[發明專利]基于汽車智能安全帶的健康指標監測系統及其數據處理方法

在審

• 申請號: 202110213568.1
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113071446A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 周長陽;鄒東平;殷軍偉;宋茜;管濤;管建國
• 申請（專利權）人: 三三智能科技（蘇州）有限公司;三三智能科技（日照）有限公司
• 主分類號: B60R22/12
• 分類號: B60R22/12;B60W40/08;B60W50/14;A61B5/0205;A61B5/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 卜令濤

1.一種汽車智能安全帶，其特征在于：包括帶體（1），帶體為兩層結構，上層和下層之間固定柔性傳感器（2）和數據傳輸裝置（3）；所述柔性傳感器（2）為聚合物壓電式傳感器、聚合物壓阻式傳感器或無機陶瓷材料壓力傳感器的任意一種或兩種及以上的組合；所述數據傳輸裝置（3）包括放大電路、數據分析模塊和無線網絡模塊，數據傳輸裝置的放大電路與柔性傳感器（2）通過屏蔽導線連接，數據傳輸裝置（3）的放大電路、數據分析模塊和無線網絡模塊分別與電源模塊連接；所述電源模塊采用鋰電池或外接電源供電。

2.根據權利要求1所述的汽車智能安全帶，其特征在于：柔性傳感器（2）的數量至少2條。

3.根據權利要求1所述的汽車智能安全帶，其特征在于：柔性傳感器（2）采用SS-S001型號。

4.根據權利要求2所述的汽車智能安全帶，其特征在于：柔性傳感器（2）通過獨立的屏蔽導線與數據傳輸裝置（3）的放大電路連接。

5.根據權利要求1所述的汽車智能安全帶，其特征在于：數據傳輸裝置（3）的數據分析模塊采用STM32處理器。

6.一種基于權利要求1所述汽車智能安全帶的健康指標動態監測系統，其特征在于：包括汽車智能安全帶的柔性傳感器（2）和數據傳輸裝置（3），云端平臺，汽車智能ECU系統和終端；所述云端平臺與數據傳輸裝置（3）的無線網絡模塊、終端通過無線方式連接；所述汽車智能ECU系統與數據傳輸裝置（3）的無線網絡模塊通過有線或無線方式連接；所述無線方式是指WIFI或汽車智能網聯系統網絡；所述終端是指車載大屏、手機、PAD、計算機中的任意一種。

7.基于權利要求6所述基于汽車智能安全帶的健康指標監測系統的數據處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：智能座椅靠背的柔性傳感器（2）采集駕駛員身體貼合壓力形成的信號，經過放大電路，傳輸給數據分析模塊；

步驟二：數據分析模塊統計同一傳感器一段時間內連續傳輸的信號，將所有柔性傳感器（2）統計數據進行比較，把變化幅度在設定范圍內的信號作為穩定信號，并確定該柔性傳感器（202）為監測駕駛員心率和呼吸頻率的主傳感器，對主傳感器的放大信號進行初步分析過濾，去除干擾信號；

步驟三：去除干擾的數據通過無線網絡模塊發送至云端平臺，云端平臺通過信號處理算法對信號進行分析，分離識別出呼吸率和心率，根據識別出的數值判斷駕駛員的身體狀態；根據不同身體狀態下對應的心率和呼吸頻率，設定心率在60-100次/min，呼吸在16-20次/min，心率和呼吸有規律為正常狀態；心率大于100次/min，呼吸大于20次/min，心率和呼吸有規律為疲勞駕駛狀態；心率在100-160次/min，心率無規律為房顫狀態；

步驟四：云端平臺將駕駛員心率和呼吸頻率數據發送至終端；當駕駛員處于疲勞駕駛或房顫狀態，云端平臺將語音提醒或警告發送到終端；或云端平臺將語音提醒或警告信號通過無線網絡模塊發送至汽車智能ECU系統，根據汽車智能ECU系統對揚聲器、剎車和燈光系統的控制設定，進行語音播報并采取相應措施；

步驟五：數據分析模塊對柔性傳感器（2）的工作時長進行統計，超過3.5小時，判定為疲勞駕駛，則將信息發送至云端平臺，云端平臺將警告信息傳輸至終端或汽車智能ECU系統，終端或汽車智能ECU系統發出語音提醒或警告；

步驟六：駕駛員的心率等數據經過長時間的統計和分析，每周會推送健康報告至終端，以便駕駛員了解自己的身體狀態，對潛在疾病做出預判；

步驟七：數據分析模塊統計一段時間內各柔性傳感器所測信號電壓，將各柔性傳感器信號變化幅度在設定范圍內的時間段作為基準時間段，取該時間段的電壓平均值P，作為判斷駕駛習慣的基準數值；將信號發生波動的某時間段內的電壓數值取平均值P'，作為判斷駕駛習慣的對比數值；

步驟八：在行車過程中，相對于基準數值P，出現所有P'均增大時，數據分析模塊判定為剎車，取所有傳感器|P'-P|的最大值，當|P'-P|≥閾值Ⅰ時為急剎車，閾值Ⅱ|P'-P|閾值Ⅰ為正常剎車；

步驟九：在行車過程中，相對于基準數值P，當在身前的柔性傳感器信號P'均增大，增大的幅度為從肩部（201）、胸部（202）至腹部（203）遞減，或是肩部（201）、胸部（202）信號P'均增大，但增大的幅度為由肩部（201）至胸部（202）遞減，腹部（203）的壓力無明顯變化，系統判定為轉彎，當|P'₂₀₁-P₂₀₁|≥閾值Ⅰ時為急轉彎，閾值Ⅱ| P'₂₀₁-P₂₀₁|閾值Ⅰ為正常轉彎；

步驟十：數據分析模塊通過無線網絡模塊將駕駛過程中的駕駛行為信息傳送給云端平臺，云端平臺將駕駛過程中的駕駛行為發送至終端，對于不當駕駛行為進行語音提醒，或云端平臺將駕駛行為通過無線網絡模塊發送至汽車智能ECU系統，對于不當駕駛行為通過揚聲器語音提醒；云端平臺對駕駛過程中的駕駛行為情況進行匯總統計，通過算法分析出駕駛員駕駛習慣并發送到終端。