基于眼皮動作監測的防疲勞監控器

摘要：人們生活水平不斷提高，很多人都開始駕駛私家車遠郊，當駕駛員駕駛車輛在夜間行駛，由于長途跋涉身體開始產生困意，常常發生由疲勞駕駛造成的交通事故，本設計就是為了滿足預防疲勞駕的需要而設計的監測報警系統。

關鍵詞：瞌睡感應報警 瞌睡程度 眨眼時間 1 450 nm 紅外光

1、引言

駕駛疲勞是指駕駛員駕駛車輛時，由于駕駛作業引起的身體上的變化、心里上的疲勞和客觀測定駕駛機能低落的總成，是造成交通事故的主要原因之一。因此，世界上許多國家和機構對司機在駕駛中疲勞監測的研究非常重視，相繼出現了許多監測方法。本文即分析了駕駛疲勞檢測的意義，對疲勞特點進行了具體的研究，采取檢測司機行為特點和非電生理信號的無負荷無接觸方法，建立基于眼皮檢測的防疲勞駕駛監系統。

2、防疲勞監控器設計方案

如何使用傳感器來簡單地實現人的眼瞼眨動監測呢？在設計這樣的系統時，有兩個目標：一是低功率，二是低成本。這兩者都是在設計基于眼皮動作監測系統時應需要考慮的關鍵因素。

（1）紅外線檢測電路設計

選取監測元器件為光敏三極管。光敏三極管接收紅外線穩定，經過實踐，發現不論是在白熾燈下還是在黑暗環境下，輸出效果非常良好，證明此套方案行之有效，輸出信號符合所預定的要求。本設計采用紅外探測法，即利用紅外線在不同物體表面具有不同的反射性質的特點，在眼皮眨動的程中不斷地向眼球發射紅外光，當紅外光遇到眼角膜時發生光線屈折，聚焦到鞏膜，由于鞏膜吸收紅外線，反射光打到眼睛并不能反射回接收裝置；當紅外線打到眼皮，再反射回裝在眼鏡上的接收管接收。單片機就是否收到反射回來的紅外光信號為依據來確定眼皮的眨動。紅外檢測系統框圖如圖2-1所示。

（2）紅外接收信號放大電路設計

如圖2-2所示為本接收電路原理圖，通過比較電路將放大電路的信號進行比較，比較完后如果大于比較值輸出5V，小于比較值則為0V，這樣將更容易出席放大電路信號，更有效地得到所需要的信號，此電路首先通過J11接收放大電路的信號，滑動變阻可以調節電壓的閥值，方便進行電壓的比較；穩壓二極管D1，防止電流擊穿發光二極管D2，R33是上拉電阻拉高電壓和對器件注入電流，J22是最終輸出信號，供后面單片機進行信號的處理。

3、系統軟件設計

本次設計主要是通過按鍵設置睡眠時間，循環計算，在1分鐘內判斷是否閉眼，且閉眼時間是否超過之前設置的睡眠時間，若果超時則報警，只有當人睜眼，報警才停止，這樣有效地提醒駕駛員保持清醒。圖3-1為防疲勞監控器主程序流程圖。

根據上述軟件設計思想及流程圖，可以用C語言編寫出合理有效的應用程序，完成防疲勞監控器的設計任務。

4、結束語

本論文研究了基于眼皮動作檢測的防疲勞駕駛檢測方法，通過傳感器、信號放大和單片機處理對數據采集和處理，并在眼鏡處實時定位，取得了有價值的創新成果。

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