器發(fā)出疲勞信號的唾液檢測傳感 裝置，該唾液檢測傳感裝置與控制器信號連接。唾液檢測傳感裝置檢測唾 液的唾液淀粉酵中的核糖核酸含量，通過將此信息發(fā)送至控制器與預設(shè)的 疲勞狀態(tài)的含量比較，確定人體的疲勞狀態(tài)。
所述唾液檢測傳感裝置包括唾液采集器和與唾液采集器連接的能進 行疲勞檢測并發(fā)出疲勞信號的唾液檢測芯片，由控制器提供電源的唾液檢 測芯片通過導線將疲勞信號發(fā)射至控制器。這是一種與控制器有線連接的 唾液檢測傳感裝置。
所述唾液檢測傳感裝置包括電源、唾液采集器、與唾液采集器連接 的能進行疲勞檢測并發(fā)出疲勞信號的唾液檢測芯片、與唾液檢測芯片連接 的無線信號發(fā)射器，電源為唾液檢測芯片和無線信號發(fā)射器供電，疲勞信 號通過無線信號發(fā)射器發(fā)送至與無線信號發(fā)射器信號連接的控制器。這是 一種與控制器無線連接的唾液檢測傳感裝置。
所述唾液檢測傳感裝置內(nèi)還包括一個與無線信號發(fā)射器相連接的，對 發(fā)給控制器的信息進行編碼的編碼模塊，相應的，控制器上設(shè)置有一個對 從無線信號發(fā)射器接收到的信息進行解碼的解碼模塊。這樣的設(shè)計可以使 得唾液檢測傳感裝置與控制器的無線通訊中，控制器不會受到其他的無線 信號的干擾，保證了無線通訊的可靠性。
所述生物信號傳感器包括能檢測脈搏變化，發(fā)出疲勞信號的脈搏檢測 傳感裝置，該脈搏檢測傳感裝置與控制器信號連接。
所述脈搏檢測傳感裝置包括電源、檢測脈搏變化的脈搏測量器、與 脈搏測量器連接到信號發(fā)射器，電源為脈搏測量器和信號發(fā)射器供電，信 號發(fā)射器將檢測到的脈搏信號發(fā)射至控制器。其中，脈搏測量器由發(fā)光照 射手腕的綠色LED和讀取反射光的光電二極管組成；信號發(fā)射器與控制器 可以通過導線有線連接，也可以通過高頻電波無線連接。
所述示警系統(tǒng)包括可向口腔內(nèi)噴射刺激性飲料的刺激系統(tǒng)，所述刺激 系統(tǒng)由裝有刺激性飲料的小型液泵和將液泵噴嘴連接到使用者口腔的軟管 組成，液泵噴嘴處設(shè)有由控制器供電的電磁閥，電磁閥通過導線接收控制
器發(fā)出的疲勞信號。電磁閥僅在接收到控制器發(fā)出疲勞信號時開啟，使刺 激性飲料流入使用者口腔，作為警示。這樣的設(shè)計可以這檢測到駕駛員有 些疲倦時，通過刺激性飲料讓駕駛員提神，使其保持清醒狀態(tài)。這是一種 與控制器有線連接的刺激系統(tǒng)。
所述示警系統(tǒng)包括可向口腔內(nèi)噴射刺激性飲料的刺激系統(tǒng)，所述刺激 系統(tǒng)由電源、設(shè)置在口腔內(nèi)的裝有刺激性飲料的小型液泵、無線信號接收 器組成，電源為無線信號接收器供電，無線信號接收器與控制器信號連接， 液泵噴嘴處設(shè)有由無線信號接收器控制的電磁閥。電磁閥僅在無線信號接 收器收到疲勞信號時開啟，使刺激性飲料流入使用者口腔，作為警示。這 樣的設(shè)計可以這檢測到駕駛員有些困倦時，通過刺激性飲料讓駕駛員提神， 使其保持清醒狀態(tài)，并且整個裝置集成度高，更便于使用。這是一種與控 制器無線連接的刺激系統(tǒng)。
所述控制器上設(shè)置有一個對發(fā)給無線信號接收器的信息進行編碼的 編碼模塊，相應的，刺激系統(tǒng)還包括一個與無線信號接收器連接的，對從 控制器接收到的信息進行解碼的解碼模塊。這樣的設(shè)計可以使得刺激系統(tǒng) 與控制器的無線通訊中，刺激系統(tǒng)不會受到其他的無線信號的千擾，保證 了無線通訊的可靠性。
本實用新型由于通過直接作用于人體的生物信號傳感器檢測不由意識 主觀控制的生物信號，以判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，檢測結(jié)果更客觀、更精 確，既不會發(fā)生誤報，又能及時的檢測出駕駛員的疲勞狀態(tài)進行示警。


圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)方框圖2是一種有線式的唾液檢測傳感裝置和刺激系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是一種無線式的唾液檢測傳感裝置和刺激系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是一種無線式脈搏檢測傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、唾液檢測傳感裝置，2、脈搏檢測傳感裝置，3、控制器，4、
刺激系統(tǒng)，5、語音報警器，6、唾液檢測芯片，7、電池，8、液泵，9、電 磁閥，10、液泵噴嘴，11、無線信號收發(fā)器，12、微處理器，13、天線， 14、脈搏測量器，15、電池，16、信號發(fā)射器，.17、軟管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和較佳的實施例對本實用新型作進一步說明。 圖l示出了本實用新型一種實施例的具體結(jié)構(gòu)，疲勞報警裝置包括 含在駕駛員口腔內(nèi)的唾液檢測傳感裝置1、戴在駕駛員腕部的脈搏檢測傳 感裝置2、佩戴在駕駛員頭部的控制器3、連接到駕駛員口腔的刺激系統(tǒng)4 和語音報警器5。其中，唾液檢測傳感裝置1與脈搏檢測傳感裝置2實時 采集駕駛員的生物信號數(shù)據(jù)，傳至控制器3，控制器3對收到的編碼后的 疲勞信息進行解碼，確認是駕駛員使用的由唾液檢測傳感裝置1或脈搏檢 測傳感裝置2發(fā)來的信息后，將得到的生物信號數(shù)據(jù)與預置的人體疲勞信 息的數(shù)據(jù)進行對比，當采集的生物信號滿足疲勞信息的數(shù)據(jù)要求時，根據(jù) 疲勞程度的不同，將疲勞信息再進行編碼，向刺激系統(tǒng)4或語音報警器5 進行單獨觸發(fā)或同時觸發(fā)。當檢測得出的疲勞程度較低時，控制器3觸發(fā) 刺激系統(tǒng)4向駕駛員口腔內(nèi)噴射刺激性飲料，如辣椒水、醋或其他可接受 的刺激性飲料，使駕駛員保持清醒狀態(tài)，以便能堅持駕駛；當檢測得出的 疲勞程度較高時，僅僅是向駕駛員口腔內(nèi)噴射刺激性飲料仍不足以讓駕駛 員保持清醒時，駕駛的危險性隨之增高，控制器3驅(qū)動語音報警器5持續(xù) 報警，提示同車人員該駕駛員已進入困倦狀態(tài)，要求其停車。
研究證明，人們在疲勞、困倦的時候，口腔內(nèi)的淀粉酶中的核糖核酸 含量是不同的，甚至可以通過檢測確定人處于輕微困倦、非常困倦等不同 狀態(tài)。
唾液檢測傳感裝置1和刺激系統(tǒng)4可成套配置，可設(shè)計成有線式的唾 液檢測傳感裝置1和刺激系統(tǒng)4或無線式的唾液檢測傳感裝置1和刺激系 統(tǒng)4兩種。其中，有線式的唾液檢測傳感裝置1和刺激系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)如圖 2所示，包括像口香糖一樣膠狀的，可以咬在口中的檢測裝置套和設(shè)置 在檢測裝置套內(nèi)的能進行疲勞檢測并發(fā)出疲勞信號的唾液檢測芯片6，檢 測裝置套可放入檢測者口中，具有唾液采集功能;軟管17內(nèi)設(shè)置有電源線、 數(shù)據(jù)線和飲料導管，控制器3通過電源線對唾液檢測傳感裝置1和刺激系 統(tǒng)4供電；控制器3通過數(shù)據(jù)線接收唾液檢測傳感裝置1測得的疲勞信息 進行分析，向剌激系統(tǒng)4發(fā)送觸發(fā)信息；裝有刺激性飲料的小型液泵8的 液泵噴嘴IO通過軟管17內(nèi)的飲料導管連接到使用者的口腔，液泵噴嘴10 處設(shè)有由控制器3控制的電磁闊9，電磁閥9僅在接收到控制器3發(fā)出疲 勞信號時開啟，使刺激性飲料順著軟管17的飲料導管流入使用者口腔，作 為警示。可以由液泵噴嘴10補充液泵8內(nèi)的刺激性飲料，以延長液泵8
的使用時間。整個疲勞報警裝置可以設(shè)計成耳機型戴在頭上，將液泵8設(shè) 置在耳機上，甚至可以與車內(nèi)的音響播放系統(tǒng)集成，以方便用戶使用。
無線式的唾液檢測傳感裝置1和刺激系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括
為唾液檢測傳感裝置1和刺激系統(tǒng)4提供電源的紐扣電池7、放入檢測者
口中的具有唾液采集功能的，像口香糖一樣膠狀的，可以咬在口中的檢測 裝置套、皆設(shè)置在檢測裝置套內(nèi)的能進行疲勞檢測并發(fā)出疲勞信號的唾液
檢測芯片6和裝有刺激性飲料的小型液泵8;唾液檢測芯片6通過微處理 器12與無線信號收發(fā)器11連接，唾液檢測芯片6測得的疲勞信號由微處 理器12進行編碼后，通過無線信號收發(fā)器11發(fā)送至與無線信號收發(fā)器11 信號連接的控制器3;液泵噴嘴IO處設(shè)有由微處理器12控制的電磁閥9， 無線信號收發(fā)器11與控制器3信號連接，當無線信號收發(fā)器11接收到控 制器3發(fā)來的編碼后的疲勞信號時，通過微處理器12對接收到的信息進行 解碼，確認是其對應的控制器3發(fā)出的信息，則控制電磁閥9開啟，使刺 激性飲料流入使用者口腔，作為警示。在檢測裝置套內(nèi)還設(shè)置有與無線信 號收發(fā)器11連接的內(nèi)置天線13，可以使無線信號強度更高。當然，也不 一定必須通過微處理器12對電磁閥9進行控制，只要無線信號收發(fā)器11 接收到的疲勞信號能夠觸發(fā)閉合的電磁閥9開啟即可。唾液檢測傳感裝置 和刺激系統(tǒng)可以設(shè)計成牙托固定到牙齒，控制器則可以設(shè)置在車內(nèi)的其他 位置，也可以集成到牙托內(nèi)的微處理器，由微處理器取代控制器進行工作， 整個裝置集成度高，使駕駛員更加舒適，更便于使用。
另外，人體心室周期性的收縮和舒張導致主動脈的收縮和舒張，使血 流壓力以波的形式從主動脈根部開始沿著整個動脈系統(tǒng)傳播，這種波稱為 脈搏波。脈搏波所呈現(xiàn)出的形態(tài)、強度、速率和節(jié)律等方面的綜合信息， 很大程度上反映出人體心血管系統(tǒng)中許多生理狀況。尤其在人們疲勞、困 倦的時候，脈搏跳動、心跳頻率等生理參數(shù)也是呈規(guī)律性變化的，可以通 過脈搏傳感器測定脈搏推測出心跳變化，同時進一步分析頻率，根據(jù)交感 神經(jīng)和副交感神經(jīng)的狀態(tài)來判斷疲勞、困倦的程度。
將光源對準人體的檢測部位進行照射，發(fā)出的光除被檢測部位的組織 吸收以外， 一部分由血液漫反射返回。其余部分透射出來，因而可通過透 光度或者反射光的變化的監(jiān)測，間接檢測出脈搏信號。脈搏檢測傳感裝置 的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括為脈搏檢測傳感裝置提供電源的紐扣電池15、 檢測脈搏變化的脈搏測量器14、與脈搏測量器14連接的信號發(fā)射器16，
脈搏測量器14由發(fā)光照射手腕的綠色LED和讀取反射光的光電二極管組 成。睡眠檢測傳感裝置還包括加速度傳感器(圖中未示出)，它與脈搏測量
器14相連接，能檢測手腕運動狀態(tài)并在手腕運動時暫時停止脈搏測量器 14的測定，起輔助作用。
這種脈搏檢測傳感裝置的信號發(fā)射器可為有線式的，即通過導線將測
得的結(jié)果直接傳遞到與其信號連接的控制器上；也可以為無線式的，即通 過無線信號發(fā)射器與無線信號接收器將無線信號發(fā)送到與其信號連接的控 制器上，還可以在脈搏檢測傳感器內(nèi)設(shè)置一個與信號發(fā)射器連接的信息編 碼模塊，和控制器上對應的信息解碼模塊對應，以保證不會受到其他無線 信息的干擾。
本實用新型中，唾液檢測傳感裝置和脈搏檢測傳感裝置可以同時配備， 也可以任選其一，其功用都是直接檢測駕駛員的生物信息以判斷駕駛員是 否處于疲勞狀態(tài)。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細 說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換，如還可以使用其他的脈搏檢測傳感裝
置檢測當前駕駛員的疲勞信息，如通過光源發(fā)出光線，由位于檢測部位對 側(cè)的光敏元件接受透射出來的透射光，再通過恒流源控制電路、脈搏信號 調(diào)理電路后輸出檢測結(jié)果，只要能檢測出脈搏的變化，能與在控制器中預 存的疲勞、困倦狀態(tài)的脈搏參數(shù)對比，得出當前駕駛員的狀態(tài)信息即可， 都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1、一種疲勞報警裝置，包括疲勞狀態(tài)檢測裝置、示警系統(tǒng)和通過接收疲勞狀態(tài)檢測裝置檢測發(fā)出的疲勞信號以觸發(fā)示警系統(tǒng)的控制器，其特征在于所述疲勞狀態(tài)監(jiān)測裝置為直接作用于人體的生物信號傳感器。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述生物信號傳 感器包括能向控制器發(fā)出疲勞信號的唾液檢測傳感裝置，該唾液檢測傳感 裝置與控制器信號連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述唾液檢測傳 感裝置包括唾液采集器和與唾液采集器連接的能進行疲勞檢測并發(fā)出疲 勞信號的唾液檢測芯片，由控制器提供電源的唾液檢測芯片通過導線將疲 勞信號發(fā)射至控制器。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述唾液檢測傳 感裝置包括電源、唾液采集器、與唾液采集器連接的能進行疲勞檢測并 發(fā)出疲勞信號的唾液檢測芯片、與唾液檢測芯片連接的無線信號發(fā)射器， 電源為唾液檢測芯片和無線信號發(fā)射器供電，疲勞信號通過無線信號發(fā)射 器發(fā)送至與無線信號發(fā)射器信號連接的控制器。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述唾液檢測傳 感裝置內(nèi)還包括一個與無線信號發(fā)射器相連接的，對發(fā)給控制器的信息進 行編碼的編碼模塊，相應的，控制器上設(shè)置有一個對從無線信號發(fā)射器接 收到的信息進行解碼的解碼模塊。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述生物信 號傳感器包括能檢測脈搏變化，發(fā)出疲勞信號的脈搏檢測傳感裝置，該脈 搏檢測傳感裝置與控制器信號連接。
7、 如權(quán)利要求6所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述脈搏檢測傳 感裝置包括電源、檢測脈搏變化的脈搏測量器、與脈搏測量器連接到信 號發(fā)射器，電源為脈搏測量器和信號發(fā)射器供電，信號發(fā)射器將檢測到的 脈搏信號發(fā)射至控制器。
8、 如權(quán)利要求l所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述示警系統(tǒng)包 括可向口腔內(nèi)噴射剌激性飲料的剌激系統(tǒng)，所述刺激系統(tǒng)由裝有刺激性飲 料的小型液泵和將液泵噴嘴連接到使用者口腔的軟管組成，液泵噴嘴處設(shè) 有由控制器供電的電磁閥，電磁閥通過導線接收控制器發(fā)出的疲勞信號。
9、 如權(quán)利要求1所述的一種疲勞報警裝置，其特征在于所述示警系統(tǒng)包 括可向口腔內(nèi)噴射剌激性飲料的刺激系統(tǒng)，所述刺激系統(tǒng)由電源、設(shè)置在 口腔內(nèi)的裝有刺激性飲料的小型液泵、無線信號接收器組成，電源為無線 信號接收器供電，無線信號接收器與控制器信號連接，液泵噴嘴處設(shè)有由 無線信號接收器控制的電磁閥。
10、 如權(quán)利要求9所述的-一種疲勞報警裝置，其特征在于所述控制器上 設(shè)置有一個對發(fā)給無線信號接收器的信息進行編碼的編碼模塊，相應的， 刺激系統(tǒng)還包括一個與無線信號接收器連接的，對從控制器接收到的信息 進行解碼的解碼模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種能及時準確的檢測出駕駛員的疲勞狀態(tài)進行報警的疲勞報警裝置，包括疲勞狀態(tài)檢測裝置、示警系統(tǒng)和通過接收疲勞狀態(tài)檢測裝置檢測發(fā)出的疲勞信號以觸發(fā)示警系統(tǒng)的控制器，其中所述疲勞狀態(tài)監(jiān)測裝置為直接作用于人體的生物信號傳感器。本實用新型由于通過直接作用于人體的生物信號傳感器檢測不由意識主觀控制的生物信號，以判斷駕駛員的疲勞狀態(tài)，檢測結(jié)果更客觀、更精確，既不會發(fā)生誤報，又能及時的檢測出駕駛員的疲勞狀態(tài)進行示警。
文檔編號A61B5/00GK201007839SQ20072011832
公開日2008年1月16日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者凡 張, 斌 秦 申請人:深圳大學