疲勞駕駛提醒裝置的製作方法
2023-09-18 00:38:25 3
專利名稱：疲勞駕駛提醒裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及安裝在車輛上的符合人體心理學的安全行駛裝置，具體涉及一種在駕駛疲勞時，人體表現的惰性狀態導致手部放鬆，引起裝在方向盤上的傳感器向語音提醒裝置發出信號，語音提醒裝置向駕駛員發出警告信號，以保證行車安全的提醒裝置。
背景技術：
在交通事故中疲勞駕車所造成的事故所佔比率較大，據統計，上述原因所造成的交通事故佔50％以上，這是由於駕車疲勞後，人體大腦的控制能力下降，自主控制能力差，反應遲鈍，這時候如果不及時提醒駕駛員，很容易發生交通事故。雖然如今國內外有很多人作了相關研究，但是成本都較高。美國曾研究出一種紅外眼球掃描儀，讓鏡頭對準司機，掃描儀就會連續發出紅外線來掃描司機眼球中的眼白部分，從而判斷司機的疲勞程度，但是紅外線程器照射人眼會損傷人眼，是與人本主義背道而馳的。國內研究的是一種圖像辨別裝置，但是很容易受環境幹擾，出現誤差。還有一種血壓辨別裝置，但是佩戴麻煩，有時生理現象會帶來辨別誤差。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種疲勞駕車提醒裝置，這種裝置可以在駕車者疲勞時，主動發出聲音報警，除此之外，該提醒裝置還設有定時提醒裝置，司機在啟動疲勞駕駛提醒裝置時，還可根據精神狀態調節提醒間隔時間，從而進行定時提醒(提醒間隔範圍為3小時至10秒)，以保證行車安全。
本發明提供的技術方案如下一種疲勞駕駛提醒裝置，該裝置包括，用於給該裝置提供電源的汽車電源，用於把汽車電源電壓轉變為可供其他電路使用電壓的變壓裝置，產生感應手接觸方向盤的感應裝置，可預設定間隔提醒時間並按可調的間隔時間向提醒裝置發送信號的計時裝置，用於處理傳感器信號關係的控制電路，和用於錄入提醒語音和接收控制電路信號後提供提醒語音的語音裝置，所屬語音裝置由語音電路和發聲裝置組成；其特徵在於，所述感應裝置包括安裝在方向盤上、下部分的傳感器(1)和傳感器(2)；所述計時裝置由方波發生器、計數電路、用來實現地址鎖存的74LS135電路、用於調節計時時間的RP及其外圍電路組成；所述控制電路接收傳感器傳送的控制信號並將其傳送給所述語音裝置中的語音電路，發聲裝置發出語音提醒信號。所述疲勞駕駛提醒裝置包括所述方波發生器由NE555及其外圍電路組成，RP通過調節方波周期來調節計時時間，74LS135組成的非門保證了觸發發聲裝置的信號為低；計數電路可以是4020BD，當輸入2的14次方個方波周期時，Q14輸出一個高電平信號；所述語音錄入和發聲裝置由ISD1420及其外圍電路組成，且為低觸發；所述信號處理電路由74LS135組成，用於同或關係和非的關係的處理；所述變壓裝置由7805及其附屬電阻構成，用於車載12V電壓變為電路需要的5V電壓。
在上述疲勞駕駛提醒裝置中，電源來源為車載電源，感應裝置與計時裝置和控制電路連接，控制電路和語音提醒裝置連接，語音提醒裝置接有輸出和輸入設備。實施發明提供的疲勞駕駛提醒裝置，可將傳感器安裝在方向盤上，語音提醒裝置及計時提醒裝置可安裝在車輛控制平臺上，當駕車者出現疲勞現象時，其全身肌緊張力降低，肌腱反射減弱，手指會自然舒張，在方向盤上手觸及的地方會減少，即傳感器2沒有信號(即信號表現為高)，此時語音裝置發出提醒信號，當駕駛員主觀將手離開方向盤時，傳感器1和傳感器2都沒有(即信號表現為高)，此時語音裝置不發出提醒信號，當駕駛員不需要傳感器提醒時可通過開關關閉傳感器。駕駛員還可根據自己的精神狀態，通過調節旋鈕調節計時提醒間隔，語音裝置根據區定的間隔時間，定時發出提醒信號。語音裝置的語音信息可更具駕駛員對語音信號的敏感程度自行錄製。從而避免因疲勞駕駛引發的交通事故。該發明具有即時提醒司機，防止車禍發生，同時該駕駛提醒裝置具有一定的智能，在實際應用中操作簡單、使用方便，不需要專用語音開發工具，並且結構簡單、成本低等優點。
圖1是發明疲勞駕駛提醒裝置的外形結構示意圖。
圖2是疲勞駕駛提醒裝置的分壓部分電路原理圖。
圖3是方向盤的橫截面圖。
圖4是方向盤的俯視圖。
圖5是圖1所示疲勞駕駛提醒裝置計時電路的方框圖。
圖6是圖1所示疲勞駕駛提醒裝置計時電路的原理圖。
圖7是疲勞駕駛提醒裝置中控制電路的原理圖。
圖8是疲勞駕駛提醒裝置的語音提醒部分的的電路原理圖。
圖9是疲勞駕駛提醒裝置的方框圖。
圖10是圖1所示疲勞駕駛提醒裝置的工作原理圖。
具體實施例方式
圖1是疲勞駕駛提醒裝置的方框圖，疲勞駕駛提醒裝置包括汽車電源、變壓電路、傳感器、計時電路、控制電路和語音電路。其中，變壓電路將汽車電源提供的電壓變為5V，為傳感器、計時電路、控制電路提供電壓。控制電路連接傳感器、計時電路和語音電路。
圖2是疲勞駕駛提醒裝置的分壓部分電路原理圖。變壓電路將汽車電源變為5V電壓，這裡推薦使用7805，U為汽車電源，S0是整個裝置的開關，Uo是整個裝置內部電路使用的5V電壓。
圖3示出了疲勞駕駛提醒裝置傳感器分布。圖3中示出方向盤的橫截面中傳感器1和2的分布。其中傳感器位於方向盤內，傳感器1在方向盤內靠近上表面的部分，傳感器2在方向盤內並靠近下表面的部分，並且傳感器2幾乎佔方向盤外周表面積的一半。
圖4是方向盤的俯視圖。傳感器1分布在人的手掌部接觸方向盤的地方，傳感器2分布在人的手指接觸方向盤的地方，分布於整個方向盤一周，不論人手抓在什麼地方傳感器感應的信號相同。傳感器材料選用接觸傳感器、熱敏傳感器、壓力傳感器等都可以，這裡建議選用薄膜開關，壓力大於3牛頓，開關接通電源負極，信號為低；壓力小於3牛頓，開關打開，信號為高。
圖5是圖1所示疲勞駕駛提醒裝置計時電路原理圖。計時電路有兩部分組成，方波發生器和計數器，且方波發生器的頻率可調，計數器起到延時作用。這裡推薦電路如下，555及其附屬電容電阻組成了一個方波發生器，RP是一個可調電阻，通過調節RP的阻值來達到改變頻率的目的，4020BD是一個計數器，計數最高達到2的14次方，即Q14口輸出，這就能滿足長時間的計時。
圖6是圖1所示疲勞駕駛提醒裝置計時電路的原理圖。語音提醒裝置設有計時電路，其中計時電路為可調計時發聲裝置。可調計時發聲裝置由NE555、4020BD及其外圍電路組成，其中RP用於調節計時時間。NE555及其外圍電路組成了一個方波發生器，可變電阻RP通過改變阻值來調節方波周期，4020BD是一個計數電路，當由方波發生器輸入2的14次方個方波周期時，Q14端輸出一個高電平信號，其餘時間均為低。可調計時裝置駕駛者可根據自身的精神狀態通過調整RP的阻值來調控觸發語音提醒部分電路發音的間隔時間。該計時電路的具有結構簡單、準確度高、成本低等優點。
圖7是疲勞駕駛提醒裝置中控制電路的原理圖。控制部分電路主要是處理傳感器1和2工作時的同或關係，以及計時電路觸發語音裝置發音的信號的高低，根據前面的建議，傳感器1和2的一端分別和控制電路的IN1和IN2相連，另一端與電源負極相連。這裡建議使用74LS135，74LS135保證了觸發發聲裝置的信號為低。由於計數器的輸出信號在沒有到要求數值時為低，且語音裝置的觸發信號為低，所以用控制電路組成一個非門，以保證在沒有到要求數值時不能觸發語音裝置發音；傳感器1和2的信號經過同或處理後與開關S1連接，最後與語音裝置的信號輸入IN連接，當駕駛員不想使用觸發提醒時可以關閉這種檢測方式；計數器的信號端Q14輸出信號經過非的處理後輸出為OUT，並和語音裝置的信號輸入TIME相連。
圖8是疲勞駕駛提醒裝置的語音提醒部分的電路原理圖。最佳實施例採用直接模擬存儲技術DAST的晶片ISD1420製作了語音提醒部分的電路。ISD1420是美國ISD公司開發的語音晶片，它採用了先進的模擬語音存儲技術，具有音質好、無須A/D轉換的特點，晶片ISD1420可以錄音20秒。其中，VCCA、VCCD分別是模擬電路和數字電路電源，REC為錄音控制端，低電平有效，MIC為話筒輸入，到晶片內前置放大器，PLAYE為邊沿觸發放音，當PLAYE出現下降時，晶片開始放音。也可以電平觸發放音，當PLAYL出現低電平時，晶片開始放音。晶片ISD1420及其外圍電路組成了語音錄入和發聲裝置，且為低觸發；具體的語音電路如圖8所示。駕駛員根據自己敏感聲音不同隨時錄入提醒信號。也可以使用其他功能的電路來實現語音提醒。
圖9是疲勞駕駛提醒裝置的方框圖。其中標記1是傳感器信號輸入端。信號輸入後經過裝置總開關2，在下面的圖中表示為S0，3是傳感器感應部分開關S1，4是計時部分電路時間調節旋鈕RP，5是錄音開關S，6是語音輸出埠，MIC是錄音輸入口，POWER連接汽車電源。殼體的外形可根據不同需要改變形狀，殼體上各部件的位置也可根據需要不同改變。傳感器引線可通過方向盤鳴笛按鍵處經過方向盤連接軸接到感應信號輸入口；殼體及殼體中的電路可安裝在汽車控制臺上或者安裝在汽車裝飾品內；電源輸入為車載12V電壓，由POWER口輸入。
圖10是圖1所示疲勞駕駛提醒裝置工作原理圖。車輛電源打開，錄音開關S導通，閉合傳感器感應部分開關S1，啟動檢測裝置，傳感器1、2通電，計時器通電。駕駛員開始駕駛車輛時，手觸及方向盤，手會同時觸及傳感器1和2，傳感器有信號，計時器開始計時。人的駕車疲勞時間因人而異，最佳的計時時間是多於3小時。在計時器大於設定的計時時間後，自動啟動提醒裝置，提醒裝置發出提醒聲音，告知駕駛員其駕駛時間已經達到設定的計時時間，例如3小時，駕駛員應當休息或者更換駕駛員等。在設定的計時時間內，如果駕駛員的手手指會自然舒張，在方向盤上手觸及的地方會減少，即傳感器2沒有信號(即信號表現為高)，此時語音裝置發出提醒信號。如果傳感器1沒有信號(即信號表現為高)，此時語音裝置發出提醒信號。如果駕駛員主觀將手離開方向盤時，傳感器1和傳感器2都沒有信號(即信號表現為高)，此時語音裝置不發出提醒信號。駕駛員不需要傳感器提醒時，可通過開關S0關閉傳感器，則檢測裝置停止工作，計時器同樣停止工作。也可以僅僅關閉傳感器感應部分開關S1，這時計時器繼續工作，在設定的計時時間內語音裝置發出提醒信號。駕駛者可根據自己的需求，開啟或關閉開關達到對感應發聲裝置的控制。該裝置在實際應用中操作簡單、使用方便，不需要專用語音開發工具等優點。
上述實施例僅供說明本發明之用，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由各權利要求限定。
權利要求
1.一種駕駛提醒裝置，該裝置包括用於給該裝置提供電源的汽車電源，用於把汽車電源電壓轉變為可供其他電路使用電壓的變壓裝置，產生感應手接觸方向盤的感應裝置，可預設定間隔提醒時間並按可調的間隔時間向提醒裝置發送信號的計時裝置，用於處理傳感器信號關係的控制電路，和用於錄入提醒語音和接收控制電路信號後提供提醒語音的語音裝置，所述語音裝置包括語音電路和發聲裝置組成；其特徵在於，所述感應裝置包括安裝在方向盤上、下部分的傳感器(1)和傳感器(2)；所述計時裝置由方波發生器、計數電路、用於調節計時時間的RP及其外圍電路組成；所述控制電路接收傳感器傳送的控制信號並將其傳送給所述語音裝置中的語音電路，發聲裝置發出語音提醒信號。
2.根據權利要求1所述疲勞駕駛提醒裝置，其特徵在於，其特徵在於，所述感應裝置包括設置在方向盤上方的傳感器(1)和下方的傳感器(2)，傳感器(1)和傳感器(2)同時有信息或同事沒有信息(即同時與地連通或同時與地斷開)時，不向語音提醒裝置發送信號；傳感器(2)沒有信息(即與地斷開)時，就會向語音提醒裝置發送信號，即傳感器(1)和傳感器(2)為同或關係，用74LS135處理，當輸出為低時，語音發聲裝置便會向駕駛者發出提醒信號。
3.根據權利要求1或2所述疲勞駕駛提醒裝置，其中，所述方波發生器由NE555及其外圍電路組成，通過調節方波周期來調節計時時間的RP，保證了觸發發聲裝置的信號為低的74LS135電路組成的非門電路；當輸入2的14次方個方波周期時，Q14輸出一個高電平信號的4020BD電路組成的所述計數電路；所述語音錄入和發聲裝置由ISD1420及其外圍電路組成，且為低觸發；由74LS135組成所述信號處理電路，用於同或關係和非的關係的處理；由7805及其附屬電阻構成所述變壓裝置，用於車載12V電壓變為電路需要的5V電壓，開關S0用於控制整個裝置啟動。
4.根據權利要求3所述疲勞駕駛提醒裝置，其特徵在於，傳感器引線可通過方向盤鳴笛按鍵處經過方向盤連接軸接到感應信號輸入口；殼體及殼體中的電路可安裝在汽車控制臺上或者安裝在汽車裝飾品內；電源輸入為車載12V電壓，由POWER輸入。
5.根據權利要求4所述疲勞駕駛提醒裝置，其特徵在於，傳感器(1)安裝在駕駛者手掌觸及方向盤的位置，傳感器(2)安裝在駕駛者手指觸及的位置。
6.根據權利要求5所述疲勞駕駛提醒裝置，開關S1可控制感應發聲裝置的控制。
7.根據權利要求1、2、3、4、5、6或7所述疲勞駕駛提醒裝置，其特徵在於，語音提醒裝置具有輸入輸出功能，駕駛者可根據自身聽覺神經的敏感聲音信號，輸入語音信息，駕駛者按下S鍵即可開始錄音，錄音時間長度為20秒。
全文摘要
本發明涉及一種疲勞駕駛提醒裝置，該裝置可防止在駕駛疲勞時，人體表現的惰性狀態導致手部放鬆造成的駕駛事故，以保證行車安全。該裝置包括用於給該裝置提供電源的汽車電源、用於把汽車電源電壓轉變為可供其他電路使用電壓的變壓裝置、產生感應手接觸方向盤的感應裝置、可預設定間隔提醒時間並按可調的間隔時間向提醒裝置發送信號的計時裝置、用於處理傳感器信號關係的控制電路和用於錄入提醒語音和接收控制電路信號後提供提醒語音的語音裝置，所屬語音裝置由語音電路和發聲裝置組成。該裝置通過安裝在方向盤上的傳感器向語音提醒裝置發出信號，語音提醒裝置向駕駛員發出警告信號。
文檔編號G08B21/24GK1936987SQ20061014045
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月9日 優先權日2006年10月9日
發明者金強 申請人:金強