一种基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置，包括ECG传感器、电源模块、微处理器和通讯模块，ECG传感器放置于紧身背心的胸部口袋中，ECG传感器的采集触点延申至背心内侧贴近心脏处，与人体皮肤直接接触。本发明专利技术的检测方法实现如下：S1,通过ECG传感器采集高空作业人员的ECG数据；S2，基于ECG数据实时提取被检测人员的RRI，对RRI进行处理，提取疲劳相关的心率变异性；S3，采用多元统计过程控制方法判别被检测人员是否疲劳；S4，采用支持向量机算法识别疲劳者的疲劳状态并划分疲劳等级；S5，根据识别的疲劳等级发出告警信息。本发明专利技术能实现高空作业人员的疲劳检测，降低由疲劳导致的高空跌落概率。低由疲劳导致的高空跌落概率。低由疲劳导致的高空跌落概率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置和检测方法


[0001]本专利技术涉及人体疲劳检测
，尤其涉及一种基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置和检测方法。

技术介绍

[0002]据统计，高处坠落事故是各类安全事故中最为高发的事故，对安全施工和作业也是影响最大的活动。高处作业作为施工作业一种很常见的活动行为，作业位置的复杂多样性，人、机移动的频繁性等，造成了作业环境的不确定性因素增加。在这样的环境中作业需要现场作业人员必须具备良好的身体及心理素质。由于电力工程建设需求的不断增长，作业人员工作强度高，大多数工作人员长期处于疲劳、精神压力偏大的状态，容易出现不安全的生理和心理状态，导致出现不安全行为。在此背景下，高处坠落事故发生率居高不下，造成的后果和伤害也呈现愈专利技术显特征，这些都不利于电力工程建设的健康、稳定开展。目前尚不存在面向高空作业人员的便携式疲劳检测硬件设备与方法。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能保障高空作业人员的安全生产作业，降低由疲劳导致的高空跌落概率的基于EC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置，其特征在于，包括ECG传感器(4)、电源模块(8)、微处理器(9)和通讯模块(10)，所述ECG传感器(4)放置于紧身背心(1)的胸部口袋(3)中，ECG传感器(4)的采集触点(2)延申至背心内侧贴近心脏处，与人体皮肤直接接触；所述ECG传感器(4)的数据传输接口(6)与微处理器(9)连接，ECG传感器(4)的外部供电接口(5)与电源模块(8)连接，微处理器(9)与通讯模块(10)连接，电源模块(8)、微处理器(9)和通讯模块(10)分别设于腰带(7)上；所述ECG传感器(4)将监测的心率数据发送到微处理器(9)，微处理器(9)将处理得到疲劳监测结果通过通信模块(10)发送至人员状态监测平台。2.根据权利要求1所述基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置，其特征在于，所述数据传输接口(6)为micro
‑
USB母头；所述外部供电接口(5)为5.5*2.1母头，与电源模块(8)的输出端5.5*2.1公头相连。3.根据权利要求1所述基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置，其特征在于，所述微处理器(9)和通信模块(10)通过腰包挂载于腰带(7)上，腰包可拆卸。4.根据权利要求1所述基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置，其特征在于，所述电源模块(8)通过DC5.5*2.1连接线与ECG传感器(4)、微处理器(9)以及通信模块(10)连接，提供5V电能；所述电源模块(8)通过腰包挂载于腰带(7)上，腰包可拆卸。5.如权利要求1
‑
4任一项所述基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置的检测方法，其特征在于，包括步骤如下：S1,通过ECG传感器采集高空作业人员的ECG数据；S2，微处理器(9)基于ECG数据实时提取被检测人员的RRI，然后对RRI进行处理，提取疲劳相关的心率变异性HRV的时域特征和频域特征，其中，RRI为心电图中相邻两个R波之间的时间间隔；S3，微处理器(9)采用多元统计过程控制方法判别被检测人员是否疲劳；S4，微处理器(9)采用支持向量机算法识别疲劳者的疲劳状态，根据疲劳状态划分疲劳等级；S5，微处理器(9)根据识别的疲劳等级通过通信模块(10)向作业人员及地面人员发出告警信息。6.根据权利要求5所述基于ECG传感器的高空作业人员疲劳检测装置的检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述时域特征包括meanNN、sDNN和rMSSD，计算公式如下：征在于，步骤S2中，所述时域特征包括meanNN、sDNN和rMSSD，计算公式如下：征在于，步骤S2中，所述时域特征包括meanNN、sDNN和rMSSD，计算公式如下：
其中，meanNN表示心跳间期RRI的均值；SDNN表示RRI的标准差；rMSSD表示相邻RRI差值的均方根；N是心跳间期的RRI数据个数，RRI
i
表示第i个RRI心跳间期；所述频域特征包括LF、HF和LF/HF：LF表示交感神经或交感神经和迷走神经的双重作用，频率≤0.15Hz；HF反映迷走神经活动，频率>0.15Hz；LF/HF反映交感神经和迷走神经活动之间的平衡；根据维纳辛钦定理，估计N个RRI采样数据x的自相关函数φ
xx
(p)：其中，p表示固定延迟；则求出φ
xx<...

【专利技术属性】
技术研发人员：余鹏，范舟，刘亮，韩超，唐自强，黎宏武，黄涛，林冬阳，黄士君，于海跃，叶承晋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：