基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括指套(1)以及和指套(1)相連的控制器(4)，指套(1)中設(shè)有傳感器采集電路，控制器(4)中依次設(shè)有放大整形電路、倍頻電路、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警電路，其中傳感器采集電路包含紅外線發(fā)射二極管Q1和紅外線接收三極管Q2，該傳感器采集電路與放大整形電路相連，所述紅外線發(fā)射二極管Q1和紅外線接收三極管Q2分別設(shè)置在指套(1)內(nèi)的上下兩端。該方案的顯著效果是：采用以上技術(shù)方案的基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，利用紅外線對(duì)射管檢測(cè)手指血液濃度，靈敏度高，響應(yīng)速度快，檢測(cè)時(shí)間短，易于操作且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)檢測(cè)脈搏超速時(shí)立刻通過(guò)喇叭報(bào)警。
【專利說(shuō)明】基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及脈搏檢測(cè)報(bào)警領(lǐng)域，具體涉及一種基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 駕駛疲勞，是指駕駛?cè)嗽陂L(zhǎng)時(shí)間連續(xù)行車后，產(chǎn)生生理機(jī)能和心理機(jī)能的失調(diào)，而 在客觀上出現(xiàn)駕駛技能下降的現(xiàn)象。駕駛?cè)怂哔|(zhì)量差或不足，長(zhǎng)時(shí)間駕駛車輛，容易出現(xiàn) 疲勞。
[0003] 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)民汽車的人均擁有量越來(lái)越多。然而，隨著汽車 的增加，交通事故這些年也逐年增加。經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)生交通事故時(shí)，有相當(dāng)大的一部分是因 為司機(jī)的疲勞駕駛或者情緒有很大的波動(dòng)。當(dāng)司機(jī)的疲勞駕駛或者情緒有很大的波動(dòng)時(shí)往 往會(huì)出現(xiàn)心跳加速等現(xiàn)象，而且當(dāng)一些疾病發(fā)作時(shí)也會(huì)出現(xiàn)心跳加速。因此現(xiàn)在迫切需要 在汽車?yán)镉性O(shè)有檢查疲勞的裝置，可以快速檢查駕駛者心跳是否超過(guò)預(yù)定值，當(dāng)超過(guò)預(yù)定 值時(shí)，視為司機(jī)過(guò)于疲勞，立刻能夠發(fā)出提醒或者報(bào)警，讓司機(jī)進(jìn)行自我注意和調(diào)整，或者 停下來(lái)休息。這樣就大大減少這方面的交通事故。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用手指就能夠簡(jiǎn)易，快速的判斷駕駛 者是否疲勞的基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)。
[0005] 具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于：包括指套以及和指套相連 的控制器，指套中設(shè)有傳感器采集電路，控制器中依次設(shè)有放大整形電路、倍頻電路、頻率 電壓轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警電路，其中傳感器采集電路包含紅外線發(fā)射二極管Q1和紅外線接收三 極管Q2,該傳感器采集電路與放大整形電路相連，所述紅外線發(fā)射二極管Q1和紅外線接收 三極管Q2分別設(shè)置在指套內(nèi)的上下兩端。
[0007] 采用上述結(jié)構(gòu)，在指套中設(shè)置紅外線發(fā)射二極管Q1和紅外線接收三極管Q2,利用 光照在一般組織中的穿透性要比血液中大幾十倍，來(lái)拾取脈搏信號(hào)。在一定光強(qiáng)范圍內(nèi)，紅 外線發(fā)射二極管Q1的反向電流與光強(qiáng)呈線性關(guān)系。指端血管的容積和透光度隨心臟脈搏 改變時(shí)，將使紅外線接收三極管Q2收到不同的光強(qiáng)，并由此產(chǎn)生的光電流均隨之作相應(yīng)變 化。根據(jù)采集到的信號(hào)進(jìn)一步放大整形、倍頻、電壓轉(zhuǎn)換，最終就可以根據(jù)結(jié)果進(jìn)行報(bào)警判 斷。倍頻電路可以能加倍脈沖次數(shù)，使本系統(tǒng)能在短時(shí)間完成檢測(cè)判斷。
[0008] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述傳感器采集電路中紅外線發(fā)射二極管Q1陽(yáng)極串電阻 R9后接正電源，紅外線發(fā)射二極管Q1陰極接地；紅外線接收三極管集電極串電阻R10后接 正電源，紅外線接收三極管Q2發(fā)射機(jī)接地，紅外線接收三極管集電極還經(jīng)電容C11后輸出 脈沖信號(hào)Π 至放大整形電路。
[0009] 采用上述結(jié)構(gòu)，利用本電路將脈搏跳動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為與此相對(duì)應(yīng)的電脈沖信號(hào)，
[0010] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述放大整形電路包括放大器U4A、放大器U4B、放大器 U4C ：
[0011] 其中放大器U4A的正相輸入端接所述傳感器采集電路輸出的脈沖信號(hào)Π ，放大器 U4A的正相輸入端還串電阻R13后接地；該放大器U4A的反相輸入端串電阻R4后接地，該 放大器U4A的反相輸入端還串電阻R5后接放大器U4A的輸出端；
[0012] 其中放大器U4B的正相輸入端串電阻R12和電阻R11后接放大器U4A的輸出端， 電阻R12和電阻R11之間的公共端經(jīng)電容C13連放大器U4B的輸出端；該放大器U4B的反 相輸入端串滑動(dòng)變阻器RP1后接地，該放大器U4B的反相輸入端還串電阻R6接放大器U4B 的輸出端；
[0013] 其中放大器U4C的正相輸入端接放大器U4B的輸出端；該放大器U4C的反相輸入 端串電阻R7后接地，該放大器U4C的反相輸入端還串電阻R8接放大器U4C的輸出端，該放 大器U4C的輸出端串二極管VD1后輸出脈沖信號(hào)f2至倍頻電路；所述二極管VD1的陽(yáng)極與 放大器U4C的輸出端相連，該二極管VD1的陰極還串電阻R14接地。
[0014] 采用上述結(jié)構(gòu)，將傳感器的微弱信號(hào)放大，整形除去雜散信號(hào)。
[0015] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述倍頻電路包括異或門(mén)U9A、異或門(mén)U9B、異或門(mén)U9C、異 或門(mén)U9D:
[0016] 其中異或門(mén)U9A的第一輸入端接放大整形電路輸出的脈沖信號(hào)f2 ;異或門(mén)U9A的 第二輸入端接地；
[0017] 其中異或門(mén)U9B的第一輸入端接放大整形電路輸出的脈沖信號(hào)f2 ;異或門(mén)U9B的 第二輸入端串電阻R15后接異或門(mén)U9A的輸出端，異或門(mén)U9B的第二輸入端還經(jīng)電容C14 接地；
[0018] 其中異或門(mén)U9C的第一輸入端接異或門(mén)U9B的輸出端；異或門(mén)U9C的第二輸入端 接地；
[0019] 其中異或門(mén)U9D的第一輸入端接異或門(mén)U9B的輸出端；異或門(mén)U9D的第二輸入端 串電阻R16后接異或門(mén)U9C的輸出端，異或門(mén)U9D的第二輸入端還經(jīng)電容C15接地；
[0020] 異或門(mén)U9D的輸出端輸出脈沖信號(hào)f3至頻率電壓轉(zhuǎn)換電路。
[0021] 采用上述結(jié)構(gòu)，將整形后所得到的脈沖信號(hào)的頻率提高，從而縮短測(cè)量時(shí)間。
[0022] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述頻率電壓轉(zhuǎn)換電路包括頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1，該頻率電 壓轉(zhuǎn)換器U1是LM331芯片：
[0023] 其中頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的輸入端Vx引腳經(jīng)電容C3接倍頻電路輸出的脈沖信號(hào) f3,該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的輸入端Vx引腳還串電阻R20后接正電源；所述頻率電壓轉(zhuǎn)換器 U1的比較輸入Vin引腳串電阻R17接正電源，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的比較輸入Vin引腳 還串電阻R18接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電流輸出lout引腳輸出電壓信號(hào)v4至報(bào)警電 路；所述頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電流輸出lout引腳還串電阻R3接地，該電阻R3兩端并聯(lián)電 容C1 ;該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的頻率輸出Fout引腳接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電源VCC 引腳接正電源；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的接地GND引腳接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的振蕩 端R/C引腳串電阻R2后接電源，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的振蕩端R/C引腳經(jīng)電容C2接地； 該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的基準(zhǔn)電流Rs引腳串電阻R19和滑動(dòng)變阻器RP3接地。
[0024] 采用上述結(jié)構(gòu)，利用頻率電壓轉(zhuǎn)換電路將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，便于報(bào)警比 較判斷。
[0025] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述報(bào)警電路包括放大器M9 :放大器M9反相輸入端接頻 率電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)v4 ;放大器M9正相輸入端接滑動(dòng)變阻器R33的滑動(dòng)觸點(diǎn)， 該滑動(dòng)變阻器R33 -端接正電源，另一端接地；放大器M9輸出端串電阻R1后接三極管Q3 的基極；所述三極管Q3集電極串揚(yáng)聲器LSI接正電源；該三極管Q3發(fā)射極接三極管Q4的 基極；所述三極管Q4集電極連三極管Q3集電極；所述三極管Q4發(fā)射極接地。
[0026] 采用上述結(jié)構(gòu)，將電壓信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，超出預(yù)設(shè)閾值后輸出高電平報(bào) 警，揚(yáng)聲器LSI輸出報(bào)警提醒聲。
[0027] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述紅外線發(fā)射二極管Q1是TLN104紅外傳感器，紅外線 接收三極管Q2是TLP104紅外傳感器。
[0028] 采用上述結(jié)構(gòu)，靈敏度高，易于操作，響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0029] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述放大器U4A、放大器U4B、放大器U4C是LM324集成運(yùn) 放。
[0030] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述三極管Q3是S0805達(dá)林頓三極管，所述三極管Q4是 D667晶體三極管，揚(yáng)聲器LSI是通電式發(fā)生報(bào)警喇叭。
[0031] 有益效果：采用以上技術(shù)方案的基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，利用紅外線 對(duì)射管檢測(cè)手指血液濃度，靈敏度高，響應(yīng)速度快，檢測(cè)時(shí)間短，易于操作且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)檢 測(cè)脈搏超速時(shí)立刻通過(guò)喇叭報(bào)警。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2為本實(shí)用新型的傳感器采集電路的電路原理圖；
[0034] 圖3為本實(shí)用新型的放大整形電路的電路原理圖；
[0035] 圖4為本實(shí)用新型的倍頻電路的電路原理圖；
[0036] 圖5為本實(shí)用新型的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；
[0037] 圖6為本實(shí)用新型的報(bào)警電路的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039] 如圖1所示，一種基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括指套1以 及和指套1相連的控制器4,指套1中設(shè)有傳感器采集電路，控制器4中依次設(shè)有放大整形 電路、倍頻電路、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警電路，其中傳感器采集電路包含紅外線發(fā)射二極 管Q1和紅外線接收三極管Q2,該傳感器采集電路與放大整形電路相連，所述紅外線發(fā)射二 極管Q1和紅外線接收三極管Q2分別設(shè)置在指套1內(nèi)的上下兩端。
[0040] 紅外線發(fā)射二極管Q1和紅外線接收三極管Q2其中任一個(gè)設(shè)置在指套上端傳感器 放置位2上，另一個(gè)設(shè)置在指套下端傳感器放置位3上。指套上端傳感器放置位2和指套 下端傳感器放置位3相對(duì)應(yīng)。用于檢測(cè)手指內(nèi)的血液濃度。將采集到的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)放大 整形電路的放大整形、倍頻電路的倍頻變換、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換，最終報(bào)警電路 進(jìn)行電壓比較后，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行報(bào)警。
[0041] 本系統(tǒng)設(shè)置安裝在交通工具中駕駛室內(nèi)。交通工具可以是飛機(jī)、輪船、火車、汽車。
[0042] 正常成年人的脈搏次數(shù)是60-80次/分鐘，嬰兒為90-140次/分鐘，老年人則為 100-150次/分鐘，顯然這種信號(hào)屬于低頻范疇。因此，要把人體的脈搏信號(hào)裝換成電信號(hào)， 這就需要借助于傳感器。對(duì)裝換后的電信號(hào)要進(jìn)行放大和整形等處理，以保證其他電路工 作正常。且希望在很短的時(shí)間內(nèi)就得出測(cè)量結(jié)果。
[0043] 血液是高度不透明的液體，光照在一般組織中的穿透性要比血液中大幾十倍，據(jù) 此特點(diǎn)，采用光電效應(yīng)手指脈搏傳感器來(lái)拾取脈搏信號(hào)。指端血管的容積和透光度隨心臟 脈搏改變時(shí)，將使紅外線接收三極管Q2收到不同的光強(qiáng)，并由此產(chǎn)生的光電流均隨之作相 應(yīng)變化。通過(guò)手指的血液濃度會(huì)隨著心臟的跳動(dòng)發(fā)生變化，紅外線接收三極管Q2對(duì)應(yīng)的信 號(hào)便會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，采集此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，濾波，比較等處理便可以得到理想的信號(hào)。
[0044] 如圖2所示，圖2是傳感器采集電路的電路原理圖：所述傳感器采集電路中紅外 線發(fā)射二極管Q1陽(yáng)極串電阻R9后接正電源，紅外線發(fā)射二極管Q1陰極接地；紅外線接收 三極管集電極串電阻R10后接正電源，紅外線接收三極管Q2發(fā)射機(jī)接地，紅外線接收三極 管集電極還經(jīng)電容C11后輸出脈沖信號(hào)Π 至放大整形電路，所述紅外線發(fā)射二極管Q1是 TLN104紅外傳感器，紅外線接收三極管Q2是TLP104紅外傳感器。
[0045] 用光電傳感器檢測(cè)人體脈搏的原理是：當(dāng)恒定波長(zhǎng)的光照射到人體組織上，通過(guò) 人體組織吸收、反射衰減后測(cè)量到的光強(qiáng)將在一定程度上反映被照射部位組織的結(jié)構(gòu)特 征。在人體的指尖處，組織厚度薄，動(dòng)脈成分含量高。用一束光線透過(guò)手指末端，透過(guò)手指的 光強(qiáng)跟隨脈搏搏動(dòng)而變化，可以認(rèn)為光透射手指后的強(qiáng)度僅僅由動(dòng)脈血的充盈而引起的。 根據(jù)這個(gè)特征，可以將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)，從而進(jìn)行檢測(cè)。
[0046] 為了減少環(huán)境光對(duì)脈搏信號(hào)測(cè)量的影響，同時(shí)考慮到傳感器使用的方便性，采用 密封的指套式包裝方式，整個(gè)外殼采用不透光的介質(zhì)和顏色，盡量減少外界環(huán)境光的影響， 在指套式傳感器的內(nèi)層表面涂上一層吸光材料，這樣能有效減少二次反射光的干擾。紅外 線發(fā)射二極管Q1采用TLN104,紅外線接收三極管Q2采用TLP104, TLP104通過(guò)檢測(cè)透過(guò)指 尖的紅外光強(qiáng)度，產(chǎn)生反映脈搏搏動(dòng)規(guī)律的微弱電信號(hào)，經(jīng)電容Cll f禹合到下一級(jí)電路。系 統(tǒng)可以采用+5V供電，R9可以采用400Ω、500Ω、600Ω等，R10可以采用8ΚΩ、1〇ΚΩ、12ΚΩ 等。
[0047] 如圖3所示，圖3為本實(shí)用新型的放大整形電路的電路原理圖；所述放大整形電路 包括放大器U4A、放大器U4B、放大器U4C :
[0048] 其中放大器U4A的正相輸入端接所述傳感器采集電路輸出的脈沖信號(hào)Π ，放大器 U4A的正相輸入端還串電阻R13后接地；該放大器U4A的反相輸入端串電阻R4后接地，該 放大器U4A的反相輸入端還串電阻R5后接放大器U4A的輸出端；
[0049] 其中放大器U4B的正相輸入端串電阻R12和電阻R11后接放大器U4A的輸出端， 電阻R12和電阻R11之間的公共端經(jīng)電容C13連放大器U4B的輸出端；該放大器U4B的反 相輸入端串滑動(dòng)變阻器RP1后接地，該放大器U4B的反相輸入端還串電阻R6接放大器U4B 的輸出端；
[0050] 其中放大器U4C的正相輸入端接放大器U4B的輸出端；該放大器U4C的反相輸入 端串電阻R7后接地，該放大器U4C的反相輸入端還串電阻R8接放大器U4C的輸出端，該放 大器U4C的輸出端串二極管VD1后輸出脈沖信號(hào)f2至倍頻電路；所述二極管VD1的陽(yáng)極與 放大器U4C的輸出端相連，該二極管VD1的陰極還串電阻R14接地。
[0051] 該電路的作用是把傳感器采集電路耦合進(jìn)來(lái)的幾十毫伏的微弱電信號(hào)進(jìn)行合適 的放大與整形，電路分為放大部分、有源濾波部分和整形電平變換部分。由于傳感器輸出 電阻比較高，故放大電路采用同相放大電路，運(yùn)放采用LM324,放大電路的放大倍數(shù)10倍左 右。濾波電路采用二階有源低通濾波電路，作用是把脈搏信號(hào)中的高頻干擾信號(hào)濾除，同時(shí) 把脈搏信號(hào)放大，集成運(yùn)放采用LM324。經(jīng)過(guò)放大、濾波后的脈搏信號(hào)仍是不規(guī)則的脈搏信 號(hào)，且有低頻干擾，必須采用整形電路，這里采用滯回電壓比較器。由比較器輸出的脈沖信 號(hào)是一個(gè)正負(fù)脈沖信號(hào)，不是滿足計(jì)數(shù)器要求的脈沖信號(hào)，故采用電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行變換。 所述放大器U4A、放大器U4B、放大器U4C是LM324集成運(yùn)放。
[0052] 如圖4所示，圖4為本實(shí)用新型的倍頻電路的電路原理圖；所述倍頻電路包括異或 門(mén)U9A、異或門(mén)U9B、異或門(mén)U9C、異或門(mén)U9D:
[0053] 其中異或門(mén)U9A的第一輸入端接放大整形電路輸出的脈沖信號(hào)f2 ;異或門(mén)U9A的 第二輸入端接地；
[0054] 其中異或門(mén)U9B的第一輸入端接放大整形電路輸出的脈沖信號(hào)f2 ;異或門(mén)U9B的 第二輸入端串電阻R15后接異或門(mén)U9A的輸出端，異或門(mén)U9B的第二輸入端還經(jīng)電容C14 接地；
[0055] 其中異或門(mén)U9C的第一輸入端接異或門(mén)U9B的輸出端；異或門(mén)U9C的第二輸入端 接地；
[0056] 其中異或門(mén)U9D的第一輸入端接異或門(mén)U9B的輸出端；異或門(mén)U9D的第二輸入端 串電阻R16后接異或門(mén)U9C的輸出端，異或門(mén)U9D的第二輸入端還經(jīng)電容C15接地；
[0057] 異或門(mén)U9D的輸出端輸出脈沖信號(hào)f3至頻率電壓轉(zhuǎn)換電路。
[0058] 該電路的作用是對(duì)放大整形后的脈搏信號(hào)進(jìn)行4倍頻，從而縮短測(cè)量時(shí)間，提高 測(cè)量效率。倍頻電路的形式很多，如鎖相倍頻器、異或門(mén)倍頻器等。由于鎖相倍頻器電路比 較復(fù)雜，成本比較高，故這里采用能滿足要求的異或門(mén)組成的4倍頻電路。異或門(mén)U9A和 U9B構(gòu)成二倍頻電路，利用第一個(gè)異或門(mén)的延遲時(shí)間對(duì)第二個(gè)異或門(mén)產(chǎn)生作用，當(dāng)輸入由0 變?yōu)?和由1變?yōu)椹枙r(shí)都會(huì)產(chǎn)生脈沖輸出。異或門(mén)U9C和異或門(mén)U9D原理同異或門(mén)U9A和 異或門(mén)U9B相同。由兩個(gè)二倍頻電路級(jí)聯(lián)構(gòu)成四倍頻電路，其中異或門(mén)可以選CC系列，也 可以選TTL系列芯片。電容器C14、C15的作用是為了增加延遲時(shí)間，從而加寬脈沖的寬度。
[0059] 如圖5所示，圖5為本實(shí)用新型的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；所述頻率電壓 轉(zhuǎn)換電路包括頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1是LM331芯片：
[0060] 其中頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的輸入端Vx引腳經(jīng)電容C3接倍頻電路輸出的脈沖信號(hào) f3,該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的輸入端Vx引腳還串電阻R20后接正電源；所述頻率電壓轉(zhuǎn)換器 U1的比較輸入Vin引腳串電阻R17接正電源，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的比較輸入Vin引腳 還串電阻R18接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電流輸出lout引腳輸出電壓信號(hào)v4至報(bào)警電 路；所述頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電流輸出lout引腳還串電阻R3接地，該電阻R3兩端并聯(lián)電 容C1 ;該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的頻率輸出Fout引腳接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電源VCC 引腳接正電源；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的接地GND引腳接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的振蕩 端R/C引腳串電阻R2后接電源，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的振蕩端R/C引腳經(jīng)電容C2接地； 該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的基準(zhǔn)電流Rs引腳串電阻R19和滑動(dòng)變阻器RP3接地。
[0061] LM331是半導(dǎo)體精密電壓頻率轉(zhuǎn)換器。該集成電路能電壓頻率轉(zhuǎn)換，頻率電壓轉(zhuǎn) 換，具有寬動(dòng)態(tài)范圍和出色的線性度。
[0062] 如圖6所示，圖6為本實(shí)用新型的報(bào)警電路的電路原理圖，所述報(bào)警電路包括放大 器M9 :放大器M9反相輸入端接頻率電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)v4 ;放大器M9正相輸入 端接滑動(dòng)變阻器R33的滑動(dòng)觸點(diǎn)，該滑動(dòng)變阻器R33 -端接正電源，另一端接地；放大器M9 輸出端串電阻R1后接三極管Q3的基極；所述三極管Q3集電極串揚(yáng)聲器LSI接正電源；該 三極管Q3發(fā)射極接三極管Q4的基極；所述三極管Q4集電極連三極管Q3集電極；所述三極 管Q4發(fā)射極接地。
[0063] 放大器M9采用LM324集成運(yùn)放，如果處于疲勞駕駛狀態(tài)，則脈搏頻率降低，頻率電 壓轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓v4降低，當(dāng)其低于放大器M9正相輸入端電壓時(shí)，放大器M9輸出高 電平，放大器M9輸出的高電平信號(hào)經(jīng)過(guò)三極管放大后驅(qū)動(dòng)報(bào)警器發(fā)出尖銳的報(bào)警聲。
[0064] 所述三極管Q3是S0805達(dá)林頓三極管，所述三極管Q4是D667晶體三極管，揚(yáng)聲 器LSI是通電式發(fā)生報(bào)警喇叭。
[0065] 最后需要說(shuō)明的是，上述描述僅僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不違背本實(shí)用新型宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出 多種類似的表示，這樣的變換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括指套（1)以及和指套（1) 相連的控制器（4)，指套（1)中設(shè)有傳感器采集電路，控制器（4)中依次設(shè)有放大整形電路、 倍頻電路、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警電路，其中傳感器采集電路包含紅外線發(fā)射二極管Q1 和紅外線接收三極管Q2,該傳感器采集電路與放大整形電路相連，所述紅外線發(fā)射二極管 Q1和紅外線接收三極管Q2分別設(shè)置在指套（1)內(nèi)的上下兩端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器 采集電路中紅外線發(fā)射二極管Q1陽(yáng)極串電阻R9后接正電源，紅外線發(fā)射二極管Q1陰極接 地；紅外線接收三極管集電極串電阻R10后接正電源，紅外線接收三極管Q2發(fā)射機(jī)接地，紅 外線接收三極管集電極還經(jīng)電容C11后輸出脈沖信號(hào)Π 至放大整形電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述放大整 形電路包括放大器U4A、放大器U4B、放大器U4C : 其中放大器U4A的正相輸入端接所述傳感器采集電路輸出的脈沖信號(hào)Π ，放大器U4A 的正相輸入端還串電阻R13后接地；該放大器U4A的反相輸入端串電阻R4后接地，該放大 器U4A的反相輸入端還串電阻R5后接放大器U4A的輸出端； 其中放大器U4B的正相輸入端串電阻R12和電阻R11后接放大器U4A的輸出端，電阻 R12和電阻R11之間的公共端經(jīng)電容C13連放大器U4B的輸出端；該放大器U4B的反相輸 入端串滑動(dòng)變阻器RP1后接地，該放大器U4B的反相輸入端還串電阻R6接放大器U4B的輸 出端； 其中放大器U4C的正相輸入端接放大器U4B的輸出端；該放大器U4C的反相輸入端串 電阻R7后接地，該放大器U4C的反相輸入端還串電阻R8接放大器U4C的輸出端，該放大器 U4C的輸出端串二極管VD1后輸出脈沖信號(hào)f2至倍頻電路；所述二極管VD1的陽(yáng)極與放大 器U4C的輸出端相連，該二極管VD1的陰極還串電阻R14接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述倍頻電 路包括異或門(mén)U9A、異或門(mén)U9B、異或門(mén)U9C、異或門(mén)U9D: 其中異或門(mén)U9A的第一輸入端接放大整形電路輸出的脈沖信號(hào)f2 ;異或門(mén)U9A的第二 輸入端接地； 其中異或門(mén)U9B的第一輸入端接放大整形電路輸出的脈沖信號(hào)f2 ;異或門(mén)U9B的第二 輸入端串電阻R15后接異或門(mén)U9A的輸出端，異或門(mén)U9B的第二輸入端還經(jīng)電容C14接地； 其中異或門(mén)U9C的第一輸入端接異或門(mén)U9B的輸出端；異或門(mén)U9C的第二輸入端接地； 其中異或門(mén)U9D的第一輸入端接異或門(mén)U9B的輸出端；異或門(mén)U9D的第二輸入端串電 阻R16后接異或門(mén)U9C的輸出端，異或門(mén)U9D的第二輸入端還經(jīng)電容C15接地； 異或門(mén)U9D的輸出端輸出脈沖信號(hào)f3至頻率電壓轉(zhuǎn)換電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述頻率電 壓轉(zhuǎn)換電路包括頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1是LM331芯片： 其中頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的輸入端Vx引腳經(jīng)電容C3接倍頻電路輸出的脈沖信號(hào)f3， 該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的輸入端Vx引腳還串電阻R20后接正電源；所述頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1 的比較輸入Vin引腳串電阻R17接正電源，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的比較輸入Vin引腳還串 電阻R18接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電流輸出lout引腳輸出電壓信號(hào)v4至報(bào)警電路； 所述頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電流輸出lout引腳還串電阻R3接地，該電阻R3兩端并聯(lián)電容 Cl ;該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的頻率輸出Fout引腳接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的電源VCC引 腳接正電源；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的接地GND引腳接地；該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的振蕩端 R/C引腳串電阻R2后接電源，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的振蕩端R/C引腳經(jīng)電容C2接地；該 頻率電壓轉(zhuǎn)換器U1的基準(zhǔn)電流Rs引腳串電阻R19和滑動(dòng)變阻器RP3接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述報(bào)警電 路包括放大器M9 :放大器M9反相輸入端接頻率電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)v4 ;放大器 M9正相輸入端接滑動(dòng)變阻器R33的滑動(dòng)觸點(diǎn)，該滑動(dòng)變阻器R33 -端接正電源，另一端接 地；放大器M9輸出端串電阻R1后接三極管Q3的基極；所述三極管Q3集電極串揚(yáng)聲器LSI 接正電源；該三極管Q3發(fā)射極接三極管Q4的基極；所述三極管Q4集電極連三極管Q3集電 極；所述三極管Q4發(fā)射極接地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所 述紅外線發(fā)射二極管Q1是TLN104紅外傳感器，紅外線接收三極管Q2是TLP104紅外傳感 器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所 述放大器U4A、放大器U4B、放大器U4C是LM324集成運(yùn)放。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于脈搏檢測(cè)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：所述三極管 Q3是S0805達(dá)林頓三極管，所述三極管Q4是D667晶體三極管，揚(yáng)聲器LSI是通電式發(fā)生報(bào) 警喇叭。
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK203909980SQ201420345700
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】王雪萍, 鄧思貴 申請(qǐng)人:重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院