本發(fā)明涉及一種車載終端，尤其涉及一種用于駕駛員健康狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測的車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)，屬于安全駕駛防范領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的車載終端硬件趨向于高度集成化，基于安卓等操作系統(tǒng)的軟件則趨向于智能化的方向發(fā)展，因此車載終端的功能擴(kuò)展和應(yīng)用愈加廣泛。而現(xiàn)有的車載終端在娛樂、導(dǎo)航、安全等方面的功能愈發(fā)強(qiáng)大，但用于駕駛員的健康數(shù)據(jù)檢測車載設(shè)備則沒有或極少涉及到，比如：駕駛員心率是否正常，是否高燒，是否疲勞，從而通過這些健康數(shù)據(jù)判斷其是否適合駕駛，對行車安全予以提醒和保障。
現(xiàn)有技術(shù)中檢測駕駛員健康狀態(tài)的設(shè)備裝置多為穿戴設(shè)備，有以下缺陷：1、穿著不便，不易清洗，不能適應(yīng)季節(jié)的變化給駕駛員帶來困擾。2、設(shè)備昂貴，需單獨(dú)購買，并安裝獨(dú)立的應(yīng)用軟件，操作不便。3、網(wǎng)絡(luò)互通性差，當(dāng)駕駛員不穿戴該裝置時(shí)，管理中心無法獲得駕駛員健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息，就算駕駛員在行車途中或開車前出現(xiàn)不適合開車的異常狀況，管理中心也不能獲取相關(guān)信息，車輛的安全依然無法保障。4、對危險(xiǎn)駕駛的防范性較差，當(dāng)駕駛員出現(xiàn)健康狀況不宜駕駛車輛時(shí)，且在穿戴設(shè)備沒有聯(lián)網(wǎng)的情況下，駕駛員對檢測的異常結(jié)果不予理睬或過于相信自己的控制能力，而忽視安全風(fēng)險(xiǎn)，這時(shí)設(shè)備無相關(guān)的防范措施，不能保障行車安全。
中國專利CN204432570U公開了一種一種智能車載檢測終端，包括顯示器、微處理器MCU、短距離無線通信模塊、紅外溫度傳感器、揚(yáng)聲器、電池和至少兩個(gè)電極；其中，兩個(gè)電極位于方向盤的三點(diǎn)鐘和九點(diǎn)鐘方向。該專利通過方向盤上的電極獲取用戶健康信息，不僅無網(wǎng)絡(luò)互通性也沒有對危險(xiǎn)駕駛的防范措施，沒有克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
中國專利CN104997500A公開了一種基于可穿戴設(shè)備的車載健康監(jiān)測系統(tǒng)，包括可穿戴設(shè)備、車載導(dǎo)航和服務(wù)平臺，將目前的可穿戴設(shè)備引入到車上，在駕駛過程中關(guān)注駕駛者的健康狀態(tài)信息，具備收集駕駛者健康數(shù)據(jù)，給出健康建議以及緊急時(shí)刻給駕駛者及家人提醒。但該專利未克服現(xiàn)有技術(shù)穿戴設(shè)備穿著不便、不易清洗等弊端。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明第一方面的目的是提供一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)，包括紅外體溫采集單元、心率檢測單元、酒精檢測單元、存儲器單元、ECU控制單元、車載終端CPU、TFT顯示屏、報(bào)警單元、無線通信模塊、管理中心。
所述紅外體溫采集單元由紅外輻射接收模塊、光電轉(zhuǎn)換器、濾波電路、信號放大電路、信號輸出模塊組成。
所述心率檢測單元由心率傳感器、信號放大電路、濾波電路、整形電路、時(shí)鐘電路、信號輸出模塊組成。
進(jìn)一步地，所述心率檢測單元具體為：所述心率傳感器為壓電傳感器或非接觸式傳感器。所述信號放大電路為脈波產(chǎn)生器OP電路，可將電信號放大至原來的100倍以上。所述濾波電路為主動帶通濾波器電路，濾除汽車發(fā)動機(jī)震動、人體肌電、汽車行進(jìn)過程中的空氣擾動等噪音信號。所述整形電路為施密特觸發(fā)器。所述時(shí)鐘電路用來記錄每一次心率的時(shí)間及間隔時(shí)間。
所述壓電傳感器采用壓電陶瓷為壓電材料，布署在車載終端TFT顯示屏的上端感應(yīng)處，需駕駛員將手腕脈搏處與其接觸來檢測當(dāng)前心率。所述非接觸式傳感器包括Gunn二極管振蕩器、隔離度在30dB以上的環(huán)行器、波束寬度小于3.8°增益大于30dB的天線、混頻器、低頻放大器、微型窄帶濾波器以及顯示屏。
所述酒精檢測單元由酒精傳感器和傳感器微型電路、溫度傳感器、空氣收集芯片、空氣流通孔、微型空氣加熱芯片和通訊芯片組成。
所述ECU控制單元包括電源電路、輸入處理電路、輸出處理電路、微處理器。
所述紅外體溫采集單元、心率檢測單元、酒精檢測單元通過I2C接口與存儲器單元連接，所述存儲器單元、所述報(bào)警單元與所述車載終端CPU電連接，所述TFT顯示屏與所述車載終端CPU通過Lvds接口連接，所述ECU控制單元與所述車載終端CPU通過CAN通信接口連接。
所述車載終端CPU通過無線通信模塊與所述管理中心通信連接。
本發(fā)明第二方面的目的是提供一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)的運(yùn)行方法，包括以下步驟：
(1)體溫檢測：所述紅外體溫采集單元的紅外輻射接收模塊檢測主駕駛位人員的紅外輻射能量，具體為掃描駕駛員面部尤其是額頭部分，并由光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，濾波電路將非35～42℃溫度范圍所對應(yīng)的電信號濾除，經(jīng)信號放大電路放大后傳送至信號輸出模塊。信號輸出模塊將電信號轉(zhuǎn)化為體溫?cái)?shù)據(jù)信號，通過I2C接口發(fā)送到存儲器單元，車載終端CPU實(shí)時(shí)調(diào)取所述存儲器單元的數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前駕駛員體溫是否正常。體溫?cái)?shù)據(jù)通過TFT顯示屏顯示。數(shù)據(jù)異常時(shí)發(fā)出提醒信號。
(2)心率檢測：所述心率傳感器把心率信號轉(zhuǎn)換為電信號，所述信號放大器將電信號放大，分別經(jīng)過所述濾波電路和整形電路進(jìn)行濾波整形后，經(jīng)由時(shí)鐘電路傳送至信號輸出模塊，所述信號輸出模塊將脈沖的電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過I2C接口發(fā)送到存儲器單元，車載終端CPU實(shí)時(shí)調(diào)取所述存儲器單元的數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前駕駛員的心率是否正常。心率數(shù)據(jù)通過TFT屏幕顯示。數(shù)據(jù)異常發(fā)出提醒信號。
(3)酒精檢測：當(dāng)步驟(1)(2)檢測的體溫與心率指數(shù)超標(biāo)，則啟動酒精檢測程序，判斷駕駛員是否飲酒，酒精傳感器通過智能檢測酒精含量并與車載終端CPU通信，車載終端CPU將酒精含量檢測結(jié)果與預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行比對，判斷駕駛員是否飲酒。若駕駛員飲酒，所述車載終端CPU則通過報(bào)警單元發(fā)出警告。
每次完成步驟(1)(2)(3)后，所述車載終端CPU將數(shù)據(jù)通過無線通信模塊實(shí)時(shí)上傳至管理中心。
(4)ECU控制單元的限定：當(dāng)步驟(1)(2)(3)檢測的數(shù)據(jù)表明駕駛員身體情況異常，所述車載終端CPU與汽車的ECU控制單元通信，發(fā)出禁止啟動的命令，拒絕點(diǎn)火，保證行駛安全，從而起到安全保障的作用。
本發(fā)明涉及的一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)，采用紅外體溫采集單元通過掃描駕駛員額頭皮膚表面溫度可以判斷出當(dāng)前體溫?cái)?shù)；采用心率檢測單元利用壓電傳感器或非接觸式傳感器檢測駕駛員當(dāng)前心率；采用酒精檢測單元判斷駕駛員是否飲酒。這三項(xiàng)數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)的對比，可以判斷出當(dāng)前駕駛員身體健康狀況是否正常，是否適合駕駛。
本發(fā)明涉及的一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車載終端對駕駛員進(jìn)行駕駛前身體健康狀況檢查，并進(jìn)行顯示、提醒、告警及采取強(qiáng)制措施。
本發(fā)明克服了在汽車內(nèi)部存在相對于人的心率來說較大的震動、較強(qiáng)的空氣擾動以及車內(nèi)非駕駛員的心率影響。可在車輛行駛過程中對駕駛員進(jìn)行生理參數(shù)實(shí)時(shí)測量，通過對心率數(shù)據(jù)的分析判斷駕駛員是否處于瞌睡狀態(tài)，具有很強(qiáng)的可靠性；采用駕駛員心率實(shí)時(shí)檢測，可及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)駕駛員疲勞駕駛；反映駕駛員的身體狀況是否適合繼續(xù)開車，從而提高汽車駕駛的安全性。
本發(fā)明涉及的一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)無需駕駛員穿戴，不對駕駛員造成額外負(fù)擔(dān)，方便駕駛員操作；本系統(tǒng)無需單獨(dú)安裝，只需融入現(xiàn)有的車載設(shè)備中即可；本發(fā)明具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)互通性，管理中心能及時(shí)獲知駕駛員的實(shí)時(shí)信息；本發(fā)明對異常檢測結(jié)果的車輛采取禁止點(diǎn)火的強(qiáng)制措施，避免駕駛員對檢測的異常結(jié)果不予理睬或過于相信自己的控制能力而忽視安全風(fēng)險(xiǎn)的行為，保障行車安全，在車載設(shè)備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的示意圖，圖中標(biāo)號1為健康指數(shù)數(shù)據(jù)采集模塊。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例，進(jìn)一步對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。應(yīng)該理解，下面的實(shí)施例只是作為具體說明，而不限制本發(fā)明的范圍，同時(shí)本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所做的顯而易見的改變和修飾也包含在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1
一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)，包括紅外體溫采集單元、心率檢測單元、酒精檢測單元、存儲器單元、ECU控制單元、車載終端CPU、TFT顯示屏、報(bào)警單元、無線通信模塊、管理中心。
所述紅外體溫采集單元由紅外輻射接收模塊、光電轉(zhuǎn)換器、濾波電路、信號放大電路、信號輸出模塊組成。
所述心率檢測單元由心率傳感器、信號放大電路、濾波電路、整形電路、時(shí)鐘電路、信號輸出模塊組成。
所述心率傳感器為壓電傳感器或非接觸式傳感器。所述壓電傳感器采用壓電陶瓷為壓電材料，布署在車載終端TFT顯示屏的上端感應(yīng)處，需駕駛員將手腕脈搏處與其接觸來檢測當(dāng)前心率。所述信號放大電路為脈波產(chǎn)生器OP電路，可將電信號放大至原來的100倍以上。所述濾波電路為主動帶通濾波器電路，濾除汽車發(fā)動機(jī)震動、人體肌電、汽車行進(jìn)過程中的空氣擾動等噪音信號。所述整形電路為施密特觸發(fā)器。所述時(shí)鐘電路用來記錄每一次心率的時(shí)間及間隔時(shí)間。
所述心率傳感器為非接觸式傳感器，所述非接觸式傳感器包括Gunn二極管振蕩器、隔離度在30dB以上的環(huán)行器、波束寬度小于3.8°增益大于30dB的天線、混頻器、低頻放大器、微型窄帶濾波器以及顯示屏。
所述酒精檢測單元由酒精傳感器和傳感器微型電路、溫度傳感器、空氣收集芯片、空氣流通孔、微型空氣加熱芯片和通訊芯片組成。
所述ECU控制單元包括電源電路、輸入處理電路、輸出處理電路、微處理器。
所述紅外體溫采集單元、心率檢測單元、酒精檢測單元通過I2C接口與存儲器單元連接，所述存儲器單元、所述報(bào)警單元與所述車載終端CPU電連接，所述TFT顯示屏與所述車載終端CPU通過Lvds接口連接，所述ECU控制單元與所述車載終端CPU通過CAN通信接口連接。
所述車載終端CPU為AMD Geode LX800-500MHz低功耗CPU，所述車載終端CPU通過無線通信模塊與所述管理中心通信連接。
實(shí)施例2
一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)，與實(shí)施例1的區(qū)別僅為所述心率傳感器為非接觸式傳感器，所述非接觸式傳感器包括Gunn二極管振蕩器、隔離度在30dB以上的環(huán)行器、波束寬度小于3.8°增益大于30dB的天線、混頻器、低頻放大器、微型窄帶濾波器以及顯示屏。
實(shí)施例3
一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)的運(yùn)行方法，以實(shí)施例1與實(shí)施例2所述的一種車載健康指數(shù)檢測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，包括以下步驟：
(1)體溫檢測：所述紅外體溫采集單元的紅外輻射接收模塊檢測主駕駛位人員的紅外輻射能量，具體為掃描駕駛員面部尤其是額頭部分，并由光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，濾波電路將非35～42℃溫度范圍所對應(yīng)的電信號濾除，經(jīng)信號放大電路放大后傳送至信號輸出模塊。信號輸出模塊將電信號轉(zhuǎn)化為體溫?cái)?shù)據(jù)信號，通過I2C接口發(fā)送到存儲器單元，車載終端CPU實(shí)時(shí)調(diào)取所述存儲器單元的數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前駕駛員體溫是否正常。體溫?cái)?shù)據(jù)通過TFT顯示屏顯示。數(shù)據(jù)異常時(shí)發(fā)出提醒信號。
(2)心率檢測：所述心率傳感器把心率信號轉(zhuǎn)換為電信號，所述信號放大器將電信號放大，分別經(jīng)過所述濾波電路和整形電路進(jìn)行濾波整形后，經(jīng)由時(shí)鐘電路傳送至信號輸出模塊，所述信號輸出模塊將脈沖的電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過I2C接口發(fā)送到存儲器單元，車載終端CPU實(shí)時(shí)調(diào)取所述存儲器單元的數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前駕駛員的心率是否正常。心率數(shù)據(jù)通過TFT屏幕顯示。數(shù)據(jù)異常發(fā)出提醒信號。
(3)酒精檢測：當(dāng)步驟(1)(2)檢測的體溫與心率指數(shù)超標(biāo)，則啟動酒精檢測程序，判斷駕駛員是否飲酒，酒精傳感器通過智能檢測酒精含量并與車載終端CPU通信，車載終端CPU將酒精含量檢測結(jié)果與預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行比對，判斷駕駛員是否飲酒。若駕駛員飲酒，所述車載終端CPU則通過報(bào)警單元發(fā)出警告。
每次完成步驟(1)(2)(3)后，所述車載終端CPU將數(shù)據(jù)通過無線通信模塊實(shí)時(shí)上傳至管理中心。
(4)ECU控制單元的限定：當(dāng)步驟(1)(2)(3)檢測的數(shù)據(jù)表明駕駛員身體情況異常，所述車載終端CPU與汽車的ECU控制單元通信，發(fā)出禁止啟動的命令，拒絕點(diǎn)火，保證行駛安全，從而起到安全保障的作用。