车用辅助健康监测系统的研究与设计

李秀静 刘永强 沈诗怡

摘要：在分析影响驾驶员行车安全健康指标的基础上，研究并设计了应用于车载平台的基于Android的辅助健康监测系统。通过传感器获得人体生理参数后进行数据量转换，并将其与大数据进行分析比较后给予用户合理的建议，实现对驾驶员健康的实施监测与管理。

关键词：健康监测;传感器;车载;Android

中图分类号：TP311.56        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）18-0261-02

1 背景

现如今，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的一部分，随之而来的是交通事故数量的增加。根据交通运输部发布的研究报告显示，我国近年来道路交通事故死亡人数高居世界前列，其中由于驾驶员不能够随时对自己的健康状况进行检测与判断而导致的事故占据一定的比例。

随着汽车行业的快速发展，主流汽车品牌的新款车型都已配置了智能车载娱乐系统[1]，但可用于实时健康检测的系统却十分匮乏。因此迫切需要面向与车生活相关的应用场景，开发出为驾驶员提供实时健康监测与管理服务的车载软件系统。

2 需求分析

快速的生活节奏、繁重的生活压力会使人们忽视日常的健康检测，而影响驾驶员驾驶安全的健康因素多是隐性的、不易被他人察觉的指标。车用辅助健康检测系统主要针对心率、血压、血脂、体温、体脂等健康指标进行检测，通过分析基本的生理参数评估人体健康状况。此外，对驾驶过程中的突发安全问题（如血压升高、心率异常等状况），应进行报警，情节严重时应自动拨打應急或急救电话。同时，软件需保存用户的基本信息及历史体检记录，以便于紧急情况下工医院获取用户医疗信息。

3 系统设计

3.1 操作系统的选择

Android是一种以Linux与Java为基础的开源操作系统，主要应用于便携式及可穿戴设备。目前已有许多车机的OEM（Original Entrusted Manufacture）厂商选择Android4.4版本为基础进行VOS的开发。因此，本应用的开发选用Android操作系统。

3.2 开发工具

Android Studio是一个基于IntelliJIDEA的集成Android开发环境，可用于开发和调试。在IDE基础上，Android Studio提供基于Gradle的构建支持、基于模板的向导生成常用的Android应用设计和组件。其强大的布局编辑器，支持UI控件的拖拽并可进行效果预览。

3.3 系统功能架构

本系统旨在为大众提供一款便捷式的健康实时监测系统，主要应用于车载平台系统，为用户提供一个健康管理的实时监测平台，让用户能够第一时间了解到本人的健康信息。系统主要功能模块如图1所示。

1） 心率检测功能。驾驶员进入驾驶室以后，通过手环连接智能车载系统，可实现对驾驶员心率的检测，并结合历史数据推送一分钟内的心率变化，通过语音向驾驶员进行及时播报，使其了解健康状况。

2） 酒精检测功能。当驾驶员进入驾驶室时，系统将会通过空气采集，对行车员的酒精量进行粗略测量，测出当前行车员的酒精浓度，并对其进行分析（如果酒精含量过高则进行语音播报提醒，告知行车员目前处于酒后驾驶状态）。同时会计算其距离酒精的降低到符合驾驶车辆的时间，给出相应的提示。

3） 血脂检测功能。血脂将从葡萄糖、胆固醇、甘油三酯、高密度蛋白、低密度蛋白、载脂蛋白指标进行检测，并将其当天、本周、本月的变化以折线图的形式展现出来，让驾驶员及时观察到自己的血脂变化情况。

4） 睡眠检测功能。睡眠时间将从驾驶员昨晚的睡眠状况进行分析，将其睡眠时间和深度睡眠时间进行评测，以饼状图的形式将驾驶员的工作时间、开车时间、睡眠时间逐一展示，让驾驶员充分地了解自己的工作状态与自己的驾驶时间是否存在疲劳驾驶。

5） 血压检测功能。进行血压监测时，将从舒张压、收缩压进行测量，通过数据分析，得出驾驶员的当前的血压情况，进一步得出相关的血压指标数据。

6） 体重检测功能。通过主驾驶的座椅的体重传感器进行粗略测评，得出行车员的体重，并通过BMI指标进一步得出行车员的体重是否在正常的范围，并给予相关的健康小意见。

7） 一键体检功能。行车员在驾驶室内点击一键体检，将会进行维持10秒中的检测，将对行车员的酒精、血脂、睡眠、血压、心率、体重进行全面的体检。检测完毕后将会生成一份体检报告，并对相关的异常指标进行语音播放。

8） 语音功能。驾驶员可以轻按一下语音，进入语音指令状态，云端接收数据后将会进行相应指标的情况语音播报。

4 系统功能展示

4.1 健康首页

系统首页中展示系统各功能模块，在系统启动第一时间为用户提供清晰、美观的页面（如图2）。界面从上到下依次为实时心率、一键体检、酒精检测、血脂检测、睡眠检测、血压检测、心率检测、体重检测、语音功能。

4.2 特色功能介绍

1） 一键体检

一键体检功能解决了传统体检的排队、科室多、效率低等问题，实现了将驾驶员的基本健康信息及时以体检报告单显示出来的功能，满足了广大驾驶员在日常小体检的需求，将传统医院排队检查所浪费的时间浓缩成能够自主灵活支配的时间（如图3）。

2） 心率检测

本程序的心率检测模块主要通过相应传感器进行数据采集，通过蓝牙将数据传递到系统中，进行心率的实时监测[2]。当心率超过正常数值时，将启动自动警报功能（如图4）。

3） 紧急联系人

当行车过程中出现突发状况（如突发车祸、驾驶员突然晕眩失去对车的控制、驾驶员突然心脏骤停等），系统将自动拨打急救电话或预先设定的联系人电话，为驾驶员的身体健康和安全驾驶提供更好的监测和保障（如图5）。

5 结束语

汽车驾驶员的健康状况直接影响行车安全。本系统通过对人体心率、血压、血脂、体温、体脂等基本生理指标进行实时检查，并对驾驶过程中的突发安全问题进行报警及应急处理，可在一定程度上保障驾驶员行车完全。

参考文献：

[1] 陈晓娟， 楼培德. 基于OBD的车载智能终端现状及其发展趋势[J]. 软件， 2014， 35（10）： 95-99.

[2] 苌飞霞， 尹军， 张和华， 等. 一种基于智能终端的人体心电信号监护系统设计[J]. 传感技术学报， 2014， 40（1）： 79-81.

[3] 钟君， 蔡黎明， 于涌. 基于MLX90614的无限温度采集系统设计[J]. 传感器与微系统， 2015， 34（3）： 87-89.

【通联编辑：谢媛媛】