一种用于共享汽车驾驶员的耳挂式健康体征监测仪的制作方法

本发明涉及一种用于监测共享汽车驾驶员健康体征的耳挂式装置。属于信息技术领域的应用装置。

背景技术：

随着我国共享汽车、公租汽车的发展，选择这类汽车的驾驶的人员在持续增加，有可能会出现驾驶员违规驾驶现象，也有可能会出现驾驶员疲劳驾驶或在开车途中突然出现心跳骤停等特殊情况。

现今交通安全越来越得到国家和社会的重视。具相关统计，全国由于生活节奏加快等原因导致心跳骤停而死亡人数持续增加。而心跳骤停具有不可预见性，不可预防性。随着共享汽车租凭的发展势必会有更多的驾驶员青睐使用共享汽车，如果发生心脏骤停而导致危险驾驶，会对车上乘客与其他车辆引发安全隐患，所以实时监测驾驶员健康体征情况刻不容缓。

当今监测驾驶员健康体征监测设备凤毛麟角，目前国外有在方向盘上安装传感器、在驾驶员座椅上安装传感器的监测方式，但由于方向盘需要不断更换把手姿势，不宜稳定采集信号，而座位上有衣物等隔离，采集信号相对较弱，会对监测准确度和实用性带来困难。本发明提出一种用于共享汽车驾驶员的耳挂式健康体征监测仪，该仪器以耳前颞浅动脉为主要监测点，其优点在于该监测位置属于动脉，跳动明显，在耳前凹陷处，极易找到，不易有噪音干扰，其次，使用轻巧便捷，很适合共享汽车驾驶员在不影响正常驾驶的情况下佩戴；而另一个安装在耳背的传感器则通过毛细血管直接接触皮肤，可获取更多的驾驶员健康体征数据。耳挂式健康体征监测装置使用方便，检测信号稳定可靠。

技术实现要素：

本发明主要包由传感器、耳架、连接器、控制器等部件组成。

耳架形状与人耳根外轮廓相似，可用轻巧硬质材料制成，使耳架可舒适挂于耳朵上，耳架内穿有导线，用于器件之间的连接。

传感器之一为轻质振动心率传感器，安装在耳架的顶端，由乳胶包裹，当耳架挂于耳朵上时，传感器的检测接触面定位在听宫穴位与耳门穴位之间的颞浅动脉皮肤表面，能有效地采集该区域对应的人体生物信号，特别是颞浅动脉所产生的心脏脉动信号，可通过增加传感器的检测接触面积并使传感器紧贴皮肤而获得更强的人体心脏脉动数据。

传感器之二为轻质光电心率传感器，放置在耳架的中部，由乳胶包裹，当耳架挂于耳朵上时，传感器的检测接触面定位在耳背中部比较平整的皮肤表面上，能有效地采集该区域对应的人体生物信号。

连接器的作用一方面可为耳架保持平衡，使其重心下移，由于连接器有一定重量，可使得传感器和更好的紧贴接触面，另一方面通过此处接连线至控制器。

连线用于数据传输，连线穿过驾驶员肩部上方至座椅靠背内部连接到控制器，从座位上延申的连线的长度应为使得驾驶员用正常姿势驾驶时耳架不会脱落，当驾驶员低头或因其他不正确姿势驾驶时会因连线长度的控制使得耳架脱落，从而使得传感器获取不到人体生物信号。

控制器为接收数据处理终端，分析判断当前驾驶员人体生物信号是否在正常范围内。当发现驾驶员的心率出现异常情况时发出语音提示，如语音提示后驾驶员心率依然进一步发生异常，控制器一方面继续语音提示，建议立即停车并进行健康检查，另一方面马上通知共享汽车管理系统，及时做出强制停车等措施避免事故发生。

控制器对驾驶员异常心率现象的分析包括：

(1)通过对驾驶员心率的增长率和心率变异性的分析，判断是否存在酒驾现象。有酒驾现象时，通常心率高于对比组，心率的增长率变化范围高于对比组，心率变异性呈现上升趋势。其中对比组是由20个以上的健康、正常成年人检测的心率值和心率变异性的特征值所组成。

(2)通过对驾驶员心率的减少率和心率变异性的分析，判断是否出现疲劳驾驶现象。有疲劳驾驶现象时，通常心率低于对比组，心率的减少率变化范围高于对比组，心率变异性呈现下降趋势。

(3)通过对驾驶员心率的减少率和心率变异性的分析，判断是否出现心脏衰竭现象。有心脏衰竭现象时，通常心率会降低至每分钟40次以下，心率的减少率下降速度快，心率变异性呈现明显下降趋势。

本装置的工作方法如下：

步骤1：驾驶员确定相关个人信息，进入驾驶室，佩戴耳挂式健康体征监测仪。

步骤2：当耳挂式健康体征监测仪获取到人体生物信号时，实时对驾驶员心率的增长率和心率变异性进行分析，语音报告当前驾驶员的心率值，重点分析是否存在酒驾现象，如果在正常范围内，通知相应的共享汽车管理平台，允许汽车发动；如果不在正常范围内，建议再检测一次；如果三次检测都异常，语音报告建议先进行健康检查再驾驶，并由附近工作人员立即前往确认。

步骤3：将驾驶员第一次报告的心率值作为初始心率值，每隔一段时间检测一次心率，并与初始心率值比较，当发生心率明显变化时，缩短检测间隔时间，当心率值降低到初始心率值的85％时，同时通过对驾驶员心率变异性的分析，判断出该驾驶员有疲劳驾驶现象时，发出语音提示，提醒驾驶员注意身体，不要疲劳驾驶。当心率值降低到初始心率值的70％时，同时通过对驾驶员心率变异性的分析，该驾驶员有心脏衰竭现象时，发出语音提示，建议该驾驶员停车检测身体，同时通知相应的共享汽车管理人员注意观察该驾驶员。当发现该驾驶员心率值急速降低至每分钟40次以下时，发出语音提示，要求该驾驶员立即停车，并通知相应的共享汽车管理人员，及时做出强制停车等措施，避免事故发生。

步骤4、当共享汽车使用结束停车后，取下本仪器时，发出“谢谢使用”的语音，并保留相关数据。

本发明通过安装两种不一样的生物传感器，分别通过颞浅动脉位置采集动脉脉动数据和耳背位置采集毛细血管的脉动数据，保证了数据采集的高可靠性，耳架可舒适的挂于耳朵上，可实现驾驶员长时间健康体征监测，控制器可实现数据实时处理，及时发出语音提示，也能通过无线通信方式实现数据共享和远程控制，将共享汽车驾驶员的耳挂式健康体征监测仪接入共享汽车管理平台中，最终在一定程度上保证了驾驶员安全驾驶。本发明在安全性，准确性以及便携性有着明显的优势。

附图说明

图1是本发明的右耳挂式健康体征监测装置结构的正视图；

图2是本发明的右耳挂式健康体征监测装置结构的侧视图。

其中，①-传感器②-耳架③-传感器④-连接器⑤-连线⑥-控制器

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图中包括以下部件：①-传感器②-耳架③-传感器④-连接器⑤-连线⑥-控制器。

耳架②形状与人耳根外轮廓相似，可用轻巧硬质材料制成，使耳架②可舒适挂于耳朵上，耳架②内穿有导线，用于器件之间的连接。

传感器①为轻质振动心率传感器，安装在耳架②的顶端，传感器①外围四周用乳胶包裹，当耳架②挂于耳朵上时，传感器①的检测接触面定位在听宫穴位与耳门穴位之间的颞浅动脉皮肤表面，能有效地采集该区域对应的人体生物信号，特别是颞浅动脉所产生的心脏脉动信号，可通过改变传感器①的检测接触面积并使传感器紧贴皮肤而获得更强的人体心脏脉动数据。

传感器③为轻质光电心率传感器，放置在耳架②的中部，传感器③外围四周用乳胶包裹，当耳架②挂于耳朵上时，传感器③的检测接触面定位在耳背中部比较平整的皮肤表面上，能有效地采集该区域对应的人体生物信号。

连接器④的作用，一方面可为耳架②保持平衡，使其重心下移，由于连接器④有一定重量，可使得传感器①和③更好的紧贴接触面，另一方面通过此处接连线⑤至控制器⑥。

连线⑤为导线，用于数据传输，连线⑤穿过驾驶员肩部上方至座椅靠背内部连接到控制器⑥，从座位上延申的连线⑤的长度应为使得驾驶员用正常姿势驾驶时耳架②不会脱落，当驾驶员低头或因其他不正确姿势驾驶时会因连线⑤长度的控制使得耳架②脱落，从而使得传感器获取不到人体生物信号。

控制器⑥为接收数据处理终端，分析判断当前驾驶员人体生物信号是否在正常范围内。当发现驾驶员的心率出现异常情况时发出语音提示，如语音提示后驾驶员心率依然进一步发生异常，控制器一方面继续语音提示，建议立即停车并进行健康检查，另一方面马上通知共享汽车管理系统，及时做出强制停车等措施避免事故发生。

控制器⑥对驾驶员异常心率现象的分析包括：

(1)通过对驾驶员心率的增长率和心率变异性的分析，判断是否存在酒驾现象。有酒驾现象时，通常心率高于对比组，心率的增长率变化范围高于对比组，心率变异性呈现上升趋势。其中对比组是由20个以上的健康、正常成年人检测的心率值和心率变异性的特征值所组成。

(2)通过对驾驶员心率的减少率和心率变异性的分析，判断是否出现疲劳驾驶现象。有疲劳驾驶现象时，通常心率低于对比组，心率的减少率变化范围高于对比组，心率变异性呈现下降趋势。

(3)通过对驾驶员心率的减少率和心率变异性的分析，判断是否出现心脏衰竭现象。有心脏衰竭现象时，通常心率会降低至每分钟40次以下，心率的减少率下降速度快，心率变异性呈现明显下降趋势。

本装置的工作方法如下：

步骤1：驾驶员确定相关个人信息，进入驾驶室，佩戴耳挂式健康体征监测仪。

步骤2：当耳挂式健康体征监测仪获取到人体生物信号时，实时对驾驶员心率的增长率和心率变异性进行分析，语音报告当前驾驶员的心率值，重点分析是否存在酒驾现象，如果在正常范围内，通知相应的共享汽车管理平台，允许汽车发动；如果不在正常范围内，建议再检测一次；如果三次检测都异常，语音报告建议先进行健康检查再驾驶，并由附近工作人员立即前往确认。

步骤3：将驾驶员第一次报告的心率值作为初始心率值，每隔一段时间检测一次心率，并与初始心率值比较，当发生心率明显变化时，缩短检测间隔时间，当心率值降低到初始心率值的85％时，同时通过对驾驶员心率变异性的分析，判断出该驾驶员有疲劳驾驶现象时，发出语音提示，提醒驾驶员注意身体，不要疲劳驾驶。当心率值降低到初始心率值的70％时，同时通过对驾驶员心率变异性的分析，该驾驶员有心脏衰竭现象时，发出语音提示，建议该驾驶员停车检测身体，同时通知相应的共享汽车管理人员注意观察该驾驶员。当发现该驾驶员心率值急速降低至每分钟40次以下时，发出语音提示，要求该驾驶员立即停车，并通知相应的共享汽车管理人员，及时做出强制停车等措施，避免事故发生。

步骤4、当共享汽车使用结束停车后，取下本仪器时，发出“谢谢使用”的语音，并保留相关数据。