車用輔助健康監測系統的研究與設計

李秀靜 劉永強 沈詩怡

摘要：在分析影響駕駛員行車安全健康指標的基礎上，研究并設計了應用于車載平臺的基于Android的輔助健康監測系統。通過傳感器獲得人體生理參數后進行數據量轉換，并將其與大數據進行分析比較后給予用戶合理的建議，實現對駕駛員健康的實施監測與管理。

關鍵詞：健康監測;傳感器;車載;Android

中圖分類號：TP311.56? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）18-0261-02

1 背景

現如今，汽車已成為人們日常生活中不可或缺的一部分，隨之而來的是交通事故數量的增加。根據交通運輸部發布的研究報告顯示，我國近年來道路交通事故死亡人數高居世界前列，其中由于駕駛員不能夠隨時對自己的健康狀況進行檢測與判斷而導致的事故占據一定的比例。

隨著汽車行業的快速發展，主流汽車品牌的新款車型都已配置了智能車載娛樂系統[1]，但可用于實時健康檢測的系統卻十分匱乏。因此迫切需要面向與車生活相關的應用場景，開發出為駕駛員提供實時健康監測與管理服務的車載軟件系統。

2 需求分析

快速的生活節奏、繁重的生活壓力會使人們忽視日常的健康檢測，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。車用輔助健康檢測系統主要針對心率、血壓、血脂、體溫、體脂等健康指標進行檢測，通過分析基本的生理參數評估人體健康狀況。此外，對駕駛過程中的突發安全問題（如血壓升高、心率異常等狀況），應進行報警，情節嚴重時應自動撥打應急或急救電話。同時，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院獲取用戶醫療信息。

3 系統設計

3.1 操作系統的選擇

Android是一種以Linux與Java為基礎的開源操作系統，主要應用于便攜式及可穿戴設備。目前已有許多車機的OEM（Original Entrusted Manufacture）廠商選擇Android4.4版本為基礎進行VOS的開發。因此，本應用的開發選用Android操作系統。

3.2 開發工具

Android Studio是一個基于IntelliJIDEA的集成Android開發環境，可用于開發和調試。在IDE基礎上，Android Studio提供基于Gradle的構建支持、基于模板的向導生成常用的Android應用設計和組件。其強大的布局編輯器，支持UI控件的拖拽并可進行效果預覽。

3.3 系統功能架構

本系統旨在為大眾提供一款便捷式的健康實時監測系統，主要應用于車載平臺系統，為用戶提供一個健康管理的實時監測平臺，讓用戶能夠第一時間了解到本人的健康信息。系統主要功能模塊如圖1所示。

1） 心率檢測功能。駕駛員進入駕駛室以后，通過手環連接智能車載系統，可實現對駕駛員心率的檢測，并結合歷史數據推送一分鐘內的心率變化，通過語音向駕駛員進行及時播報，使其了解健康狀況。

2） 酒精檢測功能。當駕駛員進入駕駛室時，系統將會通過空氣采集，對行車員的酒精量進行粗略測量，測出當前行車員的酒精濃度，并對其進行分析（如果酒精含量過高則進行語音播報提醒，告知行車員目前處于酒后駕駛狀態）。同時會計算其距離酒精的降低到符合駕駛車輛的時間，給出相應的提示。

3） 血脂檢測功能。血脂將從葡萄糖、膽固醇、甘油三酯、高密度蛋白、低密度蛋白、載脂蛋白指標進行檢測，并將其當天、本周、本月的變化以折線圖的形式展現出來，讓駕駛員及時觀察到自己的血脂變化情況。

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

5） 血壓檢測功能。進行血壓監測時，將從舒張壓、收縮壓進行測量，通過數據分析，得出駕駛員的當前的血壓情況，進一步得出相關的血壓指標數據。

6） 體重檢測功能。通過主駕駛的座椅的體重傳感器進行粗略測評，得出行車員的體重，并通過BMI指標進一步得出行車員的體重是否在正常的范圍，并給予相關的健康小意見。

7） 一鍵體檢功能。行車員在駕駛室內點擊一鍵體檢，將會進行維持10秒中的檢測，將對行車員的酒精、血脂、睡眠、血壓、心率、體重進行全面的體檢。檢測完畢后將會生成一份體檢報告，并對相關的異常指標進行語音播放。

8） 語音功能。駕駛員可以輕按一下語音，進入語音指令狀態，云端接收數據后將會進行相應指標的情況語音播報。

4 系統功能展示

4.1 健康首頁

系統首頁中展示系統各功能模塊，在系統啟動第一時間為用戶提供清晰、美觀的頁面（如圖2）。界面從上到下依次為實時心率、一鍵體檢、酒精檢測、血脂檢測、睡眠檢測、血壓檢測、心率檢測、體重檢測、語音功能。

4.2 特色功能介紹

1） 一鍵體檢

一鍵體檢功能解決了傳統體檢的排隊、科室多、效率低等問題，實現了將駕駛員的基本健康信息及時以體檢報告單顯示出來的功能，滿足了廣大駕駛員在日常小體檢的需求，將傳統醫院排隊檢查所浪費的時間濃縮成能夠自主靈活支配的時間（如圖3）。

2） 心率檢測

本程序的心率檢測模塊主要通過相應傳感器進行數據采集，通過藍牙將數據傳遞到系統中，進行心率的實時監測[2]。當心率超過正常數值時，將啟動自動警報功能（如圖4）。

3） 緊急聯系人

當行車過程中出現突發狀況（如突發車禍、駕駛員突然暈眩失去對車的控制、駕駛員突然心臟驟停等），系統將自動撥打急救電話或預先設定的聯系人電話，為駕駛員的身體健康和安全駕駛提供更好的監測和保障（如圖5）。

5 結束語

汽車駕駛員的健康狀況直接影響行車安全。本系統通過對人體心率、血壓、血脂、體溫、體脂等基本生理指標進行實時檢查，并對駕駛過程中的突發安全問題進行報警及應急處理，可在一定程度上保障駕駛員行車完全。

參考文獻：

[1] 陳曉娟， 樓培德. 基于OBD的車載智能終端現狀及其發展趨勢[J]. 軟件， 2014， 35（10）： 95-99.

[2] 萇飛霞， 尹軍， 張和華， 等. 一種基于智能終端的人體心電信號監護系統設計[J]. 傳感技術學報， 2014， 40（1）： 79-81.

[3] 鐘君， 蔡黎明， 于涌. 基于MLX90614的無限溫度采集系統設計[J]. 傳感器與微系統， 2015， 34（3）： 87-89.

【通聯編輯：謝媛媛】