一种手机传感器报警器的研究

王杰 闫肖肖 陈思豪

摘要：随着的社会经济的快速发展，手机的发展速度也越来越快，手机不在只是用来通话的电话了。手机的功能越来越全面化，使得越来越多的人为之着迷，人们对手机的依赖性更加严重，由手机引起的人身安全事故比例逐年增加。因此在手机在给我们带来便利、乐趣的同时，我们也要保护自己的人身安全。本文提出了一种关于对周围环境检测的手机报警器。

关键词：手机；报警器；人身安全

近年来随着我国智能手机的普及，手机已经成为人们生活中不可缺少的一部分，“低头族”越来越多，大街上随处都可以看到行人边走路边看手机，不注意观察周围的路况信息。据美国国家公路交通管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）统计，2010年因注意力不集中而造成的伤亡人数为74200人，其中1506人与行走使用手机相关联。行人在行走过程中执行多种程序，会给自己的认知受到干扰，从而快要当发生危险时，需要一些反应时间，以至于造成事故的发生。如今防止事故发生，成为当前社会面临的一个重要课题。

1 造成事故的成因分析

走路时使用手机，是一项复杂的行为过程，基于行人的心理分析，行人使用手机的风险示意图如下图所示。在道路行走时，行人需要整合注意力和认知力，接收附近的实时交通信息，估算车速和车辆到达时间。在此基础上，道路上的其他行人的行为特征和道路表面的实时情况都会影响影响行人的判断和认知能力。行人在道路上使用手机时，手机会对行人的听觉、视觉造成不同程度的干扰，这种多重任务的干扰会造成行人出现延迟效应，延迟的严重程度与个人的生理、心理特征相关。在延迟过程中，行人会暴露在较高的车辆伤害风险中。如果交通系统发生变化，或者路面出现断裂层，就会造成交通事故和人身安全。

行人走路时使用手机风险示意图

Mobile phone risk diagram when pedestrians walk

2 相关人身安全防护技术研究

當人们边走路边使用手机时，大多数的人感觉自己没必要担心这种安全事故的发生，正是由于人们有这样的想法才会导致安全事故的发生。一旦发生这种事故，这将会带来惨痛的代价。针对此种情况，人们提出了不同的方法，归纳起来有三种：自我控制法、人眼疲劳检测报警器、辅助装置的报警器。

（1）自我控制法。该方法主要是通过人为方式控制自己的行为，当外出走在大街上、十字路口时，自己有意识的放下自己的手机，不在这种场合玩手机，达到自身安全保护的效果。该方法的优点是不需通过其他物质来辅助，只需通过自己的神经中枢来控制自己的行为，安全性高，缺点是需要很高的自觉性，只有少数人能达到这种地步。实施起来对大部分人起不到作用。

（2）人眼疲劳检测报警器。这种报警器的原理是通过激活手机的前置摄像头来来检测眼睛的疲劳度，通过手机程序分析，当检测到人眼观看手机屏幕超过允许的时间时，发出警报，提醒行人处于危险之中。该方法的优点在于能够实时检测人眼的疲劳度，一旦眼睛处于疲劳状态，立即发出警报，实时性强。缺点是该方法需要分析大量的数据，手机耗电量大，对手机的电池寿命有一定的影响。并且不能实时检测到周围的环境状况。不能有效的达到人身安全保护的效果。

（3）辅助装置的报警器。该方法主要是通过其他辅助装置来检测周围环境安全状况。内部装置发出信号，通过回声定位，接收装置接收到信号，进行处理分析来判断周围的路况，处于危险中时发出警报。该方法的优势在于安全性能较高，数据结果较准确。缺点是不便于携带。报警器报警，当注意力集中在手机上时，报警器就没起到报警的效果。甚至造成安全事故。

3 手机传感器报警器的设计

针对上述报警器存在的问题，本文提出一种手机传感器报警器，该装置能够有效的解决走路使用手机潜在的风险，该报警器主要含有手机后置摄像头、图像处理系统、速度传感器等的设计。通过手机后置摄像头拍摄图片，然后通过图像处理程序分析，判断前方的地貌状况，周围汽车速度的检测，行人的速度。当前方路段有一段发生故障时，手机通过摄像头拍摄过来的图片进行分析。当行人靠近危险路段时，手机报警，提醒行人前方有危险；通过分析车速和行人的速度，确定行人是否处于安全范围内，如果存在危险时，手机报警，即可解决存在的潜在危险；当前方有断裂路段时，手机通过分析断裂路段的高度差，判断是否存在危险。

4 对当前存在边玩手机边走路状况的建议

随着智能时代的发展，手机确实给我带来了很多便利和乐趣，但这并不代表在任何时间，任何场合都能玩手机。特别是在走路的时候，最好不要玩手机，因为一条消息，一条新闻会把人的注意力集中在手机上，人会短暂性的忘记自己所处在什么样的环境中，出现延迟效应。正是由于自己这一疏忽，给自己或他人带来人身安全。虽然这一设计能够很好解决这种状况的发生，但也只是起到辅助作用，最好，最安全的方式就是在交通复杂的地方不要玩手机。

5 总结

通过手机传感器报警器，能够及时的发现存在的危险，并且这种报警器报警效果强，判断危险成功率高，这种设计比较简单，实用性强，能够普及使用，对人身安全有很大的帮助，这将会是社会减少事故发生的数量。

参考文献：

[1]薛峰涛.基于智能手机传感器的行为检测与研究[D].重庆：西南大学，2017.

[2]刘哲.基于智能穿戴设备提醒用户走路不玩手机的方法和系统，中国：CN106357898A[P].20170125.

[3]韩皓夫.基于智能感知的城市环境车辆测速研究[D].上海交通大学，2014.

[4]李文洋.基于智能手机传感器的行为识别算法研究[D].吉林大学，2014.

基金项目：江西省自然科学基金（No.20161BAB216106）；江西省教育厅青年基金（No.GJJ151102）

作者简介：王杰（1997），男，汉族，江西人，本科在读，主要研究方向：机械设计与制造。