位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高鐵的運(yùn)營方便了人們的出行，使得人們無需在空中乘坐飛機(jī)的情況下，也能達(dá)到較快的速度，提高出行的效率。不同國家的高鐵速度定制不同，但其速度都明顯高于其他地面交通工具。以下是各個(gè)國家的高鐵速度定制情況。
[0003]歐洲:西歐早期把舊線改造時(shí)速達(dá)到200公里、新建時(shí)速達(dá)到250?300公里的定為高速鐵路；1985年聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)在日內(nèi)瓦簽署的國際鐵路干線協(xié)議規(guī)定:新建客貨運(yùn)列車混用(簡稱客貨共線)型高速鐵路時(shí)速為250公里以上，新建客運(yùn)列車專用(簡稱客運(yùn)專線)型高速鐵路時(shí)速為350公里以上。
[0004]日本:作為世界上最早開始發(fā)展高速鐵路的國家，日本政府在1970年發(fā)布第71號(hào)法令，為制定全國新干線鐵路發(fā)展的法律時(shí)，對(duì)高速鐵路的定義是，凡一條鐵路的主要區(qū)段，列車的最高運(yùn)行速度達(dá)到200公里/小時(shí)或以上者，可以稱為高速鐵路。
[0005]美國:美國聯(lián)邦鐵路管理局曾對(duì)高速鐵路定義為最高營運(yùn)速度高于145公里/小時(shí)(90mph)的鐵路，但從社會(huì)大眾的角度，“高速鐵路” 一詞在美國通常會(huì)被用來指營運(yùn)速度高于160公里/小時(shí)的鐵路服務(wù)，這是因?yàn)樵诋?dāng)?shù)爻税⑽鳂房炀€(最高速度240公里/小時(shí))以外并沒有其他營運(yùn)速度高于128公里/小時(shí)(80mph)的鐵路客運(yùn)服務(wù)。
[0006]由此可見，高鐵雖然在地面上行駛，然而其速度是地面上各種交通工具最高的，一旦出事，其后果同樣不堪想象。因此駕駛高鐵的駕駛員需要訓(xùn)練有素并保持高度的專注力。然而，駕駛員也會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)異常的情況發(fā)生，有主觀的因素，也有客觀的因素，這種異常狀態(tài)在生理參數(shù)上都會(huì)出現(xiàn)一些預(yù)兆。而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有這些預(yù)兆的檢測(cè)方案，更不用說在檢測(cè)預(yù)兆后及時(shí)為乘客提供與外界聯(lián)系的緊急通話機(jī)制了。
[0007]為此，本發(fā)明提出了一種位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)，采用高精度的心電圖監(jiān)控設(shè)備和血氧飽和度監(jiān)控設(shè)備對(duì)高鐵駕駛員的心電圖參數(shù)和血氧飽和度進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)和報(bào)警，并在識(shí)別到高鐵駕駛員狀態(tài)異常時(shí)，及時(shí)為乘客啟動(dòng)緊急通話機(jī)制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)，利用有針對(duì)性的、可用于高鐵駕駛艙的緊湊結(jié)構(gòu)的心電圖監(jiān)控設(shè)備和血氧監(jiān)控設(shè)備分別實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛位置的駕駛員的心電圖信息和血氧飽和度的提取，并在異常時(shí)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制和乘客緊急通話機(jī)制，幫助高鐵運(yùn)營部門盡快了解危情。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)，所述緊急通信系統(tǒng)包括生理參數(shù)檢測(cè)子系統(tǒng)、一鍵通信設(shè)備、太陽能蓄電池和MSP430單片機(jī)，所述太陽能蓄電池為所述一鍵通信設(shè)備提供電力供應(yīng)，所述生理參數(shù)檢測(cè)子系統(tǒng)用于對(duì)高鐵駕駛艙內(nèi)的駕駛員的生理狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，所述MSP430單片機(jī)與所述生理參數(shù)檢測(cè)子系統(tǒng)和所述一鍵通信設(shè)備分別連接，根據(jù)所述生理參數(shù)檢測(cè)子系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果確定是否為高鐵乘客開放所述一鍵通信設(shè)備。
[0010]更具體地，在所述位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)中，包括:一鍵通信設(shè)備，包括呼叫鍵和無線通信接口，所述呼叫鍵用于在外部人員按壓時(shí)，自動(dòng)打開所述無線通信接口以接收外部人員的通話信息，所述無線通信接口用于將外部人員的通話信息通過無線通信鏈路發(fā)送到遠(yuǎn)端的運(yùn)營管理中心處的服務(wù)器;彈簧結(jié)構(gòu)，維系在所述一鍵通信設(shè)備上;彈簧驅(qū)動(dòng)設(shè)備，與MSP430單片機(jī)和彈簧結(jié)構(gòu)分別連接，用于在接收到異常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，彈開所述彈簧結(jié)構(gòu)以將所述一鍵通信設(shè)備從高鐵乘客車廂廂體內(nèi)部深處推送上來，在接收到正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，回縮所述彈簧結(jié)構(gòu)以將所述一鍵通信設(shè)備收回至高鐵乘客車廂廂體內(nèi)部深處；電力供應(yīng)開關(guān)，與MSP430單片機(jī)、一鍵通信設(shè)備和太陽能蓄電池分別連接，用于在接收到異常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，恢復(fù)所述太陽能蓄電池對(duì)所述一鍵通信設(shè)備的電力供應(yīng)，在接收到正常狀態(tài)信號(hào)時(shí)，斷開所述太陽能蓄電池對(duì)所述一鍵通信設(shè)備的電力供應(yīng);太陽能蓄電池，與所述一鍵通信設(shè)備、所述彈簧驅(qū)動(dòng)設(shè)備和所述電力供應(yīng)開關(guān)分別連接，僅為所述一鍵通信設(shè)備、所述彈簧驅(qū)動(dòng)設(shè)備和所述電力供應(yīng)開關(guān)提供電力供應(yīng);信號(hào)采集設(shè)備，包括多個(gè)醫(yī)用電極和多個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器，所述多個(gè)醫(yī)用電極分別設(shè)置在駕駛員體表處的多個(gè)固定位置，用于提取駕駛員心電場在體表處的多個(gè)固定位置分別產(chǎn)生的多個(gè)電壓，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器緊鄰一個(gè)醫(yī)用電極放置，用于提取對(duì)應(yīng)位置處駕駛員因?yàn)楹粑腿梭w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的漂移心電電壓信號(hào);運(yùn)動(dòng)軌跡消除設(shè)備，與所述多個(gè)醫(yī)用電極和所述多個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器別連接，將每一個(gè)醫(yī)用電極產(chǎn)生的每一個(gè)電壓與對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器產(chǎn)生的漂移心電電壓信號(hào)求和，以獲得對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電壓；導(dǎo)聯(lián)電路，與所述運(yùn)動(dòng)軌跡消除設(shè)備連接，用于接收多個(gè)目標(biāo)電壓，基于所述多個(gè)目標(biāo)電壓計(jì)算心電電壓差并輸出；信號(hào)放大電路，與所述導(dǎo)聯(lián)電路連接，用于接收所述心電電壓差并對(duì)所述心電電壓差放大;帶通濾波電路，與所述信號(hào)放大電路連接，用于濾除放大后的心電電壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差;第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對(duì)濾波電壓差進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲得數(shù)字化電壓差;心電圖參數(shù)提取電路，與所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，基于所述數(shù)字化電壓差提取駕駛員的竇性心率和QT間期;發(fā)光二極管，設(shè)置在駕駛員手指指尖毛細(xì)血管位置，與光源驅(qū)動(dòng)電路連接，用于基于光源驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的發(fā)光控制信號(hào)，交替發(fā)射紅外光和紅光;光源驅(qū)動(dòng)電路，內(nèi)置定時(shí)器，用于向所述發(fā)光二極管發(fā)送發(fā)光控制信號(hào);光電轉(zhuǎn)換器，設(shè)置在駕駛員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對(duì)位置，用于接收透射駕駛員手指指尖毛細(xì)血管后的紅外光和紅光，并將透射紅外光和透射紅光分別轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，以獲得模擬紅外光電流和模擬紅光電流;電流電壓轉(zhuǎn)換電路，與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，用于對(duì)模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓;信號(hào)放大器，與所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于對(duì)模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進(jìn)行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓;信號(hào)檢測(cè)電路，與所述信號(hào)放大器連接，包括直流信號(hào)檢測(cè)子電路和交流信號(hào)檢測(cè)子電路，用于檢測(cè)模擬紅外光電壓中的直流成分和交流成分，以作為第一直流電壓和第一交流電壓輸出，還用于檢測(cè)模擬紅光電壓中的直流成分和交流成分，以作為第二直流電壓和第二交流電壓輸出；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述信號(hào)檢測(cè)電路連接，用于對(duì)第一直流電壓、第一交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲得第一數(shù)字化直流電壓、第一數(shù)字化交流電壓、第二數(shù)字化直流電壓和第二數(shù)字化交流電壓;MSP430單片機(jī)，與所述心電圖參數(shù)提取電路和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別連接，接收駕駛員的竇性心率和QT間期，還將第二數(shù)字化交流電壓與第二數(shù)字化直流電壓的比值除以第一數(shù)字化交流電壓與第一數(shù)字化直流電壓的比值以獲得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子計(jì)算血氧飽和度，其中，血氧飽和度與吸收光比值因子成線性關(guān)系;其中，所述MSP430單片機(jī)當(dāng)所述竇性心率在預(yù)設(shè)竇性心率范圍之外時(shí)，發(fā)出竇性心率異常識(shí)別信號(hào)，當(dāng)所述QT間期在預(yù)設(shè)QT間期范圍之外時(shí)，發(fā)出QT間期異常識(shí)別信號(hào)，當(dāng)所述血氧飽和度在預(yù)設(shè)血氧飽和度上限濃度時(shí)，發(fā)出血氧飽和度過高識(shí)別信號(hào)，當(dāng)所述血氧飽和度在預(yù)設(shè)血氧飽和度下限濃度時(shí)，發(fā)出血氧飽和度過低識(shí)別信號(hào);所述心電電壓差包括多個(gè)電壓差；當(dāng)MSP430單片機(jī)發(fā)出竇性心率異常識(shí)別信號(hào)、QT間期異常識(shí)別信號(hào)、血氧飽和度過高識(shí)別信號(hào)或血氧飽和度過低識(shí)別信號(hào)時(shí)，MSP430單片機(jī)同時(shí)發(fā)出異常狀態(tài)信號(hào)，否則，MSP430單片機(jī)同時(shí)發(fā)出正常狀態(tài)信號(hào)。
[0011]更具體地，在所述位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)中:所述光電轉(zhuǎn)換器為一光電二極管。
[0012]更具體地，在所述位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)中:所述發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光的波長為940nm，所述發(fā)光二極管發(fā)射的紅光的波長為660nmo
[0013]更具體地，在所述位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)中:在所述信號(hào)放大器和所述信號(hào)檢測(cè)電路之間還設(shè)置信號(hào)濾波電路，用于分別濾除模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓中的噪聲成分。
[0014]更具體地，在所述位于高鐵上的彈簧式緊急通信系統(tǒng)中:所述無線通信