基于脑电波和Zigbee的疲劳驾驶预警系统

1.一种基于脑电波和Zigbee的疲劳驾驶预警系统，其特征在于，包括地理信息模块、疲劳监测模块、预警提示模块、预警分析模块和无线通信模块；所述疲劳监测模块使用脑电波监测驾驶员疲劳程度，在监测到驾驶员疲劳后，将疲劳信息发送至预警提示模块和预警分析模块；所述预警分析模块负责疲劳预警信息的编码和解码以及向远程车辆发送本车的预警信息和接收来自远程车辆的预警信息；所述无线通信模块使用Zigbee作为底层传输网络，负责二进制比特流的传输；其中，
所述预警分析模块包括：预警信息发送子模块和预警信息接收子模块；
在接收到疲劳监测模块发送的疲劳信息后，所述预警信息发送子模块从地理信息模块中读取当前车辆的位置、速度和方向，并构造预警信息数据包发送至所述无线通信模块；
所述预警信息接收子模块在接收到无线通信模块发送来的数据信息后，首先从数据中获取远程预警车辆的位置、速度和方向，随后通过地理信息模块获取本车位置，并计算预警车辆和本车之间的距离，以用于判断向预警提示模块发送预警信息。

基于脑电波和Zigbee的疲劳驾驶预警系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种基于脑电波和Zigbee的疲劳驾驶预警系统，属于无线通信技术领域。\n背景技术\n[0002] 现阶段的疲劳预警系统根据监测指标的不同可分为以下三类：基于驾驶人生理参数测量的预警系统(脑电图、心电图、肌电图等)、基于驾驶人物理反应的预警系统(眨眼频率、闭眼时间等)、基于驾驶行为与车辆行为的预警系统(方向盘、侧位移、白线位置等)。\n[0003] 当前的疲劳驾驶预警系统的主要思路都是在驾驶员处于疲劳状态时能及时给予警告，但是警告范围仅限于当前车辆，周围车辆不能得到警告信息。\n发明内容\n[0004] 为克服现有疲劳驾驶预警系统不能警告周围车辆的不足，本发明提供了一种新的疲劳驾驶预警系统。该系统能够在检测到驾驶员疲劳后，将警告信息发送至周围车辆。\n[0005] 本系统包括地理信息模块、疲劳监测模块、预警提示模块、预警分析模块和无线通信模块；所述预警分析模块包括预警信息发送子模块和预警信息接收子模块；所述无线通信模块包括串口配置子模块、串口接收子模块、串口发送子模块和Zigbee配置子模块。\n[0006] 基于脑电波和Zigbee的疲劳驾驶预警系统不仅能够在驾驶员疲劳驾驶时发出警告，还可以和周围的汽车通信，故而在得知周边可能存在有疲劳驾驶的车辆时，可以提高驾驶员的警惕性，以免造成不必要的损失。\n附图说明\n[0007] 图1系统结构图；\n[0008] 图2疲劳监测模块流程图；\n[0009] 图3预警分析模块流程图；\n[0010] 图4预警提示模块流程图；\n[0011] 图5无线通信模块结构图；\n具体实施方式\n[0012] 实施例1\n[0013] 如图1所示，基于脑电波和Zigbee的疲劳驾驶预警系统采用模块化设计，分为5个模块。疲劳检测模块使用脑机接口直接读取驾驶员的脑电波数据，并在此基础上判断驾驶员的疲劳程度；预警分析模块负责向远程车辆发送本车的预警消息，同时接收来自远程车辆的预警消息；预警提示模块的功能是将本地或远程的预警信息转化为易于驾驶员识别的提示信息，并通过语音进行播放，以提示驾驶员注意；地理信息模块用于取得当前车辆的物理信息；无线通信模块是整个系统的底层，通过Zigbee设备组建无线Mesh网络将所有的车辆连接起来。\n[0014] 实施例2\n[0015] 本实施例提供疲劳检测模块的一个具体实施方案。疲劳检测模块的工作流程如图\n2所示。首先需连接脑电波设备，并判断连接是否成功。若连接失败，则结束。若连接成功，则打开数据连接，从脑电波设备读取驾驶员的脑电波信息。在获得驾驶员的脑电波信息之后，即可通过脑电波计算驾驶员的疲劳程度，当驾驶员疲劳程度达到一个阈值的时候，本模块将驾驶员疲劳的信息发送至预警提示模块和预警分析模块。\n[0016] 实施例3\n[0017] 本实施例提供预警分析模块的一个具体实施方案。预警分析模块包括预警信息发送子模块和预警信息接收子模块。预警信息发送子模块的工作流程如图3a所示。在接收到疲劳检测模块发送的疲劳信息后，预警信息发送子模块从地理信息模块中读取当前车辆的位置、速度 和方向等物理信息，并构造预警信息数据包。数据包格式如下表所示。\n[0018] 预警信息数据包格式表\n[0019]\n[0020] 预警信息发送子模块将构造的数据包发送至无线发送子模块，通过Zigbee网络发送至其他车辆。\n[0021] 预警信息接收子模块的工作流程如3b所示。预警信息接收子模块在接收到无线通信模块发送来的数据信息后，首先从数据中获取远程预警车辆的位置、速度和方向等信息，随后通过地理信息模块获取本车位置，并计算预警车辆和本车之间的距离，若预警车辆在本车附近，则向预警提示模块发送预警信息。\n[0022] 实施例4\n[0023] 本实施例提供预警提示模块的一个具体实施方案。预警提示模块在接收到提示信息后，将提示信息转换为语音，并播放提示。\n[0024] 实施例5\n[0025] 本实施例提供无线通信模块的一个具体实施方案。无线通信模块结构如图5所示，包括串口配置子模块、串口接收子模块、串口发送子模块和Zigbee配置子模块。系统上层应用程序与Zigbee底层硬件之间通过串口进行数据交流，无线通信模块要将预警信息数据包通过串口转发至底层Zigbee设备，需要对底层Zigbee设备所使用的串口进行参数配置，包括串口设备地址、波特率、是否需要输入流和输出流管理、数据发送和接收的数据位和停止位、是否需要奇偶校验等。串口接收子模块和串口发送子模块分别负责接收和发送底层的串口数据。Zigbee配置子模块用于配置Zigbee设备，在Zigbee网络中，只有使用相同PID及频道的节点才可以组成Mesh网络。