一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，包括哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块、微型控制器、存储器、显示屏和扩音器，哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块的输出端分别与微型控制器的输入端电连接，微型控制器的输出端分别与显示屏和扩音器的输入端电连接，微型控制器与存储器双向连接。本实用新型专利技术能够通过多个的面部特征的综合分析对比识别人体疲劳，并及时输出疲劳信息分析结果，使作业人员根据显示结果了解自己的疲劳程度，以作出相应的防护措施，同时根据分析结果预警提醒作业人员，使作业人员精力集中，避免因疲劳造成的安全事故。

A fatigue early warning device based on multiple features of human face

The utility model discloses a fatigue early warning device based on multi-feature recognition of human face, which comprises a yawn information acquisition module, a blink information acquisition module, a sweat information acquisition module, a microcontroller, a memory, a display screen and a loudspeaker, a yawn information acquisition module, a blink information acquisition module, and a sweat information acquisition module. The output of the module is electrically connected with the input of the microcontroller, the output of the microcontroller is electrically connected with the input of the display screen and the amplifier respectively, and the microcontroller is bidirectionally connected with the memory. The utility model can identify human fatigue through comprehensive analysis and comparison of multiple facial features, and timely output the analysis results of fatigue information, so that the operators can know their fatigue degree according to the display results, so as to make corresponding protective measures, and at the same time warn and remind the operators according to the analysis results, so that the operators can be refined. Stress concentration to avoid accidents caused by fatigue.

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置
本技术涉及疲劳预警
，尤其涉及一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置。
技术介绍
疲劳是一种非常复杂的生理和心理现象，它并非由单一的、明确的因素构成，目前对疲劳的定义也有很大的差异。一般来说，在生产过程中，劳动者由于生理和心理状态的变化，产生某一个或某些器官乃至整个机体力量的自然衰竭状态，称为疲劳。疲劳感是人对于疲劳的主观体验，而作业效率下降是疲劳的客观反映。无论脑力作业、体力作业、技能作业、还是人机系统中人的效能和健康都会因疲劳而受到影响，在一些特殊的群体中，甚至会因疲劳作业而危及生命。疲劳的分类方法很多，工作性质不同，产生的疲劳现象也不同，较为合理的分类是体力疲劳和精神疲劳两种现象。劳动者在劳动过程中，随着工作负荷的不断累积，使劳动机能衰退，作业能力下降，且伴有疲倦感的自觉症状出现即为体力疲劳。如身体不适、头晕、头痛、注意力涣散、视觉不能追踪，工作效率降低，这种感觉累积的结果，是在生理与心理机能上产生恶化倾向。从脸色、姿势、语言及动作上可以察觉出来，感觉机能、运动机能、代谢机能均会发生不协调，造成体力不支，植物神经紊乱，不仅使作业效率下降，还会造成各种差错。在工厂里，许多事故的发生时间大都在疲劳期。疲劳的积累还会逐渐演化为器质性病变。脑力疲劳与体力疲劳是相互作用的，极度的体力疲劳，降低了直接参与工作的运动器官的效率，从而影响大脑活动的工作效率；而过度的脑力疲劳，会使精神不集中，思维混乱，身体倦怠，亦影响感知速度及操作的准确性。因此，疲劳状态分析与理解的研究有许多潜在的应用价值，对于促进信息技术在人类生活中更深入的应用具有重要意义，及时监测作业人员的疲劳状态显得越发的重要，不仅能够避免因疲劳作业导致的安全事故，还能使作业人员及时采取预防措施，保护作业人员的生命健康安全。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，通过分析对比人体诸多面部特征与正常状态下的差异，达到监控人体疲劳程度的目的，并及时发出预警，避免疲劳事故的发生，保证作业人员的生命健康安全。本技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，包括哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块、微型控制器、存储器、显示屏和扩音器，哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块的输出端分别与微型控制器的输入端电连接，微型控制器的输出端分别与显示屏和扩音器的输入端电连接，微型控制器与存储器双向连接，哈欠信息采集模块为振动传感器，眨眼信息采集模块包括图像传感器和数字信号处理器，数字信号处理器的输入端与图像传感器的输出端电连接，数字信号处理器的输出端与微型控制器的输入端电连接，汗液信息采集模块为生物传感器。进一步，生物传感器由柔性PET衬底、工作电极、对电极、参比电极和覆盖电极表面的绝缘浆料构成，工作电极由碳糊导线、碳糊电极以及工作电极功能层组成，工作电极功能层由三维石墨烯和酶功能层共同组成，酶功能层由下至上依次为乳酸氧化酶溶液、壳聚糖溶液、戊二醛溶液涂覆而成，其中，乳酸氧化酶溶液浓度为100-800IU/ml，壳聚糖溶液浓度为0.3-3.5％，戊二醛溶液浓度为0.25-2.0％，对电极是由碳糊导线和碳糊电极共同组成，参比电极是由银导线和银/氯化银电极共同组成。通过壳聚糖-戊二醛交联吸附法将乳酸氧化酶固定至纳米墙表面制得电极，具有很好的灵敏性、稳定性和实时性，同时有着较好的乳酸识别特异性；此外，由于三维石墨烯具有三维导电网络结构、巨大的比表面积和优异的电子传递性能，本专利技术将酶液层结合到三维石墨烯层上后，利用石墨烯充当电极表面和酶的氧化还原中心的导电元件，从而实现电流型酶传感器的直接电子传递，提高了整个乳酸生物传感器的灵敏度高，并且抗干扰性好，可以快速而准确测量面部汗液中的乳酸含量。进一步，还包括耳挂式耳机，耳挂式耳机包括耳机主体和用于钩挂在人耳上的耳挂，耳机主体的侧面设有凸缘，凸缘上垂直于凸缘设置有贯孔，耳挂的一端转动卡设于贯孔内，振动传感器和生物传感器均安装在耳挂的自由端上。进一步，耳挂的自由端上螺纹连接有安装盒，振动传感器和生物传感器安装在安装盒内，振动传感器和生物传感器的信号接收端从安装盒与人脸接触的一面延伸出安装盒。进一步，安装盒与人脸接触的一面上粘贴有吸水棉，并覆盖于振动传感器和生物传感器的信号接收端的外侧。本技术的有益效果：1.本技术能够通过多个的面部特征的综合分析对比识别人体疲劳，并及时输出疲劳信息分析结果，使作业人员根据显示结果了解自己的疲劳程度，以作出相应的防护措施，同时根据分析结果预警提醒作业人员，使作业人员精力集中，避免发生因疲劳造成的安全事故；2.本技术能够提高人体疲劳分析结果的准确性，避免因分析误差带来的安全事故或者错误预警的情况发生，提高了装置使用的安全性。附图说明图1是本技术的结构框架图；图2是本技术生物传感器的结构示意图；图3是本技术耳挂式耳机的结构示意图；其中，哈欠信息采集模块1、眨眼信息采集模块2、图像传感器21、数字信号处理器22、汗液信息采集模块3、柔性PET衬底31、绝缘浆料32、碳糊导线33、碳糊电极34、工作电极功能层35、碳糊导线36、碳糊电极37、银导线38、银/氯化银电极39、微型控制器4、存储器5、显示屏6、扩音器7、耳挂式耳机8、耳机主体81、耳挂82、凸缘83、贯孔84、安装盒9、吸水棉10。具体实施方式以下将结合附图对本技术进行详细说明：如图1～图3所示，一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，包括哈欠信息采集模块1、眨眼信息采集模块2、汗液信息采集模块3、微型控制器4、存储器5、显示屏6和扩音器7，哈欠信息采集模块1、眨眼信息采集模块2、汗液信息采集模块3的输出端分别与微型控制器4的输入端电连接，微型控制器4的输出端分别与显示屏6和扩音器7的输入端电连接，微型控制器4与存储器5双向连接，哈欠信息采集模块1为振动传感器，眨眼信息采集模块2包括图像传感器21和数字信号处理器22，数字信号处理器22的输入端与图像传感器21的输出端电连接，数字信号处理器22的输出端与微型控制器4的输入端电连接，汗液信息采集模块3为生物传感器。进一步，生物传感器由柔性PET衬底31、工作电极、对电极、参比电极和覆盖电极表面的绝缘浆料32构成，工作电极由碳糊导线33、碳糊电极34以及工作电极功能层35组成，工作电极功能层35由三维石墨烯和酶功能层共同组成，酶功能层由下至上依次为乳酸氧化酶溶液、壳聚糖溶液、戊二醛溶液涂覆而成，对电极是由碳糊导线36和碳糊电极37共同组成，参比电极是由银导线38和银/氯化银电极39共同组成。进一步，还包括耳挂式耳机8，耳挂式耳机8包括耳机主体81和用于钩挂在人耳上的耳挂82，耳机主体81的侧面设有凸缘83，凸缘83上垂直于凸缘83设置有贯孔84，耳挂82的一端转动卡设于贯孔84内，振动传感器和生物传感器均安装在耳挂82的自由端上。人在打呵欠时耳垂下方的肌肉会发生振动，振动信息被振动传感器检测到后传送至微型控制器4进行分析处理；人处理疲劳状态时面部会流出汗液，生物传感器对汗液中的乳酸进行检测，并将检测信息传输至微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，其特征在于：包括哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块、微型控制器、存储器、显示屏和扩音器，所述哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块的输出端分别与微型控制器的输入端电连接，所述微型控制器的输出端分别与显示屏和扩音器的输入端电连接，所述微型控制器与存储器双向连接，所述哈欠信息采集模块为振动传感器，所述眨眼信息采集模块包括图像传感器和数字信号处理器，所述数字信号处理器的输入端与图像传感器的输出端电连接，所述数字信号处理器的输出端与微型控制器的输入端电连接，所述汗液信息采集模块为生物传感器。

【技术特征摘要】
1.一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，其特征在于：包括哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块、微型控制器、存储器、显示屏和扩音器，所述哈欠信息采集模块、眨眼信息采集模块、汗液信息采集模块的输出端分别与微型控制器的输入端电连接，所述微型控制器的输出端分别与显示屏和扩音器的输入端电连接，所述微型控制器与存储器双向连接，所述哈欠信息采集模块为振动传感器，所述眨眼信息采集模块包括图像传感器和数字信号处理器，所述数字信号处理器的输入端与图像传感器的输出端电连接，所述数字信号处理器的输出端与微型控制器的输入端电连接，所述汗液信息采集模块为生物传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于人体面部多特征识别疲劳预警装置，其特征在于：所述生物传感器由生物传感器由柔性PET衬底、工作电极、对电极、参比电极和覆盖电极表面的绝缘浆料构成，所述工作电极由碳糊导线、碳糊电极以及工作电极功能层组成，所述工作电极功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：易龙，朱俊东，张婷，朱晓辉，糜漫天，
申请(专利权)人：中国人民解放军第三军医大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50