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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620191490.2 (22)申请日 2016.03.11 (73)专利权人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路 301号 (72)发明人 陈勇 孙双 唐伟 (51)Int.Cl. A61B 5/0205(2006.01) G08B 21/02(2006.01) (54)实用新型名称 基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实时监测 的安全行车系统 (57)摘要 本实用新型公开了基于呼吸频率和心跳频 率实时监测的安全行车系统， 包括蓝牙式呼吸频 率传感器、 蓝牙式。
2、心跳频率传感器、 呼吸频率及 心跳频率处理控制装置、 车内预警装置和危险报 警闪光灯； 蓝牙式呼吸、 心跳频率传感器实时采 集驾驶员的呼吸和心跳频率并传输给呼吸频率 及心跳频率处理控制装置， 呼吸频率及心跳频率 处理控制装置判断接收值是否在正常阈值范围； 如不在正常范围内， 则通过车内预警装置向车内 发出提示音， 若一段时间后驾驶员身体状况仍未 得到改善， 再开启危险报警闪光灯提醒过往车辆 行人。 本系统通过对驾驶员身体状况监测和识 别， 在不适宜驾驶时及时进行预警， 兼具车内和 车外预警功能， 大大提高了预警系统的及时性和 行驶的安全性。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 2055。
3、68935 U 2016.09.14 CN 205568935 U 1.基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统， 包括蓝牙式呼吸频率传 感器(1)、 蓝牙式心跳频率传感器(2)、 呼吸频率及心跳频率处理控制装置(3)、 车内预警装 置(4)和危险报警闪光灯(5)； 所述呼吸频率及心跳频率处理控制装置包括蓝牙信号接收模块(3.1)、 数据存储模块 (3.2)、 呼吸频率及心跳频率处理模块(3.3)和车辆预警控制模块(3.4)； 所述蓝牙式呼吸频率传感器(1)通过蓝牙与所述蓝牙信号接收模块(3.1)相连， 传送呼 吸频率； 所述蓝牙式心跳频率传感器(2)通过蓝牙与所述蓝牙信号接收模块(。
4、3.1)相连， 传送心 跳频率； 所述数据存储模块(3.2)存储呼吸频率和心跳频率的正常阈值； 所述呼吸频率及心跳频率处理模块(3.3)通过比较所述蓝牙式呼吸频率传感器(1)、 蓝 牙式心跳频率传感器(2)传送的数据与所述数据存储模块(3.2)存储的正常阈值决定车辆 预警控制模块(3.4)是否动作； 所述车辆预警控制模块(3.4)分别与车内预警装置(4)和危险报警闪光灯(5)相连， 用 于控制车内预警装置及危险报警闪光灯开启或关闭。 2.根据权利要求1所述基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统， 其 特征在于， 所述蓝牙式呼吸频率传感器(1)内置于安全带中， 所述蓝牙式心跳频率传感。
5、器 (2)内置于方向盘中。 3.根据权利要求1所述基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统， 其 特征在于， 所述蓝牙式呼吸频率传感器(1)及蓝牙式心跳频率传感器(2)均采用蓝牙标准 2.0与蓝牙信号接收模块(3.1)进行数据的传输。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 205568935 U 2 基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统 技术领域 0001 本实用新型属于汽车安全驾驶领域， 特别涉及一种基于驾驶员呼吸频率和心跳频 率实时监测的安全行车系统。 背景技术 0002 交通事故是当前世界各国所面临的严重社会问题之一， 已被公认为当今世界危害 人类生命财产安全。
6、的第一大公害。 欧美各国的交通事故分析统计表明， 交通事故中80- 90是由酒后驾驶、 疲劳驾驶、 药后驾驶、 身体不适驾驶以及驾驶过程中行为不当等人的因 素造成的。 这些个人因素实际上是对自己生命以及他人生命的不尊重， 只要通过恰当的监 测手段， 当驾驶员带有上述不适宜驾驶的个人因素时， 及时提醒驾驶员本人、 车上乘客、 过 往车辆与行人， 完全可以避免悲剧的发生。 0003 安全行车系统主要包括驾驶员驾驶过程中身体状况实时监测与驾驶员不适宜继 续驾驶时预警两大部分。 从国内外目前的研发情况来看， 有些易造成交通事故的驾驶员个 人因素无法监测与预警如开车接听电话， 大多数安全行车系统仅侧重于。
7、预防上述一种或两 种易造成交通事故的驾驶员个人因素。 本实用新型在行车过程中可以实时监测上述所有易 造成交通事故的个人因素， 一旦发现驾驶员带有上述因素， 立即向车内发出相应提示音， 提 醒驾驶员本人及时调整， 以及让车内乘客提高警惕及时提醒和协助驾驶员； 若在一定时间 内， 驾驶员没有调整到良好驾驶状态， 本发明将向车外发出预警， 提醒过往车辆及行人避让 危险车辆， 避免悲剧发生。 0004 中国专利CN201220611959.5公开了一种基于脉搏信号的安全行车系统， 中国专利 CN201510677997.9公开了一种基于Android智能手机的安全行车系统， 这两种系统都是通 过 采 。
8、集 驾 驶 员的 某 些 身 体 信号 作为 判断 依 据 ， 实 现 安 全 行 车 功能 。 中 国 专 利 CN201220611959.5通过戴在驾驶员手腕上的脉搏信号采集装置采集脉搏信号， 其问题在于 给驾驶员的日常驾驶带来了诸多不便， 驾驶员往往忘记或者不愿意戴脉搏信号采集装置， 而导致该安全行车系统无法发挥作用。 中国专利CN201510677997.9通过Android智能手机 前置摄像头采集驾驶员面部图像， 并基于PERCLOS指标对驾驶员疲劳状态进行监测， Android智能手机后置摄像头采集的当前行车场景图像。 其问题在于对驾驶员手机配置要 求较高， 较难实现， 受特殊天。
9、气影响较大， 而且成本也很高。 实用新型内容 0005 本实用新型针对现有技术的不足， 提供了一种基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实 时监测的安全行车系统， 该系统实时监测驾驶员呼吸频率和心跳频率， 可以根据驾驶员呼 吸频率和心跳频率的值， 判断驾驶员是否处于正常驾驶状态， 如不在则及时发出预警， 可最 大限度的避免交通事故的发生。 本实用新型的安全行车系统结构简单， 监测项目广， 便于推 广和提高行驶安全性。 0006 本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。 说 明 书 1/4 页 3 CN 205568935 U 3 0007 基于驾驶员呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统， 包。
10、括蓝牙式呼吸频率 传感器、 蓝牙式心跳频率传感器、 呼吸频率及心跳频率处理控制装置、 车内预警装置和危险 报警闪光灯； 0008 所述呼吸频率及心跳频率处理控制装置包括蓝牙信号接收模块、 数据存储模块、 呼吸频率及心跳频率处理模块和车辆预警控制模块； 0009 所述蓝牙式呼吸频率传感器通过蓝牙与所述蓝牙信号接收模块相连， 传送呼吸频 率； 0010 所述蓝牙式心跳频率传感器通过蓝牙与所述蓝牙信号接收模块相连， 传送心跳频 率； 0011 所述数据存储模块存储呼吸频率和心跳频率的正常阈值； 0012 所述呼吸频率及心跳频率处理模块通过比较所述蓝牙式呼吸频率传感器、 蓝牙式 心跳频率传感器传送的数。
11、据与所述数据存储模块存储的正常阈值决定车辆预警控制模块 是否动作； 0013 所述车辆预警控制模块分别与车内预警装置和危险报警闪光灯相连， 用于控制车 内预警装置及危险报警闪光灯开启或关闭。 0014 进一步， 所述蓝牙式呼吸频率传感器内置于安全带中， 所述蓝牙式心跳频率传感 器内置于方向盘中。 0015 进一步， 所述蓝牙式呼吸频率传感器及蓝牙式心跳频率传感器均采用蓝牙标准 2.0与蓝牙信号接收模块进行数据的传输。 0016 本实用新型的有益效果是： 本实用新型通过内置于安全带中的蓝牙式呼吸频率传 感器及内置于方向盘中的蓝牙式心跳频率传感器实时采集驾驶员的呼吸频率和心跳频率， 不会给驾驶员的。
12、正常驾驶带来不必要的麻烦， 还能在驾驶员忘记系安全带、 驾驶过程中因 各种因素导致手脱离方向盘以及驾驶员身体出现各种状况时及时发出预警。 如驾驶员的呼 吸频率和心跳频率不在正常范围内， 首先通过车内预警装置向车内发出提示音， 提醒驾驶 员或车内乘客监督并协助驾驶员及时调整； 若一段时间后驾驶员身体状况仍未得到改善， 再开启危险报警闪光灯提醒过往车辆行人注意避让危险车辆， 兼具车内和车外预警功能， 大大提高了预警系统的及时性和行驶的安全性。 本实用新型的监测数据不受外界因素影 响， 监测结果准确且结构简单， 成本低廉， 易于实现。 附图说明 0017 图1为本实用新型所述基于呼吸频率和心跳频率实。
13、时监测的安全行车系统的系统 结构框架图； 0018 图2为本实用新型所述基于呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统的工作 流程图。 具体实施方式 0019 下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明， 但本实用新型的保 护范围并不限于此。 0020 如图1所示， 所述基于呼吸频率和心跳频率实时监测的安全行车系统， 包括内置于 说 明 书 2/4 页 4 CN 205568935 U 4 安全带中的蓝牙式呼吸频率传感器1、 内置于方向盘中的蓝牙式心跳频率传感器2、 呼吸频 率及心跳频率处理控制装置3、 车内预警装置4和危险报警闪光灯5； 呼吸频率及心跳频率处 理控制装置包括蓝牙信号接。
14、收模块3.1、 数据存储模块3.2、 呼吸频率及心跳频率处理模块 3.3和车辆预警控制模块3.4。 0021 蓝牙式呼吸频率传感器1的型号为HKH-11L， 通信波特率为115200Hz， 数据格式为1 个起始位、 8个数据位、 1个停止位、 无奇偶校验。 0022 蓝牙式心跳频率传感器2的型号为HKX-08L， 电源为3.6-4.2VDC， 等机功耗为2mA， 发射功耗为20mA， 关机功耗为0mA， 通信波特率为19200Hz。 0023 蓝牙信号接收模块3.1无外接电源， 使用USB接口， 其传输速率为3Mbps， 工作频率 为2.4MHz， 传输数据时有效的工作半径为10m。 0024。
15、 蓝牙式呼吸频率传感器1根据驾驶员呼吸时腹部压力的变化测出驾驶员的呼吸频 率， 并通过标准2.0蓝牙与所述蓝牙信号接收模块3.1相连， 传送呼吸频率； 当驾驶员两只手 握住方向盘时内置在方向盘中的蓝牙式心跳频率传感器2通过电极与人体接触形成电流回 路， 测出驾驶员的心跳频率， 并通过标准2.0蓝牙与所述蓝牙信号接收模块3.1相连， 传送心 跳波形数据。 0025 人体正常呼吸频率为16-20次/min， 成年人正常心跳频率为60-100次/min。 一般人 喝酒后心跳频率可以达到120次/min以上， 疲劳时呼吸频率明显低于16次/min， 吃药后、 吸 毒后、 哮喘、 心脑血管疾病发作时呼吸。
16、频率和心跳频率都不在正常范围内。 0026 所述数据存储模块3.2中的存储器内存有成年人正常呼吸频率阈值和正常心跳频 率阈值； 所述呼吸频率及心跳频率处理模块3.3中的比较器通过比较所述蓝牙式呼吸频率 传感器1、 蓝牙式心跳频率传感器2传送的数据与所述所述数据存储模块3.2存储的正常阈 值， 若接收值超出或低于正常阈值范围， 则根据实测值的范围判断驾驶员可能所处的状态： 0027 1)若检测到驾驶员呼吸频率为零， 说明驾驶员没有系安全带。 0028 2)若检测到驾驶员心跳频率为零， 说明驾驶员有一只手或两只手脱离了方向盘。 0029 3)若检测到驾驶员呼吸频率低于正常阈值， 说明驾驶员已进入疲。
17、劳状态或服用了 具有催眠作用的药品等。 0030 4)若检测到驾驶员呼吸频率高于正常阈值， 说明驾驶员可能是哮喘等疾病发作。 0031 5)若检测到驾驶员心跳频率高于正常阈值， 说明驾驶员可能是酒后驾驶、 心脏病 等疾病发作或者过度紧张。 0032 6)若检测到驾驶员心跳频率低于正常阈值， 说明驾驶员可能服用了某些药物或者 某些心脑血管疾病发作。 0033 当系统检测到上述情况即驾驶员的呼吸频率和心跳频率不在正常阈值范围， 说明 此时驾驶员正处于不适于驾驶状态， 车辆预警装置控制模块3.4中的控制器控制车内预警 装置4接通， 向车内发出提示音， 提醒驾驶员或车内乘客监督并协助驾驶员及时调整。 。
18、当驾 驶员呼吸频率和心跳频率恢复到正常阈值范围， 车辆预警装置控制模块3.4的控制器控制 车内预警装置4关闭。 若车内预警装置接通一定时间后， 驾驶员的呼吸频率及心跳频率仍未 恢复到正常阈值范围， 车辆预警装置控制模块3.4的控制器将控制汽车危险报警闪光灯5打 开， 提醒过往车辆行人注意避让危险车辆， 如图2所示。 0034 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点， 其目的在于让熟悉相关技术的人 说 明 书 3/4 页 5 CN 205568935 U 5 能够了解本发明的内容并据以实施， 并不能以此限制本发明的保护范围。 凡根据本发明主 要技术方案的精神实质所做的修饰， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 4/4 页 6 CN 205568935 U 6 图1 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 205568935 U 7 图2 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 205568935 U 8 。