基本信息
- 项目名称：
- 疲劳驾驶警报器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 随着社会经济的高度发展，汽车早飞入了寻常百姓家，成为众多人出行代步工具的首选。但是，由于汽车数量的迅猛增加，汽车行业所带来的负面影响也越来越多，交通事故的发生率不断攀升。每年，由于司机疲劳驾驶所造成的事故数量十分惊人。越来越多的司机和行人日益遭受着“安全威胁”，正是由于这种情况，我们的研究项目应运而生。疲劳驾驶警报器指在司机疲劳驾驶时及时给予提醒和警告的机器，为司机和乘客的安全提供了最大的保障。
- 详细介绍：
- 疲劳驾驶警报器 一、项目背景 随着社会经济的高度发展，汽车早已像“王谢堂前燕”，飞入了寻常百姓家，成为众多人出行代步工具的首选。但是，由于汽车数量的迅猛增加，汽车行业所带来的负面影响也越来越多，交通事故的发生率不断攀升。每年，由于司机疲劳驾驶所造成的事故数量十分惊人。越来越多的司机和行人日益遭受着“安全威胁”，正是由于这种情况，我们的研究项目应运而生。 1、交通事故评价指标 交通事故率是评价交通事故多少的一种指标。常用的事故率有三种。 (1)人口事故率 在所研究的区域内，平均每10万人中一年内发生的事故次数或死亡人数。因用死亡人数作标准,便于比较,所以一般都以死亡人数作统计标准。每10万人中的事故死亡率R1可按下式计算： R1=B*105/P 公式中B为一年内因交通事故死亡总人数；P为该地区的人口数。 (2)车辆事故率 在所研究的区域内,平均每1万辆机动车中一年内的事故次数或死亡人数。每 1万辆机动车的事故死亡率R2按下式计算： R2=B*104/M 公式中M为该地区的机动车辆总数。 （3）运行事故率 在所研究的区域内,平均每1亿车公里一年内发生的交通事故次数或死亡人数。每 1亿车公里的事故死亡率R3按下式计算： R3=B*108/V 公式中V为该地区一年内行驶的车公里总数。 2、我国的道路交通事故分类 轻微事故 是指一次造成轻伤1至2人，或者财产损失机动车事故不足1000元，非机动车事故不足200元的事故。 一般事故 是指一次造成重伤1至2人，或者轻伤3人以上，或者财产损失不足3万元的事故。 重大事故 是指一次造成死亡1至2人，或者重伤3人以上10人以下，或者财产损失3万元以上不足6万元的事故。 特大事故 是指一次造成死亡3人以上，或者重伤11人以上，或者死亡1人，同时重伤8人以上，或者死亡2人，同时重伤5人以上，或者财产损失6万元以上的事故。 二、项目主题----疲劳驾驶 1、疲劳驾驶 驾驶疲劳，是指驾驶人在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶人睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。驾驶疲劳会影响到驾驶人的注意、感觉、知觉、思维、判断、意志、决定和运动等诸方面。疲劳后继续驾驶车辆，会感到困倦瞌睡，四肢无力，注意力不集中，判断能力下降，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失，出现动作迟误或过早，操作停顿或修正时间不当等不安全因素，极易发生道路交通事故。因此，疲劳后严禁驾驶车辆。 2、疲劳驾驶的成因 引起疲劳驾驶的因素是多方面的。驾驶人的疲劳主要是神经和感觉器官的疲劳，以及因长时间保持固定姿势，血液循环不畅所引起的肢体疲劳。驾驶人长时间坐在固定的座位上，动作受到一定限制，注意力高度集中，忙于判断车外刺激信息，精神状态高度紧张，从而出现眼睛模糊、腰酸背痛、反应迟钝、驾驶不灵活等驾驶疲劳现象。形成疲劳的顺序是：眼睛，颈部、肩部、腰部，主要是眼睛和身体的疲劳。 2.1形成驾驶疲劳的主要原因 生活环境 ：居住地离工作地点过远；家务事过多或夫妻不和睦；精神负担重；社交太广，参加文娱活动时间太长。 睡眠质量 ：就寝过晚，睡眠时间太少；睡眠效果差；嘈杂的睡眠环境不能保证睡眠质量。 车内环境 ：空气质量差，通风不良；温度过高或过低；噪声和振动严重；座椅调整不当；与同车人关系紧张。 车外环境 ：在午后、傍晚、凌晨、深夜时段行车；路面状况差；道路条件好，情况单一；风沙、雨、雾、雪天气行车；交通环境差或交通条件拥挤。 运行条件 ：长时间、长距离行车；车速过快或过慢；过于限制到达目的地的时间。 身体条件 ：体力、耐久力差；视、听能力下降；体力弱或患有某种慢性疾病；服用驾驶车辆忌用的药物；女性生理特殊时期（经期、孕期）。 驾驶经历 ：技术水平低、操作生疏；驾驶时间短、经验少；安全意识差。 2.2什么情况下容易疲劳驾驶 （1）夏季行车容易导致疲劳 在夏季炎热天气或驾驶室内温度过热的环境下驾驶车辆，温度高、空气流通差，驾驶人很容易疲劳，往往会感到精神疲倦，视线逐渐变得模糊、思维变得迟钝，尤其是午后行车极易瞌睡，甚至会出现驾驶人瞬间失去记忆的现象，勉强驾驶会导致交通事故发生。夏季炎热天气行车，应尽量保持驾驶室空气畅通、温度和湿度适宜，出现疲劳时应及时停车休息，不得勉强驾驶车辆。 （2）高速行车容易导致疲劳驾驶 驾驶车辆时，随着速度的提高或持续高速行车，驾驶人会出现不同程度的驾驶疲劳现象。驾驶车辆高速行驶时，驾驶人的注意力十分集中，始终处于高度精神紧张的状态，而随着速度的不断提高和驾驶时间的延长，驾驶人会逐渐出现疲劳感觉。在高速公路上行驶，道路环境单一，交通干扰少，速度稳定，行车中的噪声和振动频率小，易使驾驶人产生单调感而困倦瞌睡，出现“高速公路催眠现象”。由此可见，驾驶车辆高速行驶，容易导致驾驶疲劳。 2.3疲劳驾驶的危害 驾驶人疲劳时判断能力下降、反应迟钝和操作失误增加。驾驶人处于轻微疲劳时，会出现换档不及时、不准确；驾驶人处于中度疲劳时，操作动作呆滞，有时甚至会忘记操作；驾驶人处于重度疲劳时，往往会下意识操作或出现短时间睡眠现象，严重时会失去对车辆的控制能力。 驾驶人疲劳时，会出现视线模糊、腰酸背疼、动作呆板、手脚发胀或有精力不集中、反应迟钝、思考不周全、精神涣散、焦虑、急躁等现象。如果仍勉强驾驶车辆，则可能导致交通事故的发生。 三、项目原理图 1、手绘原理图 此图为我们在研究初步独立完成的原理图，根据此图，制作成实体模型。（见上传图） 2、实物图 此物品是我们利用购来的零部件完成的实体模型，从不同的方面的角度进行了拍摄，并多次实验成功！（见上传图） 3、项目主要核心部件 88E6060-RCJ1型芯片、PM45-104M-F型芯片、HST-2027DR型芯片、 W9864G6IH-6型芯片、AR2317-AC1A型芯片、TP-LINK主板 4、项目的创新之处及作用 4.1项目的创新之处 该项目主要有三个主要的创新点，按摩功能，定时功能，警报功能。 （1）按摩功能：这个功能只能在最后的成品设备上才能实现。现阶段还没有实现，但是已经在原型机上设计出替代品（无线网络发射器）。在成品设备上，安装有电子脉冲按摩仪，用来按摩驾驶员的太阳穴等可以缓解疲劳的穴位。在原型机上，因为电子脉冲仪的价格较为昂贵，所以暂时用无线网络发射器来替代电子脉冲仪。用来说明，在警报器发出警报的时候，设备可以向外发出信号（用无线网络信号模拟电子脉冲信号） （2）定时功能：这个功能已经在原型机上实现。在原型机上，安装有一个电子时钟。该时钟可以设定二十组警报时间。也就是说，可以满足一次设定完毕后连续二十次的警报。而且，该电子时钟自己拥有蓄电池。再一次性充满电后，可以连续使用三个月。可以达到长途汽车驾驶员的需求。 （3）警报功能：这个功能也在原型机上得到了实现。当设备达到警报状态的时候，它会发出尖锐的鸣响，用来提醒驾驶员。同时，它也会发出红色的警报色，进一步的提醒驾驶员尽快停车休息。 4.2项目的作用 可以有效缓解驾驶员的疲劳感，降低疲劳驾驶的几率，继而降低因为疲劳驾驶而引发的交通事故。 5、与相似产品的区别 与市场上目的相似的产品相比，这项小发明加入了定时警报功能。就是说他能够设定一定的时间，类似于闹钟的性质，每隔多长时间就提醒一下驾驶员，停车休息。 该作品具有较为合理的疲劳驾驶警报功能。可以根据不同的条件人为的设定警报间隔时间。而且还兼顾了按摩装置，可以进一步的缓解驾驶员的疲劳感觉。 四、项目作品的使用方法 第一步：把项目作品接通电源，是作品达到工作状态。 第二步：调整警报时间 ①按设定按钮，进入设定警报时间状态。 ②选择小时和分钟按钮，开始调整警报时间。 ③当调完一组警报时间时，若想设定下一次警报时间，则选择继续按设定按钮，进入下一个警报时间的设定状态。若不想再设定新的警报时间，则选择按时钟按钮，结束设定。以此类推。 ④调整完毕后，选择按模式按钮，选定自动关状态。 ⑤当警报器达到预先设定好的工作时间的时候，警报器外端的LED警报灯会发出红色亮光和刺耳的警报声音。同时，打开电脑，搜索无线网络，会找到一个新的无线网。这个无线网就是作品在工作状态下时向外发出的信号。 ⑥项目作品会在每个工作时间点上持续工作一分钟。在这一分钟内，会产生包括声响，灯光和无线网的提醒。同时，一旦作品结束工作状态，则所有提醒措施都将暂停。 五、实验结果 该项目经过多次反复试验，已经初步达到了原型机的设计初衷。经过十五次的试验，警报器都能够按时准确的在已经设定的时间段上完成任务（三大功能都能够很出色的完成）。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 随着社会经济的发展，汽车已经不是什么稀罕的物件了。但是，汽车数量的增加，也导致了更多的交通事故的发生。而这些交通事故，又有很大一部分是因为疲劳驾驶造成的。 疲劳驾驶，顾名思义:意思是驾驶员在疲劳状态下驾驶机动车辆。这是一种非常危险地行为。所以，我想到了设计一个警报装置，来提醒驾驶员已经疲劳驾驶了，请尽快停车休息。 创新点：按摩功能，定时功能，警报功能
科学性、先进性
- 作品的先进性： 该作品的先进性就体现在它的主要功能上，特别是按摩功能。在同类产品中，也有具有按摩功能的产品，但是很少有是用电子脉冲信号来充当按摩信号的。这就是它的一个先进性。 与现有技术作对比： 与市场上目的相似的产品相比，这项小发明加入了定时警报功能。就是说他能够设定一定的时间，类似于闹钟的性质，每隔多长时间就提醒一下驾驶员，停车休息。进过实验，该作品可以做到一次性设定二十组警报时段。同样的，在按摩功能上也是在同类产品中较为优秀的。 突出的实质性技术特点： 该项目的突出的实质性技术特点主要分为两个方面。第一个方面就是前文提到的电子脉冲按摩功能。另一个就是抓住了当今社会的一个主要的矛盾-----疲劳驾驶。 补充： 该项目是自己去思考，去实践操作的。完全是学生的原创构思。经过学生们的思考、研究，再加上指导教师的点播，最终完成了这个原型机设计和制作。
获奖情况及鉴定结果
- 暂无。
作品所处阶段
- 实物试验阶段，并取得多次试验成功。
技术转让方式
- 暂无。
作品可展示的形式
- 实物展示。该作品已在创作者的努力下完成成品，并多次试验成功。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势 该作品具有较为合理的疲劳驾驶警报功能。可以根据不同的条件人为的设定警报间隔时间。而且还兼顾了按摩装置，可以进一步的缓解驾驶员的疲劳感觉。 适应范围及推广前景 该项目主要适用于长途汽车司机，因为长途汽车司机经常性的处于疲劳驾驶的状态之中。所以，对于这部分人群，该项目还是具有较为明朗的前景。
同类课题研究水平概述
- 目前中国市场上现有一款拥有重力感知的疲劳驾驶警报设备，它可以根据驾驶员的姿势来确定驾驶员是否处于疲劳驾驶的状态。但是，这个设备也有一定的不确定性。因为驾驶员的姿势是因人而异的，该设备很容易出现误报的情况。如果在没有疲劳驾驶的时候警报了还没什么，如果真的处于疲劳驾驶状态而没有警报，将会很容易出现交通事故。 与市场上目的相似的产品相比，这项小发明加入了定时警报功能。就是说他能够设定一定的时间，类似于闹钟的性质，每隔多长时间就提醒一下驾驶员，停车休息。进过实验，该作品可以做到一次性设定二十组警报时段。同样的，在按摩功能上也是在同类产品中较为优秀的。 相对于该设备，我们的设备可以从根本上解决疲劳驾驶的问题。因为它是在计算时间。在驾驶员驾驶汽车一段时间后，警报功能开始工作。就是说，根本就不让疲劳感出现。不出现疲劳感也就不存在疲劳驾驶的问题了。
