[实用新型]头戴式脑电疲劳监护按摩仪

说明书

技术领域

本实用新型属于监测设备技术领域，是一种监测人体是否疲劳的装置。

背景技术

疲劳是人们常见的一种生理及心理状态，在日常的工作和生活中，许多系统需要操作人员保持一定的警觉度，而疲劳状态下工作将可能造成非常严重的后果。在我国，机动车驾驶事故中，由于疲劳驾驶导致的人身伤害事故占总事故的百分之二十五，而死亡事故则占到总事故的百分之十五。同时，在一些高危行业中，如矿山开采、建筑工程施工、冶金等行业，疲劳作业可能会造成严重事故，在这些行业中疲劳作业是被坚决杜绝的。

而由于人的主观感觉往往难以准确地判断疲劳状态，所以如何客观准确地检测疲劳已受到了越来越多研究人员的关注。目前已有的疲劳检测还是以图像、视频处理技术为主，但这种检测方法不仅很容易受环境亮度的影响，而且易受被试人头部位置的影响，无法受用于工作活动的人，大大限制了使用的范围。同时，现有的检测装置一旦检测到高疲劳值无法实现远程报警，这给高危作业人群的统一管理调度带来了不便，也不利于家人朋友实时监测是否安全生产。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够有效地监控疲劳状态，并且缓解疲劳的头戴式脑电疲劳监护按摩仪。

本实用新型解决技术问题的方案是采用帽体、脑电采集模块、单片机、穴位按摩电机、电源、无线传输模块和监控终端构成头戴式脑电疲劳监护按摩仪，单片机分别连接脑电采集模块、穴位按摩电机、电源和无线传输模块，其中单片机的TXD1脚连接脑电采集模块的RXD脚，单片机的RXD1脚连接脑电采集模块的TXD脚，单片机的PC0-7脚连接穴位按摩电机，单片机的TXD2脚和RXD2脚分别连接无线传输模块的RXD脚和TXD脚，无线传输模块与监控终端无线连接，脑电采集模块、单片机、穴位按摩电机、电源和无线传输模块安装在帽体上，脑电采集模块在帽体的前上方，脑电采集模块有采集电极、参考电极和地电极，采集电极在帽体的前部，参考电极和地电极分别在帽体的两侧下沿处。工作时，采集电极贴紧使用者的前额，参考电极和地电极分别连接左右耳垂处，脑电采集模块采集脑电数据，并滤除50Hz和60Hz的交流电干扰，通过串口标准输出接口将数据以512Hz采样率输出，在3.3V供电下最大消耗15毫安。上电后若接触点连续四秒没有采集到脑电信号，则模块自动发出信号差的警告，提醒用户调整电机接触点。单片机通过串口每接收到64个16位的脑电信号幅值，即对该时间序列做眼电滤除，并通过快速傅里叶变换做标准时频变换，得出固定时长内的功率谱，再由数字滤波器解析出各节律成分，与总能量的比值所在的疲劳区间即反应一个疲劳的量化等级。通过无线传输模块（蓝牙）传输给手机APP（监控终端）使用户可视化自己的脑电信息。所述的疲劳量化等级可以反映八种疲劳状态，并相应地编码为0-7，其中0为最低等级即不疲劳，7为最高等级即非常疲劳。每计算出一次疲劳值，就与阈值进行比较，若大于阈值，并通过蓝牙向手机发送报警指令，控制手机通信与定位，同时，驱动穴位震动模块，缓解疲劳（穴位分别为左右太阳穴，百会穴，神庭穴，左右承灵穴，左右风池穴）；若小于阈值，单片机则继续计算疲劳值并判断是否需要报警。所述的阈值在系统初始化时可通过手机蓝牙向单片机写控制字，在不同的应用场合下可设定不同的阈值。

其中脑电采集模块可以是TGAM模块，单片机采用stm32f103zet6型号,无线传输模块为HC05。

穴位按摩电机可以有八个，分别为百会穴电机，安装在帽体的顶部对应百会穴处，神庭穴电机，安装在帽体的后方，对应神庭穴处，左右两个太阳穴电机，安装在帽体的对应太阳穴处，左右两个承灵穴电机，安装在帽体的对应承灵穴处，和左右两个风池穴电机，安装在帽体的对应风池穴处。

单片机还可以连接手动按键，直接通过单片机对穴位按摩电机进行控制。

本实用新型能够实现疲劳的远程实时智能报警和缓解；采用可穿戴式结构，易于操作，佩戴舒适，适合任意工作人群随时随地佩戴；自主设计的系统电路，体积小、功耗低且抗干扰能力强；新颖的快速信号处理算法，在保证精确性的前提下，加强了检测的实时性。本产品特别适用于驾驶员、各类高危作业人员；可用于监护人对驾驶员的行车安全远程实时检测可用于管理中心对作业人员的统一管理和调度。

附图说明

图1为本实用新型电路连接图；

图2为本实用新型的示意图；

图3为本实用新型的后视图。

具体实施方式

本实用新型由帽体1、脑电采集模块2、单片机3、穴位按摩电机4、电源8、无线传输模块10和监控终端11构成，单片机3分别连接脑电采集模块2、穴位按摩电机4、电源8和无线传输模块10，其中单片机3的TXD1脚连接脑电采集模块2的RXD脚，单片机3的RXD1脚连接脑电采集模块2的TXD脚，单片机3的PC0-7脚连接穴位按摩电机4，单片机3的TXD2脚和RXD2脚分别连接无线传输模块10的RXD脚和TXD脚，无线传输模块10与监控终端11无线连接，脑电采集模块2、单片机3、穴位按摩电机4、电源8和无线传输模块10安装在帽体1上，脑电采集模块2在帽体1的前上方，脑电采集模块2有采集电极5、参考电极6和地电极7，采集电极5在帽体1的前部，参考电极6和地电极7分别在帽体1的两侧下沿处。穴位按摩电机4共有八个，分别为百会穴电机12，安装在帽体1的顶部对应百会穴处，神庭穴电机15，安装在帽体1的后方，对应神庭穴处，左右两个太阳穴电机13，安装在帽体1的对应太阳穴处，左右两个承灵穴电机14，安装在帽体1的对应承灵穴处，和左右两个风池穴电机16，安装在帽体1的对应风池穴处。单片机3连接有手动按键9。