基于北斗通信的防瞌睡智能帽子制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子。包括控制模块及与该控制模块连接的电源模块、传感器模块、无线通信定位模块、报警模块；所述传感器模块包括用于检测驾驶员是否佩戴帽子的红外阵列传感器、用于监测驾驶员头部信息的陀螺仪传感器，所述无线通信定位模块采用可实现位置信息、报警信息远程传输的北斗通信模块。本实用新型专利技术能够实现驾驶员驾驶过程中疲劳驾驶的监测及报警。

Anti doze smart hat based on Beidou communication

【技术实现步骤摘要】
基于北斗通信的防瞌睡智能帽子
本技术属于安全监测领域，具体涉及一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子。
技术介绍
每年均有大量因疲劳驾驶导致的交通事故。实现对驾驶员驾驶状态的监测，从而防止疲劳驾驶是降低此类交通事故的有效途径之一。目前主要有三类解决方案：第一，利用机器视觉的方式。通过图像识别瞳孔和捕捉眨眼动作，从而判断驾驶员是否存在疲劳驾驶的迹象，然后发出警报提醒驾驶员。第二，平衡开关感应的方式。在驾驶员的头部安置带有平衡开关的装置，当驾驶员头部发生倾斜时，平衡开关导通，从而触发报警。第三，采用心率传感器的方式。通过心率值来判断驾驶员是否存在打瞌睡的情况。当心率低于某个预定值的时候，判断为驾驶员存在打瞌睡情况，发出警报。现有的三种方案均存在一定的缺陷。方案一对光线要求严格，实际应用环境很难完全符合要求。比如，长途货车驾驶员经常需要夜晚行车。晚间行车的时候光线极弱，摄像头在光线不足的情况下无法清晰的识别瞳孔，容易出现误判。而晚间行车则往往是疲劳驾驶的高峰期。另一方面，长时间暴露在摄像头下将涉及到用户的隐私问题。方案二监测方式过于简单，要求驾驶员在行车途中一直保持头部姿态水平，很难实际应用。另外在驾驶员做出挂挡、观看后视镜等动作时，容易发生误判。方案三报警的阈值很难设置。心率阈值设置过高会导致漏报的情况，过低则存在误报的情况。而且驾驶员个体存在差异，很难设置一个统一的参数。上述三种方式均不具备远程进行报警的功能，且无法实现定位和监测。驾驶员进行疲劳驾驶往往存在主观的因素，因此利用设备进行远程的监测，从而实现第三方的定位监测和提示具有非常重要的现实意义。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述存在问题，提供一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，实现驾驶员驾驶过程中疲劳驾驶的监测及报警。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，包括控制模块及与该控制模块连接的电源模块、传感器模块、无线通信定位模块、报警模块；所述传感器模块包括用于检测驾驶员是否佩戴帽子的红外阵列传感器、用于监测驾驶员头部信息的陀螺仪传感器，所述无线通信定位模块采用可实现位置信息、报警信息远程传输的北斗通信模块。在本技术一实施例中，所述控制模块采用STM32F103C8T6单片机。在本技术一实施例中，所述报警模块包括语音电路、光控电路和振动电路。在本技术一实施例中，所述语音电路采用ISD1820，所述光控电路采用LED灯，所述振动电路采用1027振动马达。在本技术一实施例中，所述电源模块包括电池、与该电池连接的直流降压电路，所述直流降压电路采用TPS7333电源芯片。在本技术一实施例中，所述陀螺仪传感器采用JY61。在本技术一实施例中，所述红外阵列传感器采用GY-AMG8833。在本技术一实施例中，所述北斗通信模块采用SIM7600CE北斗通信模块。相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：本技术能够实现驾驶员驾驶过程中疲劳驾驶的监测及报警，且采用的北斗通信模块，可实时追踪驾驶员的位置信息，另外对光线无任何要求，帽子佩戴方式不会影响监测结果。附图说明图1是本技术应用实例框图。图2是本技术装置硬件架构图。图3是本技术装置工作流程图。图4是主控电路图。图5是JY61传感器电路图。图6是红外列阵传感器电路图。图7是高亮LED驱动电路图。图8是1027振动马达驱动电路图。图9是ISD1820语音模块电路图。图10是北斗通信模块图。图11是TPS7333稳压电路图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的技术方案进行具体说明。本技术提供了一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，包括控制模块及与该控制模块连接的电源模块、传感器模块、无线通信定位模块、报警模块；所述传感器模块包括用于检测驾驶员是否佩戴帽子的红外阵列传感器、用于监测驾驶员头部信息的陀螺仪传感器，所述无线通信定位模块采用可实现位置信息、报警信息远程传输的北斗通信模块。以下为本技术的具体应用实例。为实现对驾驶员的远程监控，本技术提出如图1所示的应用方案。该方案由智能帽子、服务器端、手机端和PC端组成。智能帽子主要实现对驾驶员行车状态的监测、本地声光报警和报警信息的远程传送。服务器主要实现对报警信息的存储和相关人员实时位置信息、历史位置信息和资料的存储。手机端实现对报警信息和人员位置信息的展示和查询。PC端主要是实现对相关人员的资料维护、人员位置信息和报警信息的展示和查询。智能帽子由电源模块、传感器模块、控制模块、无线通信定位模块和报警模块构成，如图2所示。传感器模块由陀螺仪加速计和红外阵列传感器组成。陀螺仪加速度计用于监测驾驶员头部信息从而判断是否存在瞌睡的情况。红外阵列传感器用于监测驾驶员是否佩戴了帽子。控制模块主要由单片机构成，用于进行数据的采集、传输和判断决策。无线通信定位模块主要由北斗通信模块组成，可以实现位置信息和报警信息的远程传输。报警模块主要由语音电路、光控电路和震动电路构成，主要用于本地的报警提示。电源模块由电池和直流降压电路构成，为终端上的设备提供各种压值的直流源。本技术智能帽子具体核心模块和部件为：控制模块采用的单片机是STM32F103C8T6；传感器模块采用的是JY61加速度计陀螺仪传感器和GY-AMG8833红外阵列传感器；无线通信定位模块采用SIM7600CE北斗通信模块；报警模块采用ISD1820语音模组、LED灯和1027震动马达；电源模块采用TPS7333电源芯片和锂电池。所述的STM32F103C8T6主控芯片，是STM32系列的32位的微控制器，具有48个引脚，内置64K字节闪存储存器，价格便宜、性能优越、性价比极高、专为低功耗领域设计等优点，其外围电路如图4所示。所述的用于瞌睡判断的传感器JY61是串口6轴加速度计陀螺仪传感器。该传感器每10ms传输一次数据，内部自带卡尔曼滤波，可以保证数据的准确性。JY61通过TX和RX管脚与单片机相连，其电路图如图5所示。所述用于判断是否佩戴帽子的传感器为GY-AMG8833红外阵列传感器。该传感器通过IIC总线与单片机进行相连，其电路图如图6所示。所述的用于光报警的LED为高亮LED，额定电流35mA。由于单片机IO口不能直接驱动35mA的LED灯，系统选用三极管开关电路进行驱动，其电路图如图7所示。所述的用于震动报警的马达为1027震动马达，具有体积小、响应快、驱动电路简单等优点，提供报警震动的功能。1027震动马达电路图如图8所示。所述的用于语音报警的为ISD1820语音模组，具有价格便宜、驱动电路简单等特点，同时可提供语音播报功能。ISD1820语音模块电路图如图9所示。所述的用于定位和数据通信的模块为SIM7600CE北斗通信模块，可以实时追踪驾驶员的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，其特征在于，包括控制模块及与该控制模块连接的电源模块、传感器模块、无线通信定位模块、报警模块；所述传感器模块包括用于检测驾驶员是否佩戴帽子的红外阵列传感器、用于监测驾驶员头部信息的陀螺仪传感器，所述无线通信定位模块采用可实现位置信息、报警信息远程传输的北斗通信模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，其特征在于，包括控制模块及与该控制模块连接的电源模块、传感器模块、无线通信定位模块、报警模块；所述传感器模块包括用于检测驾驶员是否佩戴帽子的红外阵列传感器、用于监测驾驶员头部信息的陀螺仪传感器，所述无线通信定位模块采用可实现位置信息、报警信息远程传输的北斗通信模块。


2.根据权利要求1所述的基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，其特征在于，所述控制模块采用STM32F103C8T6单片机。


3.根据权利要求1所述的基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，其特征在于，所述报警模块包括语音电路、光控电路和振动电路。


4.根据权利要求3所述的基于北斗通信的防瞌睡智能帽子，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：于耀博，陈俊仁，吴天宝，帅璐璐，朱显丞，
申请(专利权)人：厦门大学嘉庚学院，
类型：新型
国别省市：福建;35