車用輔助健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

李秀靜 劉永強(qiáng) 沈詩(shī)怡

摘要：在分析影響駕駛員行車安全健康指標(biāo)的基礎(chǔ)上，研究并設(shè)計(jì)了應(yīng)用于車載平臺(tái)的基于Android的輔助健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)傳感器獲得人體生理參數(shù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)換，并將其與大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較后給予用戶合理的建議，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員健康的實(shí)施監(jiān)測(cè)與管理。

關(guān)鍵詞：健康監(jiān)測(cè);傳感器;車載;Android

中圖分類號(hào)：TP311.56? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）18-0261-02

1 背景

現(xiàn)如今，汽車已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，隨之而來(lái)的是交通事故數(shù)量的增加。根據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的研究報(bào)告顯示，我國(guó)近年來(lái)道路交通事故死亡人數(shù)高居世界前列，其中由于駕駛員不能夠隨時(shí)對(duì)自己的健康狀況進(jìn)行檢測(cè)與判斷而導(dǎo)致的事故占據(jù)一定的比例。

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，主流汽車品牌的新款車型都已配置了智能車載娛樂系統(tǒng)[1]，但可用于實(shí)時(shí)健康檢測(cè)的系統(tǒng)卻十分匱乏。因此迫切需要面向與車生活相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景，開發(fā)出為駕駛員提供實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)與管理服務(wù)的車載軟件系統(tǒng)。

2 需求分析

快速的生活節(jié)奏、繁重的生活壓力會(huì)使人們忽視日常的健康檢測(cè)，而影響駕駛員駕駛安全的健康因素多是隱性的、不易被他人察覺的指標(biāo)。車用輔助健康檢測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)心率、血壓、血脂、體溫、體脂等健康指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)分析基本的生理參數(shù)評(píng)估人體健康狀況。此外，對(duì)駕駛過(guò)程中的突發(fā)安全問(wèn)題（如血壓升高、心率異常等狀況），應(yīng)進(jìn)行報(bào)警，情節(jié)嚴(yán)重時(shí)應(yīng)自動(dòng)撥打應(yīng)急或急救電話。同時(shí)，軟件需保存用戶的基本信息及歷史體檢記錄，以便于緊急情況下工醫(yī)院獲取用戶醫(yī)療信息。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 操作系統(tǒng)的選擇

Android是一種以Linux與Java為基礎(chǔ)的開源操作系統(tǒng)，主要應(yīng)用于便攜式及可穿戴設(shè)備。目前已有許多車機(jī)的OEM（Original Entrusted Manufacture）廠商選擇Android4.4版本為基礎(chǔ)進(jìn)行VOS的開發(fā)。因此，本應(yīng)用的開發(fā)選用Android操作系統(tǒng)。

3.2 開發(fā)工具

Android Studio是一個(gè)基于IntelliJIDEA的集成Android開發(fā)環(huán)境，可用于開發(fā)和調(diào)試。在IDE基礎(chǔ)上，Android Studio提供基于Gradle的構(gòu)建支持、基于模板的向?qū)沙Ｓ玫腁ndroid應(yīng)用設(shè)計(jì)和組件。其強(qiáng)大的布局編輯器，支持UI控件的拖拽并可進(jìn)行效果預(yù)覽。

3.3 系統(tǒng)功能架構(gòu)

本系統(tǒng)旨在為大眾提供一款便捷式的健康實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于車載平臺(tái)系統(tǒng)，為用戶提供一個(gè)健康管理的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，讓用戶能夠第一時(shí)間了解到本人的健康信息。系統(tǒng)主要功能模塊如圖1所示。

1） 心率檢測(cè)功能。駕駛員進(jìn)入駕駛室以后，通過(guò)手環(huán)連接智能車載系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員心率的檢測(cè)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)推送一分鐘內(nèi)的心率變化，通過(guò)語(yǔ)音向駕駛員進(jìn)行及時(shí)播報(bào)，使其了解健康狀況。

2） 酒精檢測(cè)功能。當(dāng)駕駛員進(jìn)入駕駛室時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)通過(guò)空氣采集，對(duì)行車員的酒精量進(jìn)行粗略測(cè)量，測(cè)出當(dāng)前行車員的酒精濃度，并對(duì)其進(jìn)行分析（如果酒精含量過(guò)高則進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)提醒，告知行車員目前處于酒后駕駛狀態(tài)）。同時(shí)會(huì)計(jì)算其距離酒精的降低到符合駕駛車輛的時(shí)間，給出相應(yīng)的提示。

3） 血脂檢測(cè)功能。血脂將從葡萄糖、膽固醇、甘油三酯、高密度蛋白、低密度蛋白、載脂蛋白指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并將其當(dāng)天、本周、本月的變化以折線圖的形式展現(xiàn)出來(lái)，讓駕駛員及時(shí)觀察到自己的血脂變化情況。

4） 睡眠檢測(cè)功能。睡眠時(shí)間將從駕駛員昨晚的睡眠狀況進(jìn)行分析，將其睡眠時(shí)間和深度睡眠時(shí)間進(jìn)行評(píng)測(cè)，以餅狀圖的形式將駕駛員的工作時(shí)間、開車時(shí)間、睡眠時(shí)間逐一展示，讓駕駛員充分地了解自己的工作狀態(tài)與自己的駕駛時(shí)間是否存在疲勞駕駛。

5） 血壓檢測(cè)功能。進(jìn)行血壓監(jiān)測(cè)時(shí)，將從舒張壓、收縮壓進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出駕駛員的當(dāng)前的血壓情況，進(jìn)一步得出相關(guān)的血壓指標(biāo)數(shù)據(jù)。

6） 體重檢測(cè)功能。通過(guò)主駕駛的座椅的體重傳感器進(jìn)行粗略測(cè)評(píng)，得出行車員的體重，并通過(guò)BMI指標(biāo)進(jìn)一步得出行車員的體重是否在正常的范圍，并給予相關(guān)的健康小意見。

7） 一鍵體檢功能。行車員在駕駛室內(nèi)點(diǎn)擊一鍵體檢，將會(huì)進(jìn)行維持10秒中的檢測(cè)，將對(duì)行車員的酒精、血脂、睡眠、血壓、心率、體重進(jìn)行全面的體檢。檢測(cè)完畢后將會(huì)生成一份體檢報(bào)告，并對(duì)相關(guān)的異常指標(biāo)進(jìn)行語(yǔ)音播放。

8） 語(yǔ)音功能。駕駛員可以輕按一下語(yǔ)音，進(jìn)入語(yǔ)音指令狀態(tài)，云端接收數(shù)據(jù)后將會(huì)進(jìn)行相應(yīng)指標(biāo)的情況語(yǔ)音播報(bào)。

4 系統(tǒng)功能展示

4.1 健康首頁(yè)

系統(tǒng)首頁(yè)中展示系統(tǒng)各功能模塊，在系統(tǒng)啟動(dòng)第一時(shí)間為用戶提供清晰、美觀的頁(yè)面（如圖2）。界面從上到下依次為實(shí)時(shí)心率、一鍵體檢、酒精檢測(cè)、血脂檢測(cè)、睡眠檢測(cè)、血壓檢測(cè)、心率檢測(cè)、體重檢測(cè)、語(yǔ)音功能。

4.2 特色功能介紹

1） 一鍵體檢

一鍵體檢功能解決了傳統(tǒng)體檢的排隊(duì)、科室多、效率低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了將駕駛員的基本健康信息及時(shí)以體檢報(bào)告單顯示出來(lái)的功能，滿足了廣大駕駛員在日常小體檢的需求，將傳統(tǒng)醫(yī)院排隊(duì)檢查所浪費(fèi)的時(shí)間濃縮成能夠自主靈活支配的時(shí)間（如圖3）。

2） 心率檢測(cè)

本程序的心率檢測(cè)模塊主要通過(guò)相應(yīng)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳遞到系統(tǒng)中，進(jìn)行心率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[2]。當(dāng)心率超過(guò)正常數(shù)值時(shí)，將啟動(dòng)自動(dòng)警報(bào)功能（如圖4）。

3） 緊急聯(lián)系人

當(dāng)行車過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)狀況（如突發(fā)車禍、駕駛員突然暈眩失去對(duì)車的控制、駕駛員突然心臟驟停等），系統(tǒng)將自動(dòng)撥打急救電話或預(yù)先設(shè)定的聯(lián)系人電話，為駕駛員的身體健康和安全駕駛提供更好的監(jiān)測(cè)和保障（如圖5）。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽車駕駛員的健康狀況直接影響行車安全。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人體心率、血壓、血脂、體溫、體脂等基本生理指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，并對(duì)駕駛過(guò)程中的突發(fā)安全問(wèn)題進(jìn)行報(bào)警及應(yīng)急處理，可在一定程度上保障駕駛員行車完全。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】