防汽车司机疲劳驾驶检测系统装置 【技术领域】
本发明利用的是速度传感器、MCU与无线通讯技术结合，通过传感器对车辆的运行状态信息的分析，判断并记录司机是否处于疲劳驾驶或超速驾驶状态。如果司机处于疲劳驾驶或超速行驶状态，则可以通过内部的语音模块提醒司机停车休息，并通过无线模块将车辆的运行状态信息发送到巡逻车系统，供交通管理部门处理。
背景技术
疲劳驾驶及超速行驶是导致交通事故的主要原因。但目前的预防管理设施都存在很多的局限。
有些系统使用GPS监控车辆，但大多应用在车辆进出管理的系统中，也没有真正对在公路上行驶的车辆进行监控，而且费用昂贵。
有些系统采用面部表情识别系统，来判断司机的精神状态，并作出提醒，其缺点在与系统复杂，造价高等。
还有的系统采用红外技术跟踪驾驶员的动作来判断是否处于疲劳驾驶状态，显而易见，由于人的活动的可变性，这种方法并不能够确切的判断车辆的运行状态。
上述的系统都存在一个很重要的缺陷，即只能提醒司机，但不能强迫其停车或减速。
所以，目前需要一种能够方便有效地提醒并管理司机疲劳驾驶及超速驾驶的系统。
【发明内容】
针对现有监控司机运行状态装置存在的缺陷，本发明提供一种结构简单、运行可靠、费用低，进行语音提醒和对交通监管人员提供监管有效依据的司机疲劳驾驶检测系统装置。
解决上述技术问题所采取的具体技术措施是：一种防汽车司机疲劳驾驶检测系统装置，其特征是：由防止司机疲劳驾驶提醒记录系统和巡逻车信息采集系统构成：防止司机疲劳驾驶提醒记录系统，由速度传感器(1)，MCU(2)，无线通讯模块(3)，语音模块(4)，存储器模块(5)，电源模块(6)，传感器及电源接口电路(7)组成，安装在被监控的车辆上；巡逻车信息采集系统是由无线通讯模块(9)，MCU(10)，人机界面(11)，电源模块(12)，按键(13)，外部接口电路(14)组成移动终端盒(8)。
防止司机疲劳驾驶提醒记录系统各元件联接关系是：汽车蓄电池通过传感器电源接线端子(7)的电源接线端子联接电源模块(6)，电源模块(6)输出端分别联接速度传感器(1)、MCU(2)、无线通讯模块(3)、语音模块(4)、存储器模块(5)供电输入端。速度传感器(1)安装在车轴上，传感器接线端子(7)上的信号接线端子联接MCU(2)的信号输入引脚。MCU(2)通过I2C引脚与I2C接口的存储器(5)相联接，MCU(2)通过UART信号脚联接无线通讯模块(3)，同时MCU(2)通过UART信号脚联接语音模块(4)。
巡逻车信息采集系统各元件联接关系是：巡逻车蓄电池通过接线端子(14)与巡逻车信息采集系统移动终端盒(8)电源输入端子联接电源模块(12)，电源模块(12)上的电源输出脚联接MCU(10)、无线通讯模块(9)、人机界面(11)电源输入脚，人机界面(11)信号输入脚联接MCU(10)信号输出脚，MCU(10)的通讯信号引脚联接无线通讯模块(9)，按键(13)通过MCU(10)的输入脚联接。
本发明的有益效果：本发明由两个独立的系统组成一个整体，将速度传感器采集的信息送到MCU中，在MCU中进行比较，判断是否处于疲劳驾驶和超速行驶状态，如果处于疲劳驾驶或超速运行状态，则通过语音芯片处理后提醒司机停车休息或减速慢行，每次的提醒信息进行保存，两个终端系统再通过无线通讯的方式进行数据的传输，另一端将接收到的信息显示在液晶屏上，交通巡逻人员根据显示的信息作为监管的有效依据。
本发明的装置结构简单、运行可靠、费用低。
【附图说明】
图1是司机疲劳驾驶及超速提醒记录系统结构。
图2是巡逻车采集显示系统结构示意图。
图3是司机疲劳驾驶及超速提醒记录系统电路原理图。
图4是巡逻车采集显示系统电路原理图。
图5是防疲劳驾驶及超速提醒记录系统原理图。
【具体实施方式】
一种防汽车司机疲劳驾驶检测系统装置，由防止司机疲劳驾驶提醒记录系统和巡逻车信息采集系统构成：防止司机疲劳驾驶提醒记录系统，如图1和图3所示，由速度传感器1，该速度传感器由安装在车轴上的永磁体和与之隔有空气隙的DB3144EUA霍尔效应传感器组成，P89LPC952 MCU2，PTR2000无线通讯模块3，XF1M01语音模块4，24AA128存储器模块5，FM5-S4805及AS1117组成5V和3.3V的供电系统的电源模块6及传感器、电源接线端子7组成，各元件联接关系是：汽车上的蓄电池正极和负极经电源接线端子7联接电源模块6中的FM5-S4805从3脚4脚输出5V电压，FM5-S4805的3脚4脚联接电源模块6中的AS1117的3脚和1脚从其2脚和1脚输出3.3V的电压。AS1117的2脚电源1脚地与MCU2电源输入脚13，36及地3，22、24AA128存储器模块5的8脚，4脚、XF1M01语音芯片4的16脚及8脚、PTR2000无线通讯模块3的1脚5脚相连为它们提供3.3V的电压。FM5-S4805的电源输出脚3和地脚4经接线端子J3的1脚和4脚与速度传感器1上的DB3144EUA霍尔效应传感器的电源输入脚相联接为其提供5V的电压，速度传感器1地信号输出脚与P89LPC952 MCU2的P1.7脚相联接，P89LPC952 MCU2通过I2C接口引脚7，8与24AA128存储器模块5信号输入脚6，7相联接，P89LPC952 MCU2的UART接口引脚27，28联接PTR2000无线通讯模块3的3，4脚。防止司机疲劳驾驶提醒记录系统安装在被监控的车辆上。
巡逻车信息采集系统，如图2和图4所示，移动终端盒8为长15cm、宽10cm、高4cm的铝合金制，用于安装印制板，移动终端盒8装有：PTR2000无线通讯模块9，P89LPC952 MCU10，U3HD12864F-3人机界面11，电源模块12，按键13，接线端子14；各元件的连接关系为：巡逻车蓄电池电源经接线端子14连接电源模块12中FM5-S4805的1脚，2脚，经3脚5脚输出5V电压给U3HD12864F-3人机界面11的1脚，15脚、电源模块12中的AS1117的3脚和1脚相连接经2脚和1脚输出3.3V的电压，并与P89LPC952MCU10的13脚，36脚和3，22脚、PTR2000无线通讯模块9的1脚，5脚联接。P89LPC952 MCU10通过UART接口引脚27，28与PTR2000无线通讯模块9的3脚，4脚相联接。P89LPC952 MCU10通过普通IO口与U3HD12864F-3人机界面11的控制引脚及数据引脚相联接。
信息的采集、传输工作原理如图5所示，防止司机疲劳驾驶提醒记录系统是用速度传感器采集速度信息，经MCU计算判断司机是否是疲劳驾驶或超速行驶并进行记录，并控制语音部件发出相应的提醒，同时将车辆的运行状态信息保存在内部的存储器模块当中，通过无线通讯模块发送出去。各模块的供电由电源模块将车内蓄电池电压转化而来。交通管理部门预先将车辆的车牌号信息和驾驶员名输入到被监控车辆上的存储器中，使驾驶人员及车辆相关联；通过安装在车轴上的速度传感器采集汽车的发车信号(速度从无到有则车启动)并捕获发车时间、停车信号(速度从有到无)及停车时间存储在MCU中。当车辆启动发车，接受到信号的MCU开始累计有效的驾驶时间(只要有速度车辆就在运行当中)。根据交通法规的相关规定，司机连续驾车四个小时属于疲劳驾驶，必须停车休息20分钟，系统在设计时要充分考虑配合相关法规，所以当MCU接受到发车信号后开始计时，计时四个小时后报警提醒，并通过语音芯片发出提示信息“连续四个小时的驾驶属于疲劳驾驶，需停车休息20分钟”；若司机及时停车，MCU速度传感器捕获到停车信号(速度从有到无)后开始停车计时，当再次启动汽车时的发车时间又再次被记录到存储器部件中，又再次开始四个小时计时，四个小时后再次报警提示，这样循环整个过程，但是若司机没有及时停车，则报警提示完成后再次开始下一个四个小时的计时，到时间后报警提示，但是每次MCU接受到停车信号后，都要保存停车时间到存储器，当再次发车时重新开始计时。以此类推循环的发车和停车的过程，由传感器采集到的信息，通过MCU的编程处理，在整个行驶的过程中全部的时间记录和报警信息都存储在系统的存储器内。最后将整个车辆的运行信息通过无线通讯模块实时发送出去。
巡逻车信息采集系统的设计是，用无线通讯模块与车辆进行信息的交互：接收车辆的运行状态信息或发送车辆的相关信息到车辆(用于将车辆与驾驶员相关联)。无线通讯模块将接收到的信息发送到MCU经其处理后送到人机界面(液晶屏)显示。薄膜按键用于液晶屏的翻页操作及控制车辆关联信息的发送。各模块的供电电源由电源模块将车内的蓄电池电压转换得到。
巡逻车信息采集系统的设计是，当巡逻车上的交通监管人员要检测经过的车时，无线通讯模块会自动接收到信号，两个终端开始传输数据，被监控车辆的移动终端中的MCU将存储的信息通过无线通讯模块发送给巡逻车信息采集系统的移动终端盒内的无线通讯模块，无线通讯模块将接收到信息存储在移动终端盒的MCU的存储区内，然后将采集到的信息显示在液晶屏幕上，同时在液晶屏幕上还会显示车牌号和驾驶员名称，如果信息量大，则交通监管人员可通过移动终端盒上的薄膜按键来浏览全部的采集到的信息。通过这些信息可以直观地反映司机在整个行驶路段是否长时间连续驾驶，是否停车休息，驾驶的时间长短，休息的时间长短，以及是否超速等，依据这些信息交通监管人员可以按交法的相关规定对人员和车辆按实际情况进行相应的处理。