本發(fā)明涉及一種傳感器檢測裝置，尤其是涉及一種監(jiān)測室內人員疲勞度的手環(huán)及系統。

背景技術：

當今隨著社會壓力的增大，人們的工作時長也不斷的增多，很多工作人員處于過度疲勞的亞健康狀態(tài)，對人體的健康有著巨大的危害，過度疲勞有可能會引發(fā)很多種疾病，更有甚者會造成過勞死這樣的悲劇。人在疲勞時往往身體協調性差、大腦支配力下降、注意力分記憶力下降、思維遲緩、動作緩慢，因而很容易判斷失誤，從而造成事故?，F在，很多公司白領、程序員等等辦公室人員由于長時間工作，很難判斷出他們的工作強度和疲勞程度，這樣很容易發(fā)生猝死的事故。因此，監(jiān)測室內人員工作強度及疲勞度的手環(huán)的研制有著非常實際的意義和廣泛的用途。

現在的檢測人體疲勞度的方法有很多種，有的通過檢測人體血液容積信息來分析人體疲勞度，有的通過化驗分析唾液淀粉酶的含量來分析人體疲勞度，有的通過檢測人的語言與大腦活力來分析人體疲勞度，還有一些通過采取問答法、測量心跳法等等來分析人體疲勞度。這些方法雖然可以采用，但是都有一定的缺點，不是準確度不高，就是應用起來比較麻煩。

申請公布號為cn105788175a的中國專利公開了一種駕駛員疲勞駕駛預警手環(huán)，佩戴在駕駛員手腕上，包括手環(huán)主體和手環(huán)連，手環(huán)主體包括電源模塊、姿態(tài)傳感器、脈搏傳感器、時鐘模塊、振動電機、電機驅動、微控制器和語音報警模塊，各模塊均與微控制器電性相連，姿態(tài)傳感器用以測量駕駛員手臂的三軸加速度，脈搏傳感器用以測量駕駛員的心率。通過姿態(tài)傳感器和脈搏傳感器檢測駕駛員的狀態(tài)，當發(fā)現駕駛員處于疲勞狀態(tài)時，通過語音和振動電機提示駕駛員。然而該預警手環(huán)功能單一，僅靠自身的語音和振動來提示駕駛員，沒有進行全面的預警和保護。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種具有疲勞監(jiān)測、室內定位等功能的監(jiān)測室內人員疲勞度的手環(huán)及系統。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種監(jiān)測室內人員疲勞度的手環(huán)，包括手環(huán)主體和手環(huán)帶，所述的手環(huán)主體中內置有相互連接的脈搏傳感器和測控模塊，所述的手環(huán)主體中還內置有無線收發(fā)器，所述的無線收發(fā)器與測控模塊連接，脈搏傳感器將被測人員脈搏信號發(fā)送給測控模塊，測控模塊進行信號的特征提取和處理，將處理結果通過無線收發(fā)器向外發(fā)送。

所述的測控模塊為cotex-m4內核的stm32l476低功耗單片機。

所述的無線收發(fā)器為具有l(wèi)ora組網能力的sx1278芯片。

所述的手環(huán)帶上設有針扣和針孔。

一種帶有所述的監(jiān)測室內人員疲勞度的手環(huán)的監(jiān)測系統，包括手環(huán)、集中器、路由器、服務器和客戶端，手環(huán)中的無線收發(fā)器依次與集中器、路由器、服務器和客戶端連接，無線收發(fā)器與集中器之間通過lora網絡連接。

所述的集中器內置sx1278芯片和用于與路由器通信的esp8266無線模塊。

所述的客戶端包括pc和手機。

所述的集中器獲取其與無線收發(fā)器之間的rssi信號強度信息，從而對手環(huán)主體進行定位。

所述的無線收發(fā)器默認處于睡眠狀態(tài)，所述的集中器以設定周期向無線收發(fā)器廣播發(fā)送帶有匹配信息的喚醒碼，無線收發(fā)器收到后喚醒碼進行匹配，若匹配成功，則無線收發(fā)器進入工作狀態(tài)，否則繼續(xù)保持睡眠狀態(tài)。

所述的無線收發(fā)器進入工作狀態(tài)后，接收集中器發(fā)來的數據采集指令，然后向集中器返回采集到的脈搏數據，并進入睡眠狀態(tài)。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)手環(huán)主體中還內置有無線收發(fā)器，無線收發(fā)器與測控模塊連接，可將采集到的信號通過無線收發(fā)器向外發(fā)送，從而遠程獲取被監(jiān)測人員的狀態(tài)，有利于實施全面的預警和防護。

(2)無線收發(fā)器為具有l(wèi)ora組網能力的sx1278芯片，因此集中器可以獲取其與無線收發(fā)器之間的rssi信號強度信息，從而對手環(huán)主體進行定位，對被監(jiān)測人員進行全方面的監(jiān)護。

(3)無線收發(fā)器默認處于睡眠狀態(tài)，接收到符合的喚醒信號以后進入工作狀態(tài)，節(jié)約能耗和成本，可以廣泛應用辦公室員工、學校學生監(jiān)測保護，推廣lora技術。

附圖說明

圖1為本實施例手環(huán)的結構示意圖；

圖2為本實施例監(jiān)測系統的部件連接框圖；

圖3為本實施例監(jiān)測系統工作流程圖；

圖4為本實施例監(jiān)測系統集中器定位原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例

如圖1所示，一種監(jiān)測室內人員疲勞度的手環(huán)，包括手環(huán)主體2和手環(huán)帶1，手環(huán)主體2中內置有相互連接的脈搏傳感器和測控模塊，手環(huán)主體2中還內置有無線收發(fā)器，手環(huán)帶1和針扣3以及針孔4用于將手環(huán)主體2戴在手上，使手環(huán)主體2盡可能的貼近皮膚脈搏；手環(huán)主體2內部嵌有脈搏傳感器以及l(fā)ora發(fā)射模塊，分別用于采集人體脈搏信號和將采集到的數據通過lora無線技術發(fā)射到集中器；

圖2中，室內人員疲勞監(jiān)測系統由多節(jié)點采集模塊、集中器組成監(jiān)測系統，多節(jié)點采集模塊使用pulsesensor采集脈搏信號。傳感器采集到的多參數信號進入stm32l476中進行信號提取、干擾處理以及疲勞分析；集中器采集各節(jié)點數據，通過現有無線wifi傳到服務器。監(jiān)測系統可以通過pc和手機app實行進行訪問云端服務器，如果出現指標異常，監(jiān)測系統就會報警，提醒相關人員采取措施，防止意外情況。

圖3中，系統首先設定脈搏a/d采樣初始化，然后定時器中斷開始，完成脈搏參數采樣，通過調用通過內置的dsp的256點的fft子函數對所采集的脈搏信號進行頻譜分析；最后，定義頻譜量比為高次頻譜能量能量和與第一主峰的頻譜能量比值k來確定人的疲勞狀態(tài)。脈搏計算任務周期地采集、濾波、計算心率值。為了避免因采集干擾，采用防脈沖干擾系統初始化完成后進行一次基準值采樣，用于后期判斷的基礎，對基準狀態(tài)下脈搏時域進行fft變換為各次頻譜、頻譜能量等信息如圖3所示，通過實驗可知99％以上的能量集中在10hz之內，利用fir濾波器實現帶通功能，通過工具箱fdatool獲得數字濾波器系數后在stm32l4運行arm_fir_f32函數，完成數字濾波。通過分析第一主峰s(1)與其他峰頻譜能量s(2)、s(3)、s(4)的關系可以得知被測者疲勞狀態(tài)。定義頻譜能量系數k＝(s(2)+s(3)+s(4))/s(1)。

為了保證低功耗，本系統的集中器采用定時3min采集數據，當在其他時間段節(jié)點1-n處于休眠態(tài)；當采集數據時，首先集中器以廣播的方式，發(fā)送帶有員工工號的喚醒碼，所有的節(jié)點都能收到對應工號喚醒碼并對工號進行比對是否是喚醒自己，若工號不符則繼續(xù)睡眠，若工號符合，則該lora立即喚醒進入工作狀態(tài)，喚醒過后，集中器會接著發(fā)送讀取指令到已喚醒的工作節(jié)點，待收到指令后再向集中器返回數據，隨后進入睡眠態(tài)以降低能耗。

圖4中，為了保證出現員工過度勞累出現身體的及時發(fā)現，必要定位是不可缺少的，gps在室內的定位根本無法保證，本系統的集中器通過讀取寄存器rssi的值可以知道工號的位置信息，便于第一時間突發(fā)情況救援。