CN112826487A - 一种用于驾驶员健康监测的***及其监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于驾驶员健康监测的***及其监控方法，该***包含采集单元、监控终端、服务器、P2.5传感器及客户端，所述采集单元设置于方向盘上用于采集驾驶员的ECG信号形成RR信号、PM2.5传感器采集车内AQI信号并发送至车内的监控终端，所述监控终端将上述RR信号和AQI信号利用移动网络发送至服务器，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析得到SDNN即完成了HRV信号的时域分析，利用SDNN值和预设的正常区间进行比较从而监测驾驶员的健康状况，当出现异常情况时利用客户端对驾驶员进行提醒，所述驾驶员健康监测***监测结果准确性高，解决了现有监测设备根据采集到ECG信号直接进行分析导致测量结果不准确的问题。
Description
技术领域
本发明属于车内环境及人体健康监测领域，尤其涉及一种用于驾驶员健康监测的***及其监控方法。
背景技术
随着现在汽车制造的发展及用户的需要，越来越多的汽车都配备了多功能方向盘，驾驶员可以直接在方向盘上操控很多的电子设备，给予便捷使用。而在驾车的过程中，不需要驾驶员在中控台上去操作，在专心的注视前方驾驶的同时就能迅速的进行自己需要的功能操作，大大提高行车的安全性。随着汽车的普及，道路上的汽车越来越多，很多交通事故都是由于疲劳驾驶、驾驶员情绪不稳定以及突发身体疾病引起，所以在汽车方向盘上加上一个可以监测驾驶员健康状态的设备极为重要。现有监测设备基本都是根据采集到ECG信号直接进行分析，但是忽略了环境中PM2.5污染物一个重要因素，经研究表明环境中的PM2.5污染物会降低HRV，因此现有的监测设备测量结果不是特别准确。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于驾驶员健康监测的***，利用采集单元采集驾驶员的ECG信号并通过采集模块形成RR信号(最大心率之间间隔)、PM2.5传感器采集车内AQI信号并发送至车内的监控终端，所述监控终端将上述RR信号和AQI信号利用移动网络发送至服务器，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析得到SDNN(窦性心搏间标准差)即完成了HRV信号的时域分析，利用SDNN值和预设的正常区间进行比较从而监测驾驶员的健康状况，当出现异常情况时利用客户端对驾驶员进行提醒，所述驾驶员健康监测***监测结果准确性高。
为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：
一种用于驾驶员健康监测的***，包含采集单元、监控终端，所述采集单元设置于方向盘上用于采集驾驶员ECG信号并分析得出RR信号，所述采集单元和监控终端通讯连接，所述采集单元将RR信号发送至监控终端；所述监测***还包括P2.5传感器，所述P2.5传感器用于采集车内AQI信号并发送至监控终端，所述P2.5传感器和监控终端有线连接；
所述监控终端通过移动网络将RR信号、AQI信号发送至服务器，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析并将分析结果发送至客户端及监控终端，当分析结果出现异常时客户端发出报警声提醒驾驶员。
进一步地，所述采集单元包含单片机、采集模块及电极，所述单片机利用采集模块和电极有线连接，所述电极用于采集驾驶员ECG信号并发送至采集模块，所述采集模块对ECG信号去噪后形成RR信号并将RR信号发送至单片机，单片机将RR信号发送至监控终端。
进一步地，所述监控终端为HT-DTU-390，所述单片机和监控终端采用蓝牙通信。
本发明还提供一种用于驾驶员健康监测的***的监控方法，包括以下步骤：
步骤一：为监控终端设置唯一识别码，并将唯一识别码存储于服务器中；
步骤二：驾驶员接触方向盘上的电极时，采集单元采集驾驶员ECG信号并分析得出RR信号，P2.5传感器实时采集AQI信号，采集单元将RR信号、P2.5传感器将AQI信号发送至监控终端，所述监控终端将RR信号及AQI信号及自身的唯一识别码通过移动网络发送至服务器：
步骤三：所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析并将分析结果发送至客户端及监控终端；
步骤四：客户端解析接收到的分析结果，当出现异常时发出报警声提醒驾驶员。
进一步地，所述步骤三中所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析得到HRV信号，即：
其中N为监测到的心搏总数、RRi为第i个间期、MeanRR为N个心搏的多个RR间期的平均值。
进一步地，所述步骤三中SDNN的正常区间为80-200，所述步骤二中服务器和监控终端采用4G移动网络进行通信。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1.利用采集单元采集驾驶员的ECG信号并通过采集模块形成RR信号(最大心率之间间隔)、PM2.5传感器采集车内AQI信号并发送至车内的监控终端，所述监控终端将上述RR信号和AQI信号利用移动网络发送至服务器，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析得到SDNN(窦性心搏间标准差)即完成了HRV信号的时域分析，利用SDNN值和预设的正常区间进行比较从而监测驾驶员的健康状况，当出现异常情况时利用客户端对驾驶员进行提醒，所述驾驶员健康监测***监测结果准确性高。
2.通过监测***将驾驶员驾驶过程所有心电数据、车内PM2.5污染物都可上传至云端形成丰富的数据库，对于出租车公司可依据上述数据库更科学对驾驶员进行排班、调度，有效地降低了运营风险。
附图说明
图1为本发明一实施例中监测***整体架构图；
图2为本发明一实施例中采集单元和监控终端通信结构图；
图3为本发明一实施例中监测***的监控方法流程图；
图4为本发明一实施中客户端显示图。
具体实施方式
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
如图1所示，一种用于驾驶员健康监测的***，所述采集单元均匀设置于方向盘上用于采集驾驶员ECG信号并分析得出RR信号，所述采集单元和监控终端通讯连接，所述采集单元将RR信号发送至监控终端；所述监测***还包括P2.5传感器，所述P2.5传感器用于采集车内AQI信号并发送至监控终端，所述P2.5传感器和监控终端有线连接；
如图2所示，所述采集单元包含单片机、采集模块及电极，所述单片机利用采集模块和电极有线连接，所述电极用于采集驾驶员ECG信号并发送至采集模块，所述采集模块对ECG信号去噪后形成RR信号并将RR信号发送至单片机，单片机将RR信号发送至监控终端；采集单元工作原理如下：单片机利用采集模块对电极发出脉冲信号，电极将采集到ECG信号发送至采集模块，所述采集模块对ECG信号去噪后形成RR信号并将RR信号发送至单片机，单片机一般可采用SMT32系列，采集模块可使用AD5941，电极采用织物电极；
在本实施例中所述监控终端为HT-DTU-390，所述单片机和监控终端采用蓝牙通信，在其他实施例中单片机和监控终端可采用串口通信也可采用网线通信；所述单片机及监控终端均采用电源模块进行供电。
所述监控终端通过移动网络将RR信号、AQI信号发送至服务器，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析并将分析结果发送至客户端及监控终端，当分析结果出现异常时客户端发出报警声提醒驾驶员，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析得出SDNN，即完成了对HRV信号的时域分析。
如图3所示，本发明还提供一种用于驾驶员健康监测的***的监控方法，包括以下步骤：
步骤一：为监控终端设置唯一识别码，并将唯一识别码存储于服务器中；
步骤二：驾驶员接触方向盘上的电极时，采集单元采集驾驶员ECG信号并分析得出RR信号，P2.5传感器实时采集AQI信号，采集单元将RR信号、P2.5传感器将AQI信号发送至监控终端，所述监控终端将RR信号及AQI信号及自身的唯一识别码通过移动网络发送至服务器：
步骤三：所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析并将分析结果发送至客户端及监控终端；服务器对HRV信号及AQI信号联合判断分析得到HRV信号，即：
其中N为监测到的心搏总数、RRi为第i个间期、MeanRR为N个心搏的多个RR间期的平均值，同时将上述SDNN和正常区间80-200进行对比得到对比结果，所示分析结果包含SDNN及对比结果；
步骤四：客户端解析接收到的分析结果得到对比结果，当出现异常时发出报警声提醒驾驶员。
在步骤二中服务器和监控终端采用4G移动网络进行通信，由于4G移动网络具有高带宽延时小的特点、提高了驾驶员健康监测的效率从而提高了安全驾驶的可靠性，如图4所示客户端显示了驾驶员当前的SDNN以及健康状况。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于驾驶员健康监测的***，包含采集单元、监控终端，其特征在于，
所述采集单元设置于方向盘上用于采集驾驶员ECG信号并分析得出RR信号，所述采集单元和监控终端通讯连接，所述采集单元将RR信号发送至监控终端；所述监测***还包括P2.5传感器，所述P2.5传感器用于采集车内AQI信号并发送至监控终端，所述P2.5传感器和监控终端有线连接；
所述监控终端通过移动网络将RR信号、AQI信号发送至服务器，所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析并将分析结果发送至客户端及监控终端，当分析结果出现异常时客户端发出报警声提醒驾驶员。
2.根据权利要求1所述的一种用于驾驶员健康监测的***，其特征在于，所述采集单元包含单片机、采集模块及电极，所述单片机利用采集模块和电极有线连接，所述电极用于采集驾驶员ECG信号并发送至采集模块，所述采集模块对ECG信号去噪后形成RR信号并将RR信号发送至单片机，单片机将RR信号发送至监控终端。
3.根据权利要求2所述的一种用于驾驶员健康监测的***，其特征在于，所述监控终端为HT-DTU-390，所述单片机和监控终端采用蓝牙通信。
4.根据权利要求1所述的一种用于驾驶员健康监测的***的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：为监控终端设置唯一识别码，并将唯一识别码存储于服务器中；
步骤二：驾驶员接触方向盘上的电极时，采集单元采集驾驶员ECG信号并分析得出RR信号，P2.5传感器实时采集AQI信号，采集单元将RR信号、P2.5传感器将AQI信号发送至监控终端，所述监控终端将RR信号及AQI信号及自身的唯一识别码通过移动网络发送至服务器：
步骤三：所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析并将分析结果发送至客户端及监控终端；
步骤四：客户端解析接收到的分析结果，当出现异常时发出报警声提醒驾驶员。
5.根据权利要求4所述的一种用于驾驶员健康监测的***的监控方法，其特征在于，所述步骤三中所述服务器对RR信号及AQI信号联合判断分析得到HRV信号，即：
其中N为监测到的心搏总数、RRi为第i个间期、MeanRR为N个心搏的多个RR间期的平均值。
6.根据权利要求5所述的一种用于驾驶员健康监测的***的监控方法，其特征在于，所述步骤三中SDNN的正常区间为80-200。
7.根据权利要求5所述的一种用于驾驶员健康监测的***的监控方法，其特征在于，所述步骤二中服务器和监控终端采用4G移动网络进行通信。
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