基于眼皮动作监测的防疲劳监控器

摘 要：人们生活水平不断提高,很多人都开始驾驶私家车远郊,当驾驶员驾驶车辆在夜间行驶,由于长途跋涉身体开始产生困意,常常发生由疲劳驾驶造成的交通事故,本设计就是为了满足预防疲劳驾的需要而设计的监测报警系统.

关 键 词：瞌睡感应报警瞌睡程度眨眼时间1450nm红外光

1.引言

驾驶疲劳是指驾驶员驾驶车辆时,由于驾驶作业引起的身体上的变化、心里上的疲劳和客观测定驾驶机能低落的总成,是造成交通事故的主要原因之一.因此,世界上许多国家和机构对司机在驾驶中疲劳监测的研究非常重视,相继出现了许多监测方法.本文即分析了驾驶疲劳检测的意义,对疲劳特点进行了具体的研究,采取检测司机行为特点和非电生理信号的无负荷无接触方法,建立基于眼皮检测的防疲劳驾驶监系统.

2.防疲劳监控器设计方案

如何使用传感器来简单地实现人的眼睑眨动监测呢?在设计这样的系统时,有两个目标：一是低功率,二是低成本.这两者都是在设计基于眼皮动作监测系统时应需要考虑的关键因素.

（1）红外线检测电路设计

选取监测元器件为光敏三极管.光敏三极管接收红外线稳定,经过实践,发现不论是在白炽灯下还是在黑暗环境下,输出效果非常良好,证明此套方案行之有效,输出信号符合所预定的要求.本设计采用红外探测法,即利用红外线在不同物体表面具有不同的反射性质的特点,在眼皮眨动的程中不断地向眼球发射红外光,当红外光遇到眼角膜时发生光线屈折,聚焦到巩膜,由于巩膜吸收红外线,反射光打到眼睛并不能反射回接收装置；当红外线打到眼皮,再反射回装在眼镜上的接收管接收.单片机就是否收到反射回来的红外光信号为依据来确定眼皮的眨动.红外检测系统框图如图2-1所示.

（2）红外接收信号放大电路设计

如图2-2所示为本接收电路原理图,通过比较电路将放大电路的信号进行比较,比较完后如果大于比较值输出5V,小于比较值则为0V,这样将更容易出席放大电路信号,更有效地得到所需要的信号,此电路首先通过J11接收放大电路的信号,滑动变阻可以调节电压的阀值,方便进行电压的比较；稳压二极管D1,防止电流击穿发光二极管D2,R33是上拉电阻拉高电压和对器件注入电流,J22是最终输出信号,供后面单片机进行信号的处理.

3.系统软件设计

本次设计主要是通过按键设置睡眠时间,循环计算,在1分钟内判断是否闭眼,且闭眼时间是否超过之前设置的睡眠时间,若果超时则报警,只有当人睁眼,报警才停止,这样有效地提醒驾驶员保持清醒.图3-1为防疲劳监控器主程序流程图.

根据上述软件设计思想及流程图,可以用C语言编写出合理有效的应用程序,完成防疲劳监控器的设计任务.

4.结束语

本论文研究了基于眼皮动作检测的防疲劳驾驶检测方法,通过传感器、信号放大和单片机处理对数据采集和处理,并在眼镜处实时定位,取得了有价值的创新成果.