專利名稱：腦電波瞌睡監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種瞌睡監(jiān)視器，尤其涉及一種通過(guò)測(cè)試腦電波來(lái)監(jiān)視用戶是否進(jìn)入瞌睡狀態(tài)的腦電波瞌睡監(jiān)視器。
現(xiàn)有的瞌睡報(bào)警器是由角度控制開(kāi)關(guān)及蜂鳴器構(gòu)成，其工作原理是置于用戶頭部的角度控制開(kāi)關(guān)如水銀開(kāi)關(guān)、擺動(dòng)開(kāi)關(guān)等，在正常情況下，觸點(diǎn)打開(kāi)，一旦用戶低頭時(shí)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，接通報(bào)警電路，發(fā)出報(bào)警聲。其缺點(diǎn)是無(wú)論用戶是否進(jìn)入瞌睡狀態(tài)，只要用戶低頭，就會(huì)報(bào)警，當(dāng)這種報(bào)警器在顛簸的車箱內(nèi)使用時(shí)，尤其會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種報(bào)警受用戶腦電波控制的，不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警的瞌睡監(jiān)視器；本實(shí)用新型的瞌睡監(jiān)視器基于下述原理人在一般清醒的情況下，其腦電波的波形如


圖1所示，是一種具有一定峰值無(wú)規(guī)律的波，一旦人進(jìn)入睡眠前的瞌睡狀態(tài)，其腦電波中就會(huì)出現(xiàn)峰值相對(duì)于清醒情況下很低的無(wú)規(guī)律的波，如圖2所示，持續(xù)時(shí)間一般超過(guò)七秒，本實(shí)用新型的瞌睡監(jiān)視器就是檢測(cè)腦電波中的這段信號(hào)(瞌睡信號(hào))，并作出報(bào)警等動(dòng)作。
本實(shí)用新型的腦電波瞌睡監(jiān)視器包括瞌睡信號(hào)拾取裝置和報(bào)警裝置，其特征在于所述瞌睡信號(hào)拾取裝置包括探測(cè)器及將從探測(cè)器來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，并判別信號(hào)性質(zhì)的信號(hào)處理裝置，所述信號(hào)處理裝置包括將從探測(cè)器來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大的前置放大器、對(duì)經(jīng)前置放大器放大的信號(hào)濾波的低通濾波器、對(duì)濾波后信號(hào)再次放大的放大器、產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、將再次放大后的信號(hào)與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較的比較器和對(duì)比較器輸出的瞌睡信號(hào)進(jìn)行延時(shí)的延時(shí)器，報(bào)警裝置與所述的信號(hào)處理裝置的輸出端相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，即瞌睡監(jiān)視器的報(bào)警與外界環(huán)境因素?zé)o關(guān)，僅與人體腦電波中的瞌睡信號(hào)有關(guān)，大大提高了報(bào)警準(zhǔn)確性。
圖1示出了人體清醒情況下的腦電波波形；圖2示出了人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài)時(shí)的腦電波波形；圖3示出了本實(shí)用新型的瞌睡監(jiān)視器的構(gòu)成框圖；圖4(a)是人體清醒時(shí)放大器4輸出的波形；圖4(b)(d)是人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài)時(shí)放大器4和比較器6輸出的波形；圖4(c)是基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓波形；圖5是本實(shí)用新型信號(hào)處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖6示出了本實(shí)用新型瞌睡監(jiān)視器的探測(cè)器的幾種結(jié)構(gòu)；圖7示出了附加裝置的控制結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。
圖3示出了本實(shí)用新型瞌睡監(jiān)視器的構(gòu)成框圖。置于人體頭部的探測(cè)器1獲取人體腦電波信號(hào)，并送入包括前置放大器2、低通濾波器3、放大器4、基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5、比較器6和延時(shí)器7的信號(hào)處理裝置進(jìn)行信號(hào)處理，探測(cè)器1和信號(hào)處理裝置構(gòu)成本實(shí)用新型的瞌睡信號(hào)拾取裝置。
參見(jiàn)圖3，從探測(cè)器1來(lái)的信號(hào)經(jīng)前置放大器2預(yù)放大、低通濾波器3濾波、放大器4再次放大后，在比較器6中與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓V比較，以判斷目前腦電波信號(hào)是否具有瞌睡信號(hào)，其原理如下參見(jiàn)圖4，圖4(a)為人體清醒狀態(tài)時(shí)的二次放大器4輸出的腦電波波形(下同)，一旦人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)如圖4(b)所示的波形，其中較為平坦的部分持續(xù)時(shí)間通常超過(guò)7秒。圖4(c)為基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓V，其值小于清醒狀態(tài)時(shí)放大器4輸出的信號(hào)的峰值，大于瞌睡狀態(tài)時(shí)信號(hào)平坦部分的峰值。圖4(d)為比較器6的輸出波形，即當(dāng)放大器4輸出的信號(hào)電壓值大于基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5輸出的電壓V時(shí)，比較器6輸出低電平(0電平)，反之輸出高電平，從圖4的波形可以看出，當(dāng)有瞌睡信號(hào)時(shí)，比較器6的輸出，有較長(zhǎng)的高電平，這樣可由延時(shí)器7來(lái)判斷比較器6輸出的高電平待續(xù)時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間大于設(shè)定值時(shí)，就驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置8報(bào)警。
參見(jiàn)圖5，圖5示出了本實(shí)用新型瞌睡監(jiān)視器信號(hào)處理裝置的電路圖。從探測(cè)器1來(lái)的信號(hào)從A、B端輸入，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大的前置放大器2包括集成運(yùn)算放大器A1、A2和A3，A1A2A3可采用具有低噪聲的自穩(wěn)零運(yùn)算放大集成塊，如7650、7856。低通濾波器3由運(yùn)算放大器A4和若干電阻電容構(gòu)成，其截止頻率為20－25Hz，經(jīng)濾波后的信號(hào)再由包括運(yùn)算放大器A5的放大器4放大，并送至比較器6中，與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較，比較器6輸入的波形如圖4(d)所示，當(dāng)比較器6輸出為高電平時(shí)，三極管BG1導(dǎo)通，向電容C充電，比較器6輸出的高電平持續(xù)一定時(shí)間電容C，電壓上升至一定值，時(shí)基電路A8翻轉(zhuǎn)，其輸出(端3)由高電平變?yōu)榈碗娖健．?dāng)比較器6輸出為低電平時(shí)，三極管BG1截止，電容C通過(guò)電阻R放電，通過(guò)調(diào)節(jié)電容C和電阻R，可改變其延時(shí)時(shí)間，以延時(shí)5－7秒最佳。如上所述在時(shí)基電路A8輸出為低電平時(shí)，表示人體進(jìn)入瞌睡狀態(tài)，發(fā)光二極管LED發(fā)光，驅(qū)動(dòng)三極管BG2導(dǎo)通，使斷電器J吸合，通過(guò)繼電器J的常開(kāi)觸點(diǎn)KJ控制聲報(bào)警器8報(bào)警。在如上所述的各個(gè)集成電路中，低通濾波器3中的運(yùn)放A4和放大器4中的運(yùn)放A5可采用741或4558，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器5中的集成塊A6可采用1403或508，其產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓V可通過(guò)如圖5所示串接在基準(zhǔn)電壓輸出端的電位器W調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)本瞌睡監(jiān)視器的靈敏度，比較器6中的集成塊A可采用311或339，延時(shí)器7中的時(shí)基電路A8可采用555。圖5中的聲報(bào)警器8的聲源可采用NS101音樂(lè)集成塊。
圖6示出了探測(cè)器1的幾種結(jié)構(gòu)，其基本構(gòu)造包括獲取腦電波的探測(cè)頭、將探測(cè)頭固定于頭部的固定裝置和分別與信號(hào)處理裝置和探測(cè)頭連接的導(dǎo)線。圖6(a)為耳機(jī)式探測(cè)器，通過(guò)耳機(jī)架式固定裝置12a將探測(cè)頭11固定耳根處。圖6(b)為帽子式探測(cè)器，探測(cè)頭11固定于帽子12b內(nèi)側(cè)與前額相接觸處(圖中未畫出)。圖6(c)為帶子式，探測(cè)頭11固定在帶子12c上，帶子12c圍在頭部，使探測(cè)頭11與人體頭部前額接觸，并由帶子兩端的類似搭扣的裝置14固定。探測(cè)頭11為金屬片，如鋼、銅等，在金屬表面鍍銀更佳。
為了更有效地防止因瞌睡引起的事故，在本裝置上還可配置使用戶從瞌睡狀態(tài)清醒的、位于用戶頭部的致冷裝置，使運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器停止的斷電裝置或當(dāng)本裝置用戶為汽車司機(jī)時(shí)，與汽車剎車踏板連接的使汽車剎車的制動(dòng)器。上述裝置根據(jù)需要可分單個(gè)配置，兩兩配置或全部配置。這些裝置均可由圖5中的延時(shí)器輸出控制，其控制方法如圖7所示，圖7中點(diǎn)接圖5中延時(shí)器7的輸出端。圖5中延時(shí)器7的輸出信號(hào)經(jīng)延時(shí)器9后驅(qū)動(dòng)繼電器J′，以控制上述各裝置，如圖7b所示。正常情況下，延時(shí)器7輸出高電平，三極管BG3截止，(如圖7(b)所示)，繼電器J′釋放，當(dāng)有瞌睡信號(hào)時(shí)，延時(shí)器7輸出低電平，三極管BG3導(dǎo)通，向電容C′充電，當(dāng)電容C′上電壓達(dá)到繼電器J′吸合電壓時(shí)(即經(jīng)延時(shí))繼電器J′吸合，使上述裝置動(dòng)作，調(diào)節(jié)電阻R′和電容C′值，可改變延時(shí)時(shí)間。開(kāi)關(guān)K用于釋放繼電器J′。
上述致冷裝置可采用上海冶煉廠生產(chǎn)的“溫差電致冷止瞌器”；汽車制動(dòng)器可采用實(shí)用新型專利CN87200676中公開(kāi)的止動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該產(chǎn)品已由上海封浜汽車制動(dòng)安全裝置廠生產(chǎn)。上述裝置的工作原理在此不再贅述。對(duì)于斷電裝置，可將繼電器J′的常閉觸點(diǎn)串接入機(jī)器的供電線，當(dāng)瞌睡監(jiān)視檢測(cè)到瞌睡信號(hào)后，經(jīng)延時(shí)器9延時(shí)后，繼電器J′吸合，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷機(jī)器的供電。
權(quán)利要求1.一種腦電波瞌睡監(jiān)視器，包括瞌睡信號(hào)拾取裝置和報(bào)警裝置，其特征在于所述瞌睡信號(hào)拾取裝置包括固定于人體頭部的探測(cè)器及將探測(cè)器來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，并判別信號(hào)性質(zhì)的信號(hào)處理裝置，所述信號(hào)處理裝置包括將從探測(cè)器來(lái)的信號(hào)進(jìn)行放大的前置放大器、對(duì)經(jīng)前置放大器的信號(hào)濾波的低通濾波器、對(duì)濾波后信號(hào)再次放大的放大器、產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、將再次放大后的信號(hào)與基準(zhǔn)電壓發(fā)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓比較的比較器和對(duì)比較器輸出的瞌睡信號(hào)進(jìn)行延時(shí)的延時(shí)器，所述報(bào)警裝置與所述的信號(hào)處理裝置的輸出端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的瞌睡監(jiān)視器，其特征在于所述的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器的輸出端串接有用于調(diào)節(jié)輸出電壓的電位器W。
3.如權(quán)利要求1所述的瞌睡監(jiān)視器，其特征在于所述的探測(cè)器由獲取腦電波的探測(cè)頭，將探測(cè)頭固定于頭部的固定裝置和分別與信號(hào)處理部分和探測(cè)頭連接的導(dǎo)線構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的瞌睡監(jiān)視器，其特征在于所述的探測(cè)器固定裝置是耳機(jī)架式，帽子式或帶子式。
5.如權(quán)利要求1所述的瞌睡監(jiān)視器，其特征在于所述的延時(shí)器的延時(shí)時(shí)間為5到7秒。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種通過(guò)測(cè)試人體腦電波來(lái)檢測(cè)用戶是否進(jìn)入瞌睡狀態(tài)的腦電波瞌睡監(jiān)視，它包括瞌睡信號(hào)拾取裝置和報(bào)警裝置，其特征在于所述瞌睡信號(hào)拾取裝置包括探測(cè)器、前置放大器、低通濾波器、放大器，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，比較器和延時(shí)器，在延時(shí)器的輸出端，可根據(jù)需要選擇配置受該瞌睡監(jiān)視器控制的各種附加裝置，如使人體從瞌睡狀態(tài)清醒的致冷裝置，與汽車剎車踏板連接的汽車剎車器和使機(jī)器停止的斷電裝置等。
文檔編號(hào)B60T7/12GK2075064SQ9021520
公開(kāi)日1991年4月17日 申請(qǐng)日期1990年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月10日
發(fā)明者王傳法 申請(qǐng)人:王傳法