一种辅助糖尿病人驾驶的控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种辅助糖尿病人驾驶的控制器，属于信号处理技术领域，其包括给定单元、处理器单元、显示单元、第一驱动电路和和第二驱动电路，其特征在于：给定单元为处理器单元输入驾驶员把持方向盘的握力c和血糖浓度预警范围；显示单元显示处理器单元的工作状态；处理器单元分别控制连接第一驱动电路和第二驱动电路；处理器根据驾驶员把持方向盘的握力、指尖温度和血糖浓度预警范围发出控制信号。采用此控制器能够使驾驶员的血糖浓度维持在血糖浓度预警范围内，从而避免驾驶员在驾驶的过程中由于血糖问题引发不适，减少交通事故的发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号处理方法与装置
，具体涉及一种辅助糖尿病人驾驶的控制器。
技术介绍
随着人们生活节奏不断加快，工作等压力愈来愈大，糖尿病等代谢性疾病也快速增多，已成为威胁群众生命健康的公共卫生问题。自1980年第一次流行病学调查至今，我国糖尿病患病率从不足1％增至11.6％，总人数超过9200万，糖尿病前期患病率更是高达50.1％。而《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》显示我国18岁以上居民糖尿病知晓率仅为36.1％，治疗率为33.4％。相关文献普遍认为，与正常驾驶员相比，患有糖尿病的驾驶员发生交通事故的风险增加12％～19％。另有数据显示。1型糖尿病驾驶员发生交通事故的风险是正常驾驶员的两倍还要多。因此，对这类人群驾驶过程中血糖进行实时监测，并合理进行调控，对于减少此类交通隐患具有重大意义。现有的辅助驾驶系统主要是通过控制车身稳定性或在极端情况下代替驾驶员进行一些操作等(刹车、巡航等)，此驾驶系统虽然可以在一定程度上避免糖尿病人群由于丧失判断力而对周围车辆和人群造成伤害，但不能解除糖尿病并发症对驾驶员自身的危害。因此，开发一种辅助糖尿病人驾驶的控制器，在确保糖尿病人自身健康不受损害的前提下，确保道路交通安全，更具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种辅助糖尿病人驾驶的控制器，能够根据驾驶员的指温信息输出能调节其血糖浓度的控制信号。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：专利技术一种辅助糖尿病人驾驶的控制器，包括给定单元、处理器单元、显示单元、第一驱动电路和第二驱动电路，其特征在于：给定单元为处理器单元设定血糖浓度预警范围；显示单元显示处理器单元的工作信息；处理器单元分别控制连接第一驱动电路和第二驱动电路；所述处理器单元的工作步骤为：(1)读取血糖浓度预警范围；(2)实时同时读取驾驶员的指尖温度x和检测指尖所在手掌把持方向盘的握力c；(3)将驾驶员把持方向盘的握力c和指尖温度x代入由基因编程方法确立的数学模型中，计算出驾驶员的血糖浓度值y；(4)判断y是否在步骤(1)的血糖浓度范围内，如果y在血糖浓度预警范围内，则无控制信号输出；如果y高于血糖浓度预警范围的上限值，则输出控制信号驱动第一驱动电路；如果y低于血糖浓度预警范围的下限值，则输出控制信号驱动第二驱动电路；(5)重复执行步骤(2)～(4)，直至驾驶结束，并记录该驾驶员的初次使用时间。优选的，所述处理器单元中数学模型的确立步骤如下：a、生成染色体：染色体由头部和尾部组成，头部的各基因位随机写入运算符，尾部的各基因位随机写入代表驾驶员把持方向盘握力的c或者代表指尖温度的x构成终结符；改变基因位的内容生成不同的染色体，当染色体的数量达到N时，终止生成操作，将生成的染色体作为初始种群；b、构建染色体的表达式树：初始种群中各染色体由其头部的运算符和尾部的终结符按基因位构成表达式树；c、进行M次以上检测驾驶员的毛细血管血糖浓度y0，每次同时检测指尖温度x和把持方向盘的握力c，形成当年基准；d、将每次检测的x和c代入步骤(b)中一染色体对应的表达式，计算血糖浓度值y，然后计算该染色体的适应度值：其中||·||∞表示无穷范数yi表示利用第i次检测的x和c计算的血糖浓度y0i表示第i次测量的毛细血管血糖浓度值e、重复步骤d，直至计算完步骤a初始种群中各染色体的适应度值，选最小的适应度值对应的染色体作为当代最优染色体；f、对步骤a初始种群中的各染色体进行选择、交叉和变异操作产生新的染色体种群，重复步骤d和e，并与上一代最优染色体的适应度值比较，如果大于，则保留上代最优染色体和其最小适应度值；如果小于，则由当代最优染色体作为最优染色体，并记录其适应度值；g、重复步骤f，直至进化代数达到Z次，由最优染色体的表达式作为该驾驶员的数学模型。优选的，当同一驾驶员再次驾驶时，计算此次与初次使用之间的时间t，若t≥1年时，对该驾驶员检测L次毛细血管血糖浓度，每次同时检测指尖温度和手把持方向盘的握力，与上一年的基准值共同作为当年基准值，重复d、e、f和g，对数学模型进行校准，并将校准时间作为初次使用时间。优选的，步骤a中20≤N≤200，步骤c中M≥30，步骤g中Z≥60。优选的，L≥3。优选的，所述第一驱动电路和第二驱动电路均包括三极管和继电器，处理器单元控制连接电极管的控制极，三极管控制继电器的通断。优选的，所述给定单元为输入键盘。优选的，所述显示单元为液晶显示器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术能够通过实时检测驾驶员的指尖温度和检测指尖所在手掌把持方向盘的握力，判定其血糖浓度是否在预警范围内，如果高于其上限，说明驾驶员的血糖浓度过高，则发出控制信号，对驾驶员注射胰岛素，使血糖浓度降回预警范围；如果低于其下限，则说明驾驶员的血糖浓度过低，则发出对驾驶员进补葡萄糖的信号，使血糖浓度上升至预警范围；如果血糖浓度值位于预警范围内，则没有控制信号，仍然维持驾驶员的目前状态，从而避免驾驶员在驾驶的过程中由于血糖问题引发不适，减少交通事故的发生率。2、通过基因编程的方法建立能反应驾驶员血糖浓度、指尖温度和检测指尖所在手掌把持方向盘的握力之间关系的数学模型，技术成熟，便于实现。3、通过建立含有20条以上染色体的初始种群、变异次数，以及初始的毛细血管血糖检测次数，能够拟合出更能反应驾驶员把持方向盘的握力、血糖浓度和指尖温度之间关系的数学模型，从而提高血糖浓度计算的精确度，使系统更好地为驾驶员服务。4、由于第一驱动电路和第二驱动电路采用三极管和继电器的结构，技术成熟，性能稳定。5、本专利技术通过调节驾驶员体内的血糖浓度，避免糖尿病并发症的发生，不仅减少了交通事故的发生率，还大大降低疾病对驾驶员身体的损害，对糖尿病人群具有重要的现实意义，便于推广应用。附图说明图1是本专利技术的电路框图；图2是处理器单元的程序流程图；图3是染色体结构示意图；图4是图3中染色体的表达式树。附图标记为：1、处理器单元；2、输入键盘；3、液晶显示器；4、第一驱动电路；5、第二驱动电路；6、输入模块；7、运算模块；8、逻辑判断模块；9、输出模块。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术中设置了输入键盘2、处理器单元1、液晶显示器3、第一驱动电路4和第二驱动电路2。其中输入键盘2为处理器单元1输入血糖浓度预警范围；液晶显示器3实时显示处理器单元1的工作状态；处理器单元1分别驱动连接第一驱动电路4和第二驱动电路2。处理器单元1的工作步骤为：(1)读取血糖浓度预警范围；(2)实时读取驾驶员的指尖温度x和检测指尖所在手掌把持方向盘的握力c；(3)将驾驶员把持方向盘的握力c和指尖温度x代入由基因编程方法确立的数学模型中，计算出驾驶员的血糖浓度值y；(4)判断y是否在步骤(1)的血糖浓度预警范围内，如果y在血糖浓度预警范围内，则无控制信号输出；如果y高于血糖浓度预警范围的上限值，则输出第一控制信号，通过输出模块9驱动第一驱动电路4；如果y低于血糖浓度预警范围的下限值，则输出第二控制信号，通过输出模块9驱动第二驱动电路2；(5)重复执行步骤(2)～(4)，直至驾驶结束；如图2所示，上述处理器单元1中的程序系统根据功能可划分为输入模块6、运算模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助糖尿病人驾驶的控制器，包括给定单元、处理器单元、显示单元、第一驱动电路和第二驱动电路，其特征在于：给定单元为处理器单元设定血糖浓度预警范围；显示单元显示处理器单元的工作信息；处理器单元分别控制连接第一驱动电路和第二驱动电路；所述处理器单元的工作步骤为：(1)读取血糖浓度预警范围；(2)实时同时读取驾驶员的指尖温度x和检测指尖所在手掌把持方向盘的握力c；(3)将驾驶员把持方向盘的握力c和指尖温度x代入由基因编程方法确立的数学模型中，计算出驾驶员的血糖浓度值y；(4)判断y是否在步骤(1)的血糖浓度范围内，如果y在血糖浓度预警范围内，则无控制信号输出；如果y高于血糖浓度预警范围的上限值，则输出控制信号驱动第一驱动电路；如果y低于血糖浓度预警范围的下限值，则输出控制信号驱动第二驱动电路；(5)重复执行步骤(2)～(4)，直至驾驶结束，并记录该驾驶员的初次使用时间。

【技术特征摘要】
1.一种辅助糖尿病人驾驶的控制器，包括给定单元、处理器单元、显示单元、第一驱动电路和第二驱动电路，其特征在于：给定单元为处理器单元设定血糖浓度预警范围；显示单元显示处理器单元的工作信息；处理器单元分别控制连接第一驱动电路和第二驱动电路；所述处理器单元的工作步骤为：(1)读取血糖浓度预警范围；(2)实时同时读取驾驶员的指尖温度x和检测指尖所在手掌把持方向盘的握力c；(3)将驾驶员把持方向盘的握力c和指尖温度x代入由基因编程方法确立的数学模型中，计算出驾驶员的血糖浓度值y；(4)判断y是否在步骤(1)的血糖浓度范围内，如果y在血糖浓度预警范围内，则无控制信号输出；如果y高于血糖浓度预警范围的上限值，则输出控制信号驱动第一驱动电路；如果y低于血糖浓度预警范围的下限值，则输出控制信号驱动第二驱动电路；(5)重复执行步骤(2)～(4)，直至驾驶结束，并记录该驾驶员的初次使用时间。2.根据权利要求1所述的辅助糖尿病人驾驶的控制器，其特征在于：所述处理器单元中数学模型的确立步骤如下：a、生成染色体：染色体由头部和尾部组成，头部的各基因位随机写入运算符，尾部的各基因位随机写入代表驾驶员把持方向盘握力的c或者代表指尖温度的x构成终结符；改变基因位的内容生成不同的染色体，当染色体的数量达到N时，终止生成操作，将生成的染色体作为初始种群；b、构建染色体的表达式树：初始种群中各染色体由其头部的运算符和尾部的终结符按基因位构成表达式树；c、进行M次以上检测驾驶员的毛细血管血糖浓度y0，每次同时检测指尖温度x和把持方向盘的握力c，形成当年基准；d、将每次检测的x和c代入步骤(b)中一染色体对应的表达式，计算血糖浓度值y，然后计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀清，于如军，孙亮，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37