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腦電波瞌睡監(jiān)視器的制作方法

文檔序號(hào):3949563閱讀:723來源:國(guó)知局
專利名稱:腦電波瞌睡監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種瞌睡監(jiān)視器,尤其涉及一種通過測(cè)試腦電波來監(jiān)視用戶是否進(jìn)入瞌睡狀態(tài)的腦電波瞌睡監(jiān)視器。
現(xiàn)有的瞌睡報(bào)警器是由角度控制開關(guān)及蜂鳴器構(gòu)成,其工作原理是置于用戶頭部的角度控制開關(guān)如水銀開關(guān)、擺動(dòng)開關(guān)等,在正常情況下,觸點(diǎn)打開,一旦用戶低頭時(shí),開關(guān)觸點(diǎn)閉合,接通報(bào)警電路,發(fā)出報(bào)警聲。其缺點(diǎn)是無論用戶是否進(jìn)入瞌睡狀態(tài),只要用戶低頭,就會(huì)報(bào)警,當(dāng)這種報(bào)警器在顛簸的車箱內(nèi)使用時(shí),尤其會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種報(bào)警受用戶腦電波控制的,不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警的瞌睡監(jiān)視器;本實(shí)用新型的瞌睡監(jiān)視器基于下述原理人在一般清醒的情況下,其腦電波的波形如


圖1所示,是一種具有一定峰值無規(guī)律的波,一旦人進(jìn)入睡眠前的瞌睡狀態(tài),其腦電波中就會(huì)出現(xiàn)峰值相對(duì)于清醒情況下很低的無規(guī)律的波,如圖2所示,持續(xù)時(shí)間一般超過七秒,本實(shí)用新型的瞌睡監(jiān)視器就是檢測(cè)腦電波中的這段信號(hào)(瞌睡信號(hào)),并作出報(bào)警等動(dòng)作。
本實(shí)用新型的腦電波瞌睡監(jiān)視器包括瞌睡信號(hào)拾取裝置和報(bào)警裝置,其特征在于所述瞌睡信號(hào)拾取裝置包括探測(cè)器及將從探測(cè)器來的信號(hào)進(jìn)行處理,并判別信號(hào)性質(zhì)的信號(hào)處理裝置,所述信號(hào)處理裝置包括將從探測(cè)器來的信號(hào)進(jìn)行放大的前置放大器、對(duì)經(jīng)前置放大器放大的信號(hào)濾波的低通濾波器、對(duì)濾波后信號(hào)再次放大的放大器、產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、將再次放大后的信號(hào)與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較的比較器和對(duì)比較器輸出的瞌睡信號(hào)進(jìn)行延時(shí)的延時(shí)器,報(bào)警裝置與所述的信號(hào)處理裝置的輸出端相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的,即瞌睡監(jiān)視器的報(bào)警與外界環(huán)境因素?zé)o關(guān),僅與人體腦電波中的瞌睡信號(hào)有關(guān),大大提高了報(bào)警準(zhǔn)確性。
圖1示出了人體清醒情況下的腦電波波形;圖2示出了人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài)時(shí)的腦電波波形;圖3示出了本實(shí)用新型的瞌睡監(jiān)視器的構(gòu)成框圖;圖4(a)是人體清醒時(shí)放大器4輸出的波形;圖4(b)(d)是人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài)時(shí)放大器4和比較器6輸出的波形;圖4(c)是基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓波形;圖5是本實(shí)用新型信號(hào)處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的電路圖;圖6示出了本實(shí)用新型瞌睡監(jiān)視器的探測(cè)器的幾種結(jié)構(gòu);圖7示出了附加裝置的控制結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。
圖3示出了本實(shí)用新型瞌睡監(jiān)視器的構(gòu)成框圖。置于人體頭部的探測(cè)器1獲取人體腦電波信號(hào),并送入包括前置放大器2、低通濾波器3、放大器4、基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5、比較器6和延時(shí)器7的信號(hào)處理裝置進(jìn)行信號(hào)處理,探測(cè)器1和信號(hào)處理裝置構(gòu)成本實(shí)用新型的瞌睡信號(hào)拾取裝置。
參見圖3,從探測(cè)器1來的信號(hào)經(jīng)前置放大器2預(yù)放大、低通濾波器3濾波、放大器4再次放大后,在比較器6中與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓V比較,以判斷目前腦電波信號(hào)是否具有瞌睡信號(hào),其原理如下參見圖4,圖4(a)為人體清醒狀態(tài)時(shí)的二次放大器4輸出的腦電波波形(下同),一旦人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài),就會(huì)出現(xiàn)如圖4(b)所示的波形,其中較為平坦的部分持續(xù)時(shí)間通常超過7秒。圖4(c)為基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓V,其值小于清醒狀態(tài)時(shí)放大器4輸出的信號(hào)的峰值,大于瞌睡狀態(tài)時(shí)信號(hào)平坦部分的峰值。圖4(d)為比較器6的輸出波形,即當(dāng)放大器4輸出的信號(hào)電壓值大于基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5輸出的電壓V時(shí),比較器6輸出低電平(0電平),反之輸出高電平,從圖4的波形可以看出,當(dāng)有瞌睡信號(hào)時(shí),比較器6的輸出,有較長(zhǎng)的高電平,這樣可由延時(shí)器7來判斷比較器6輸出的高電平待續(xù)時(shí)間,當(dāng)該時(shí)間大于設(shè)定值時(shí),就驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置8報(bào)警。
參見圖5,圖5示出了本實(shí)用新型瞌睡監(jiān)視器信號(hào)處理裝置的電路圖。從探測(cè)器1來的信號(hào)從A、B端輸入,對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大的前置放大器2包括集成運(yùn)算放大器A1、A2和A3,A1A2A3可采用具有低噪聲的自穩(wěn)零運(yùn)算放大集成塊,如7650、7856。低通濾波器3由運(yùn)算放大器A4和若干電阻電容構(gòu)成,其截止頻率為20-25Hz,經(jīng)濾波后的信號(hào)再由包括運(yùn)算放大器A5的放大器4放大,并送至比較器6中,與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較,比較器6輸入的波形如圖4(d)所示,當(dāng)比較器6輸出為高電平時(shí),三極管BG1導(dǎo)通,向電容C充電,比較器6輸出的高電平持續(xù)一定時(shí)間電容C,電壓上升至一定值,時(shí)基電路A8翻轉(zhuǎn),其輸出(端3)由高電平變?yōu)榈碗娖健.?dāng)比較器6輸出為低電平時(shí),三極管BG1截止,電容C通過電阻R放電,通過調(diào)節(jié)電容C和電阻R,可改變其延時(shí)時(shí)間,以延時(shí)5-7秒最佳。如上所述在時(shí)基電路A8輸出為低電平時(shí),表示人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài),發(fā)光二極管LED發(fā)光,驅(qū)動(dòng)三極管BG2導(dǎo)通,使斷電器J吸合,通過繼電器J的常開觸點(diǎn)KJ控制聲報(bào)警器8報(bào)警。在如上所述的各個(gè)集成電路中,低通濾波器3中的運(yùn)放A4和放大器4中的運(yùn)放A5可采用741或4558,基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5中的集成塊A6可采用1403或508,其產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓V可通過如圖5所示串接在基準(zhǔn)電壓輸出端的電位器W調(diào)節(jié),以調(diào)節(jié)本瞌睡監(jiān)視器的靈敏度,比較器6中的集成塊A可采用311或339,延時(shí)器7中的時(shí)基電路A8可采用555。圖5中的聲報(bào)警器8的聲源可采用NS101音樂集成塊。
圖6示出了探測(cè)器1的幾種結(jié)構(gòu),其基本構(gòu)造包括獲取腦電波的探測(cè)頭、將探測(cè)頭固定于頭部的固定裝置和分別與信號(hào)處理裝置和探測(cè)頭連接的導(dǎo)線。圖6(a)為耳機(jī)式探測(cè)器,通過耳機(jī)架式固定裝置12a將探測(cè)頭11固定耳根處。圖6(b)為帽子式探測(cè)器,探測(cè)頭11固定于帽子12b內(nèi)側(cè)與前額相接觸處(圖中未畫出)。圖6(c)為帶子式,探測(cè)頭11固定在帶子12c上,帶子12c圍在頭部,使探測(cè)頭11與人體頭部前額接觸,并由帶子兩端的類似搭扣的裝置14固定。探測(cè)頭11為金屬片,如鋼、銅等,在金屬表面鍍銀更佳。
為了更有效地防止因瞌睡引起的事故,在本裝置上還可配置使用戶從瞌睡狀態(tài)清醒的、位于用戶頭部的致冷裝置,使運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器停止的斷電裝置或當(dāng)本裝置用戶為汽車司機(jī)時(shí),與汽車剎車踏板連接的使汽車剎車的制動(dòng)器。上述裝置根據(jù)需要可分單個(gè)配置,兩兩配置或全部配置。這些裝置均可由圖5中的延時(shí)器輸出控制,其控制方法如圖7所示,圖7中點(diǎn)接圖5中延時(shí)器7的輸出端。圖5中延時(shí)器7的輸出信號(hào)經(jīng)延時(shí)器9后驅(qū)動(dòng)繼電器J′,以控制上述各裝置,如圖7b所示。正常情況下,延時(shí)器7輸出高電平,三極管BG3截止,(如圖7(b)所示),繼電器J′釋放,當(dāng)有瞌睡信號(hào)時(shí),延時(shí)器7輸出低電平,三極管BG3導(dǎo)通,向電容C′充電,當(dāng)電容C′上電壓達(dá)到繼電器J′吸合電壓時(shí)(即經(jīng)延時(shí))繼電器J′吸合,使上述裝置動(dòng)作,調(diào)節(jié)電阻R′和電容C′值,可改變延時(shí)時(shí)間。開關(guān)K用于釋放繼電器J′。
上述致冷裝置可采用上海冶煉廠生產(chǎn)的“溫差電致冷止瞌器”;汽車制動(dòng)器可采用實(shí)用新型專利CN87200676中公開的止動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),該產(chǎn)品已由上海封浜汽車制動(dòng)安全裝置廠生產(chǎn)。上述裝置的工作原理在此不再贅述。對(duì)于斷電裝置,可將繼電器J′的常閉觸點(diǎn)串接入機(jī)器的供電線,當(dāng)瞌睡監(jiān)視檢測(cè)到瞌睡信號(hào)后,經(jīng)延時(shí)器9延時(shí)后,繼電器J′吸合,使常閉觸點(diǎn)斷開,切斷機(jī)器的供電。
權(quán)利要求1.一種腦電波瞌睡監(jiān)視器,包括瞌睡信號(hào)拾取裝置和報(bào)警裝置,其特征在于所述瞌睡信號(hào)拾取裝置包括固定于人體頭部的探測(cè)器及將探測(cè)器來的信號(hào)進(jìn)行處理,并判別信號(hào)性質(zhì)的信號(hào)處理裝置,所述信號(hào)處理裝置包括將從探測(cè)器來的信號(hào)進(jìn)行放大的前置放大器、對(duì)經(jīng)前置放大器的信號(hào)濾波的低通濾波器、對(duì)濾波后信號(hào)再次放大的放大器、產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、將再次放大后的信號(hào)與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較的比較器和對(duì)比較器輸出的瞌睡信號(hào)進(jìn)行延時(shí)的延時(shí)器,所述報(bào)警裝置與所述的信號(hào)處理裝置的輸出端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的瞌睡監(jiān)視器,其特征在于所述的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器的輸出端串接有用于調(diào)節(jié)輸出電壓的電位器W。
3.如權(quán)利要求1所述的瞌睡監(jiān)視器,其特征在于所述的探測(cè)器由獲取腦電波的探測(cè)頭,將探測(cè)頭固定于頭部的固定裝置和分別與信號(hào)處理部分和探測(cè)頭連接的導(dǎo)線構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的瞌睡監(jiān)視器,其特征在于所述的探測(cè)器固定裝置是耳機(jī)架式,帽子式或帶子式。
5.如權(quán)利要求1所述的瞌睡監(jiān)視器,其特征在于所述的延時(shí)器的延時(shí)時(shí)間為5到7秒。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種通過測(cè)試人體腦電波來檢測(cè)用戶是否進(jìn)入瞌睡狀態(tài)的腦電波瞌睡監(jiān)視,它包括瞌睡信號(hào)拾取裝置和報(bào)警裝置,其特征在于所述瞌睡信號(hào)拾取裝置包括探測(cè)器、前置放大器、低通濾波器、放大器,基準(zhǔn)電壓發(fā)生器,比較器和延時(shí)器,在延時(shí)器的輸出端,可根據(jù)需要選擇配置受該瞌睡監(jiān)視器控制的各種附加裝置,如使人體從瞌睡狀態(tài)清醒的致冷裝置,與汽車剎車踏板連接的汽車剎車器和使機(jī)器停止的斷電裝置等。
文檔編號(hào)B60T7/12GK2075064SQ9021520
公開日1991年4月17日 申請(qǐng)日期1990年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月10日
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