[發明專利]人體機能識別裝置

在審

• 申請號: 201610002048.5
• 申請日: 2016-01-02
• 公開（公告）號: CN105640517A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫桑尼安科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/1455;A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及血氧監控領域，尤其涉及一種人體機能識別裝置。

背景技術

現有技術中，對客輪的監控主要集中在客輪客體本身，而對駕駛客輪 的船長，相應的監控手段有限，更多的是對乘客艙的視頻監控，即使有一 些對于駕駛室的監控手段，也更多是對駕駛室內部溫度、氣壓等有限的物 理量的檢測，缺乏對船長的生理狀態的檢測，更不用說采用在船長狀態異 常時，及時通知乘客艙的人員的通訊機制了。

然而實際上，船長的生理狀態非常重要，一方面，可能出現船長精神 過度緊張或者患病的情況，如果不通知其他人員進行搶救和替換駕駛，很 容易造成人員傷亡的經濟損失，另一方面，也可能出現船長危險駕駛甚至 劫船的情況，這時通常船長的生理參數會出現一些預兆，如果能夠預測船 長的這些預兆，就能在一定程度上避免災難發生。

為此，本發明提出了一種人體機能識別裝置，能夠及時了解駕駛位置 的船長的脈搏信號和血氧信號，一旦出現異常時，能夠啟動緊急通信機制 以幫助乘客艙的乘客尋求外部援助，從而有效地避免水上事故發生，提高 客船營運的安全性。

發明內容

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種人體機能識別 裝置，利用有針對性的、可用于客輪駕駛艙的緊湊結構的脈搏監控設備和 血氧監控設備分別實現對駕駛位置的客輪船長的脈搏信息和血氧飽和度 的提取，并在異常時觸發報警機制，更關鍵的是，在異常時觸發乘客緊急 通話通道，幫助乘客盡早聯系到外部援助。

根據本發明的一方面，提供了一種人體機能識別裝置，所述識別裝置 包括脈搏檢測子系統、血氧檢測子系統、緊急按鍵和AT89C51芯片，所述 脈搏檢測子系統用于提取在客船駕駛艙內駕駛的船長的脈搏信息，所述血 氧檢測子系統用于提取在客船駕駛艙內駕駛的船長的血氧信息，所述 AT89C51芯片與所述脈搏檢測子系統和所述血氧檢測子系統分別連接，根 據所述脈搏檢測子系統和所述血氧檢測子系統的檢測結果確定是否控制 所述緊急按鍵以啟動緊急通信設備。

更具體地，在所述人體機能識別裝置中，還包括：第一電阻，一端與 5V電源連接，另一端與紅外接收二極管的正端連接；第二電阻，一端與 5V電源連接，另一端與第三電阻的一端連接；第三電阻，另一端接地，并 具有與第二電阻相同的阻值；第一雙路運算放大器，用于產生2.5V的基準 電壓，其正端與第二電阻的另一端連接，負端與第一電容的一端連接，輸 出端與紅外發射二極管的負端連接，負端還與紅外發射二極管的負端連 接；第一電容，另一端接地；第四電阻，一端與紅外發射二極管的負端連 接；第二雙路運算放大器，正端與第四電阻的另一端連接，負端與紅外接 收二極管的正端連接，輸出端作為脈搏電壓；第五電阻，并聯在第二雙路 運算放大器負端和第二雙路運算放大器輸出端之間；第二電容，并聯在第 二雙路運算放大器負端和第二雙路運算放大器輸出端之間；紅外發射二極 管，設置在船長耳部毛細血管位置，用于發射紅外光，紅外發射二極管的 負端與紅外接收二極管的正端連接；紅外接收二極管，設置在船長耳部毛 細血管位置，位于所述紅外發射二極管的相對位置，用于接收透射船長耳 部毛細血管后的紅外光；發光二極管，設置在船長手指指尖毛細血管位置， 與光源驅動電路連接，用于基于光源驅動電路發送的發光控制信號，交替 發射紅外光和紅光；光源驅動電路，內置定時器，用于向所述發光二極管 發送發光控制信號；光電轉換器，設置在船長手指指尖上，位于所述發光 二極管的相對位置，用于接收透射船長手指指尖毛細血管后的紅外光和紅 光，并將透射紅外光和透射紅光分別轉換為模擬電流信號，以獲得模擬紅 外光電流和模擬紅光電流；電流電壓轉換電路，與所述光電轉換器連接， 用于對模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進行電流電壓轉換，以分別獲 得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓；信號放大器，與所述電流電壓轉換電 路連接，用于對模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進行放大，以獲得模 擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓；信號檢測電路，與所述信號放大 器連接，包括直流信號檢測子電路和交流信號檢測子電路，用于檢測模擬 紅外光電壓中的直流成分和交流成分，以作為第一直流電壓和第一交流電 壓輸出，還用于檢測模擬紅光電壓中的直流成分和交流成分，以作為第二 直流電壓和第二交流電壓輸出；模數轉換器，與所述信號檢測電路連接， 用于對第一直流電壓、第一交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別 進行模數轉換，以獲得第一數字化直流電壓、第一數字化交流電壓、第二 數字化直流電壓和第二數字化交流電壓；警示屏，設置在客船乘客艙艙體 上，與AT89C51芯片連接，用于在接收到異常狀態信號時，顯示按鍵通話 字符，在接收到正常狀態信號時，不進行顯示操作；緊急按鍵，設置在客 船乘客艙艙體上，位于所述警示屏旁邊；按鍵驅動設備，與所述緊急按鍵 連接，用于在接收到所述緊急按鍵上的按壓操作時，發出電源供應信號； 緊急通信設備，設置在客船乘客艙艙體上，位于所述警示屏旁邊，用于將 乘客的通話信息通過通信鏈路發送到客船管理中心的服務器處；開關切換 設備，與所述按鍵驅動設備連接，在接收到所述電源供應信號時，打開所 述獨立供電設備和所述緊急通信設備之間的連接通道以保持所述獨立供 電設備對所述緊急通信設備的電力供應；獨立供電設備，與所述警示屏、 所述按鍵驅動設備、所述開關切換設備和所述緊急通信設備分別連接，僅 為所述警示屏、所述按鍵驅動設備、所述開關切換設備和所述緊急通信設 備提供電力供應；AT89C51芯片，與所述模數轉換器連接，將第二數字化 交流電壓與第二數字化直流電壓的比值除以第一數字化交流電壓與第一 數字化直流電壓的比值以獲得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子計 算血氧飽和度，其中，血氧飽和度與吸收光比值因子成線性關系；所述 AT89C51芯片還與所述第二雙路運算放大器的輸出端連接以獲得所述脈 搏電壓，并當所述脈搏電壓在預設脈搏范圍之外時，發出脈搏異常識別信 號，當所述血氧飽和度在預設血氧飽和度上限濃度時，發出血氧飽和度過 高識別信號，當所述血氧飽和度在預設血氧飽和度下限濃度時，發出血氧 飽和度過低識別信號；其中，當AT89C51芯片發出脈搏異常識別信號、血 氧飽和度過高識別信號或血氧飽和度過低識別信號時，AT89C51芯片同時 發出異常狀態信號，否則，AT89C51芯片同時發出正常狀態信號；當紅外 發射二極管和紅外接收二極管之間無脈搏時，脈搏電壓為2.5V，當紅外發 射二極管和紅外接收二極管之間存在跳動的脈搏時，血脈使耳部透光性變 差，脈搏電壓大于2.5V；第一雙路運算放大器和第二雙路運算放大器都為 TI公司的雙路運算放大器。