[发明专利]按键式检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗检测领域，尤其涉及一种按键式检测系统。

背景技术

高铁虽然在地面上行驶，然而其速度是地面上各种交通工具最高的， 一旦出事，其后果同样不堪想象。因此驾驶高铁的车长需要训练有素并保 持高度的专注力。然而，车长也会出现状态异常的情况发生，有主观的因 素，也有客观的因素，这种异常状态在生理参数上都会出现一些预兆。而 现有技术中并没有这些预兆的检测方案，更不用说在检测预兆后及时为乘 客提供与外界联系的紧急通话机制了。

为此，本发明提出了一种按键式检测系统，采用高精度的血氧监控设 备和脑电波监控设备对高铁车长的血氧饱和度和脑电波参数进行及时检 测和报警，并在识别到高铁车长生理状态异常时，自动为乘客启动紧急通 话机制，帮助高铁运营部门及时了解高铁运营情况。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种按键式检测系 统，利用有针对性的、可用于高铁驾驶舱的紧凑结构的血氧监控设备和脑 电波监控设备分别实现对驾驶位置的车长的血氧饱和度和脑电波信息的 提取，并在异常时触发报警机制和乘客紧急通话机制，避免高铁出现与外 界通信不畅的情况发生。

根据本发明的一方面，提供了一种按键式检测系统，所述检测系统包 括脑电波监控子系统、血氧监控子系统和嵌入式处理设备，所述脑电波监 控子系统用于对高铁驾驶舱内的车长的脑电波状态进行监控，所述血氧监 控子系统用于对高铁驾驶舱内的车长的血氧饱和度进行监控，所述嵌入式 处理设备与所述脑电波监控子系统和所述血氧监控子系统分别连接，根据 所述脑电波监控子系统和所述血氧监控子系统的监控结果确定是否进入 报警模式。

更具体地，在所述按键式检测系统中，包括：警示屏，与嵌入式处理 设备连接，用于在接收到异常状态信号时，显示按键通话字符，在接收到 正常状态信号时，不进行显示操作；紧急按键，设置在高铁乘客舱舱体上， 位于所述警示屏旁边；按键驱动设备，与所述紧急按键连接，用于在接收 到所述紧急按键上的按压操作时，发出电源供应信号；无线通信设备，设 置在高铁乘客舱舱体上，位于所述警示屏旁边，用于将外部人员的通话信 息通过无线通信链路发送到远端的高铁管理中心处的服务器；开关切换设 备，与所述按键驱动设备连接，在接收到所述电源供应信号时，打开所述 独立供电设备和所述无线通信设备之间的连接通道以保持所述独立供电 设备对所述无线通信设备的电力供应；独立供电设备，与所述警示屏、所 述按键驱动设备、所述开关切换设备和所述无线通信设备分别连接，仅为 所述警示屏、所述按键驱动设备、所述开关切换设备和所述无线通信设备 提供电力供应；检测电极，设置在车长头部上，用于检测大脑的神经元活 动通过离子传导到达大脑皮层而形成的电压变化量；前置差分放大器，与 所述检测电极连接，用于对所述电压变化量进行放大；低通滤波器，与所 述前置差分放大器连接，用于将放大后的电压变化量进行100Hz低通滤波， 以输出第一滤波信号；两级工频陷波器，与所述低通滤波器连接，用于对 所述第一滤波信号进行两级工频陷波处理，以输出陷波信号；高通滤波器， 与所述两级工频陷波器连接，用于对所述陷波信号进行0.1Hz高通滤波， 以输出第二滤波信号；电平调节电路，与所述高通滤波器连接，对所述第 二滤波信号进行电平调节处理，以为后续模数转换做准备；第一模数转换 电路，与所述电平调节电路连接，将经过电平调节处理后的第二滤波信号 进行8位的模数转换，以获得车长的脑电波数字信号；发光二极管，设置 在车长手指指尖毛细血管位置，与光源驱动电路连接，用于基于光源驱动 电路发送的发光控制信号，交替发射红外光和红光；光源驱动电路，内置 定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信号；光电转换器，设置在 车长手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射车长手 指指尖毛细血管后的红外光和红光，并将透射红外光和透射红光分别转换 为模拟电流信号，以获得模拟红外光电流和模拟红光电流；电流电压转换 电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分 别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压；信号 放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压和模拟红 光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压； 信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和交流 信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分，以 作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压中的直 流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出；第二模数 转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一交流电压、 第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一数字化直流 电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压； 血氧饱和度运算电路，与所述第二模数转换器连接，将第二数字化交流电 压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化 直流电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧 饱和度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系；嵌入式处理设 备，与所述血氧饱和度运算电路连接以获得血氧饱和度，与所述第一模数 转换电路连接以接收脑电波数字信号；所述嵌入式处理设备当所述脑电波 数字信号中出现α波和β波时，输出浅睡眠识别信号，当所述脑电波数字 信号中出现θ波和δ波时，输出深睡眠识别信号，当所述血氧饱和度在预 设血氧饱和度上限浓度时，发出血氧饱和度过高识别信号，当所述血氧饱 和度在预设血氧饱和度下限浓度时，发出血氧饱和度过低识别信号；其中， 当嵌入式处理设备发出浅睡眠识别信号、深睡眠识别信号、血氧饱和度过 高识别信号或血氧饱和度过低识别信号时，嵌入式处理设备同时发出异常 状态信号，否则，嵌入式处理设备同时发出正常状态信号。