基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車載健康駕駛系統(tǒng)的分析

殷滔 洪蕾 穆文秀

摘要：文章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)了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車載健康駕駛系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)駕駛員健康數(shù)據(jù)的分析，對(duì)用戶提出合理的建議，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員健康的智能監(jiān)測(cè)，提高駕駛的安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);駕駛員;車載;健康監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）09-0103-02

0 引言

現(xiàn)如今，汽車已成為人們生活中不可或缺的一部分，與之而來(lái)的是交通事故數(shù)量的增加，其中一定比例的交通事故是由于駕駛員無(wú)法隨時(shí)對(duì)自己的健康狀況進(jìn)行檢測(cè)而導(dǎo)致。目前主流汽車品牌的新款車型，都已經(jīng)標(biāo)配了智能車載娛樂(lè)系統(tǒng)，但是針對(duì)于駕駛主體即駕駛員健康監(jiān)測(cè)的車載系統(tǒng)卻極為匱乏，因此，智能車載健康駕駛系統(tǒng)必然會(huì)是汽車行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

1 系統(tǒng)分析

為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車輛駕駛員的健康狀況，系統(tǒng)應(yīng)該具備數(shù)據(jù)采集，處理，和展示的功能，因此系統(tǒng)可以由底層傳感器，web服務(wù)器和移動(dòng)終端三部分組成。將傳感器嵌入車輛駕駛室，實(shí)時(shí)采集駕駛員的各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)。移動(dòng)終端與用戶直接交互，移動(dòng)終端上的應(yīng)用設(shè)計(jì)直接影響該系統(tǒng)的好壞。移動(dòng)終端應(yīng)用可以通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙與硬件穿戴設(shè)備連接，獲取硬件設(shè)備采集到的用戶各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)，移動(dòng)終端從服務(wù)器獲取處理過(guò)的數(shù)據(jù)，通過(guò)健康報(bào)表的形式展現(xiàn)給用戶。服務(wù)器對(duì)應(yīng)的是數(shù)據(jù)的處理層，服務(wù)器對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，為移動(dòng)終端提供用戶的詳細(xì)個(gè)人信息、歷史記錄的各項(xiàng)健康信息、環(huán)境信息等[1]。此外，本系統(tǒng)將用戶數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，為用戶提供合理的健康貼士。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)的各個(gè)層次結(jié)構(gòu)如表1所示，分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、信息展示層四個(gè)層次[2]。

其中，數(shù)據(jù)采集層與信息傳輸層是本系統(tǒng)的重要組成部分。硬件設(shè)備的傳感器設(shè)備從人體上采集所需的溫度、濕度、血氧和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)，通過(guò)各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)使用藍(lán)牙技術(shù)以及設(shè)計(jì)的Profile協(xié)議與基站實(shí)現(xiàn)通訊，將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，最后數(shù)據(jù)處理平臺(tái)通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)與手機(jī)端的通訊，數(shù)據(jù)采用JSON格式儲(chǔ)存于服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中便于用戶使用。信息傳輸方式選擇藍(lán)牙傳輸，相較于其他常用的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)比如無(wú)線WALN局域網(wǎng)技術(shù)、ZigBee技術(shù)等，有以下特點(diǎn)傳輸速率快、距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)包短、功率低、抗干擾能力強(qiáng)、輻射小的特點(diǎn)，最為重要的是硬件設(shè)備與手機(jī)之間的交互更為便捷高效。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)分析完成后，對(duì)Web網(wǎng)頁(yè)平臺(tái)端和Android用戶平臺(tái)段進(jìn)行開發(fā)與調(diào)試，通過(guò)測(cè)試來(lái)優(yōu)化網(wǎng)上平臺(tái)功能并分析其表現(xiàn)。傳感器能夠?qū)⑵洳杉降男碾娦盘?hào)實(shí)時(shí)通過(guò)藍(lán)牙協(xié)議傳輸?shù)椒?wù)器端。本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)信息化存儲(chǔ)及其管理，能夠進(jìn)行健康指標(biāo)檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析和異常狀況警報(bào)提示。同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)可視化工具將數(shù)據(jù)展示給用戶，通過(guò)數(shù)據(jù)分析用戶健康特征，給出數(shù)據(jù)分析報(bào)告[3-6]。

2.1 Web網(wǎng)頁(yè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

服務(wù)器為本系統(tǒng)提供基本服務(wù)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)邏輯調(diào)用實(shí)現(xiàn)基本操作，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的存儲(chǔ)、修改，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)用戶的信息。服務(wù)器在該系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的地位，一切的服務(wù)都是由服務(wù)器來(lái)提供的，客戶端的操作請(qǐng)求由服務(wù)器來(lái)響應(yīng)，服務(wù)器響應(yīng)不同的操作返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)不同的服務(wù)。

如圖2所示為車行寶數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的主頁(yè)面，該頁(yè)面可總體分為三模塊：用戶信息模塊、用戶情況分析模塊、在線總覽模塊。

（1）用戶信息模塊包括日期、用戶平均駕駛時(shí)間、健康情況、在線量的信息;（2）用戶情況分析模塊包括異常信息、年齡分布、在線人數(shù)變化的信息;（3）在線總覽模塊包括地圖在線人數(shù)分布和地區(qū)數(shù)據(jù)的信息。

2.2 Android用戶端實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)終端是面向用戶的，除了健康監(jiān)測(cè)的核心功能外，考慮到用戶的需求，會(huì)添加一些輔助功能模塊，總體分為五個(gè)模塊：疲勞駕駛監(jiān)測(cè)模塊、健康監(jiān)測(cè)模塊、緊急聯(lián)系人模塊、設(shè)備管理模塊、定位導(dǎo)航模塊。疲勞駕駛監(jiān)測(cè)模塊包括對(duì)用戶連續(xù)駕駛時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，疲勞駕駛狀態(tài)的提醒。健康監(jiān)測(cè)模塊包括用戶生理數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與分析，對(duì)車內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與分析，以及歷史數(shù)據(jù)的查詢。緊急聯(lián)系人模塊包括緊急聯(lián)系人的管理，緊急狀態(tài)下?lián)艽蚓o急電話。設(shè)備管理模塊包括硬件設(shè)備的搜索、識(shí)別、連接，對(duì)設(shè)備信息的修改和異常自檢，與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理功能。定位導(dǎo)航模塊則包括對(duì)用戶的實(shí)時(shí)定位，地圖導(dǎo)航，路況查看，路線規(guī)劃功能。移動(dòng)端的核心功能是對(duì)用戶的健康監(jiān)測(cè)和智能提醒。

移動(dòng)端搭載平臺(tái)選擇Android平臺(tái)，Android端通過(guò)藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)與傳感器的連接，建立數(shù)據(jù)連接，然后將獲取到的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器，由服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析，然后將數(shù)據(jù)的分析結(jié)果發(fā)送至移動(dòng)端，由移動(dòng)端展示數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，包括駕駛員的健康數(shù)據(jù)分析（圖3所示）和車內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)分析（圖4所示）?；谀K化的設(shè)計(jì)，移動(dòng)端可以對(duì)傳感器設(shè)備進(jìn)行管理，如圖5界面所示，用戶可以選擇替換或新增設(shè)備。當(dāng)行車過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)狀況（如駕駛員昏厥，心臟驟停，血壓驟升等），系統(tǒng)將自動(dòng)撥打急救電話或者是預(yù)先設(shè)置好的緊急聯(lián)系人電話（圖6所示），為駕駛員的安全增添保障。

3 結(jié)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，同時(shí)對(duì)車內(nèi)環(huán)境中的甲醛，一氧化碳等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 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安全。

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Abstract：On the basis of analyzing the indexes that affect the driving safety and health of drivers， an intelligent vehicle healthy driving system based on Internet of things is studied and designed. Through the analysis of driver's health data， some reasonable suggestions are put forward for users to realize intelligent monitoring of driver's health and improve the safety factor of driving.

Key words：Internet of things; driver; vehicle; Health Monitoring