[發(fā)明專利]一種提醒裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610026839.1
• 申請(qǐng)日: 2016-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105496407A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲佳;魯呈虎;錢(qián)源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 仲佳;魯呈虎
• 主分類號(hào): A61B5/0476
• 分類號(hào): A61B5/0476;A61B5/0488;A61B5/0496;A61B5/11;A61B5/00;A61B5/16;A61B5/18;G08B21/24
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能穿戴設(shè)備，特別是一種基于頭部生物電信號(hào)的具有提醒用戶精神狀態(tài)功能的裝置。

背景技術(shù)

在日常的快節(jié)奏的學(xué)習(xí)和工作中，人們往往無(wú)暇顧及超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的身體處于什么樣的狀態(tài)，而身體狀態(tài)不佳的時(shí)候往往會(huì)更加容易犯錯(cuò)誤，而這些錯(cuò)誤往往會(huì)給自己或他人帶來(lái)意想不到的巨大損失。例如，高速公路上10.64%的車禍起因是疲勞駕駛，甚至還有越來(lái)越多的出租車司機(jī)和公交司機(jī)因?yàn)檫^(guò)度疲勞在開(kāi)車途中猝死或昏迷。

目前已經(jīng)出現(xiàn)了多款具有疲勞提醒功能的裝置。除了有些汽車上配備的復(fù)雜昂貴的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，還有一款名為Wakeman針對(duì)駕駛員的疲勞提醒頭環(huán)。Wakeman頭環(huán)采用的主要技術(shù)是，九軸傳感器感應(yīng)司機(jī)用戶是否低頭，如果檢測(cè)到用戶低頭了，就通過(guò)震動(dòng)電機(jī)提醒司機(jī)抬頭看路。我們需要注意的是，司機(jī)從疲勞到注意力下降再到低頭瞌睡是一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程，而這種靠檢測(cè)到用戶低頭了才提醒的裝置，會(huì)使司機(jī)用戶在低頭瞌睡以前的注意力下降階段一直處于疲勞駕駛的危險(xiǎn)中。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在檢測(cè)到用戶處于疲勞狀態(tài)時(shí)就發(fā)出提醒信號(hào)的一種基于頭部生物電信號(hào)的精神狀態(tài)提醒裝置，其特征包括：生物電信號(hào)傳感模塊、CPU、提醒模塊、電源模塊和可穿戴載體。

其中，所述生物電信號(hào)傳感模塊、CPU、提醒模塊和電源模塊電氣連接，并與可穿戴載體機(jī)械固定成為一體。

其中，所述CPU接收和處理來(lái)自所述生物電信號(hào)傳感模塊的信號(hào)，并經(jīng)過(guò)計(jì)算處理判斷是否需要觸發(fā)和關(guān)閉提醒模塊動(dòng)作。

其中，所述生物電信號(hào)傳感模塊用于采集和預(yù)處理用戶頭部的生物電信號(hào)，所述預(yù)處理包括差分放大、濾波、抑制工頻干擾、AD轉(zhuǎn)換等，其中所述AD轉(zhuǎn)換也可以在含有AD模塊的CPU中進(jìn)行。

其中，所述生物電信號(hào)傳感模塊包括電極和生物電信號(hào)預(yù)處理模塊。所述電極為與人體皮膚接觸的電極，用于探測(cè)人體皮膚表面的生物電信號(hào)；優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)預(yù)處理模塊用于對(duì)電極送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行差分放大、濾波、抑制工頻干擾以及AD轉(zhuǎn)換等。

其中，所述腦電信號(hào)（EEG），包括專注度與放松度，所述專注度與放松度為用戶大腦的專注與放松狀態(tài)反映在生物電信號(hào)上的數(shù)據(jù)；通過(guò)采集和分析用戶的腦電信號(hào)（EEG）的同時(shí)還可以獲悉所述眼電信號(hào)（EOG）和肌電信號(hào)（EMG），即眨眼、水平眼動(dòng)、咬牙、皺眉等眼部和面部動(dòng)作反映出的生物電信號(hào)。

優(yōu)選的，所述電極包括探測(cè)電極、參考電極和地電極。所述探測(cè)電極和參考電極連接所述生物電信號(hào)預(yù)處理模塊的信號(hào)輸入端，其中探測(cè)電極用于探測(cè)用戶的生物電信號(hào)，參考電極用于提供參考電勢(shì)；所述地電極與所述生物電信號(hào)預(yù)處理模塊的對(duì)消電路輸出端連接，用于有效抑制工頻干擾。

優(yōu)選的，所述可穿戴載體可以設(shè)計(jì)為頭環(huán)，所述頭環(huán)上的探測(cè)電極的位置為用戶的前額，優(yōu)選國(guó)際腦電圖學(xué)會(huì)標(biāo)定的10/20電極導(dǎo)聯(lián)定位標(biāo)準(zhǔn)中的Fp1和Fp2中的任何一個(gè)；參考電極和地電極分別位于用戶前額遠(yuǎn)離探測(cè)電極的一側(cè)或位于用戶的耳后乳突或通過(guò)耳夾夾在用戶的耳垂上。

優(yōu)選的，所述可穿戴載體還可以設(shè)計(jì)為頭戴式耳機(jī)、帽子或頭盔等。

優(yōu)選的，所述提醒模塊包括振動(dòng)器和/或發(fā)聲器。所述振動(dòng)器和/或所述發(fā)聲器都受所述CPU控制，由CPU根據(jù)計(jì)算出的用戶狀態(tài)或意圖決定是否觸發(fā)或停止所述振動(dòng)器和/或所述發(fā)聲器動(dòng)作。

優(yōu)選的，所述電源模塊包括可充電電池和充電電路，優(yōu)選的，所述可充電電池為鋰電池，所述充電電路為USB充電電路。

優(yōu)選的，所述電源模塊為可更換電池，通過(guò)快速更換電池可以節(jié)省本發(fā)明所述裝置在線充電的時(shí)間。

優(yōu)選的，所述電源模塊包括可充電電池和發(fā)電模塊，其中所述發(fā)電模塊包括光伏發(fā)電模塊和/或溫差發(fā)電模塊。其中，優(yōu)選的，所述光伏發(fā)電模塊為在光線不夠充足的環(huán)境下也能高效發(fā)電的染料敏化型光伏發(fā)電模塊，使得用戶在佩戴本發(fā)明所述裝置時(shí)可以隨時(shí)充電。所述溫差發(fā)電模塊在人體表面溫度與環(huán)境溫差大的時(shí)候也可以為所述可充電電池充電。

基于上述精神狀態(tài)提醒裝置的一種精神狀態(tài)提醒方法，其特征為，包括如下步驟：

a.通過(guò)位于用戶前額的探測(cè)電極和分別位于用戶前額遠(yuǎn)離探測(cè)電極的一側(cè)或在用戶的耳后乳突附近或通過(guò)耳夾夾在用戶耳垂上的參考電極和地電極，采集用戶頭部的生物電信號(hào)；

b.生物電信號(hào)預(yù)處理模塊對(duì)步驟a中得到的生物電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、抑制工頻干擾等初步處理；