基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車載健康駕駛系統(tǒng)的分析

1、 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車載健康駕駛系統(tǒng)的分析 殷滔 洪蕾 穆文秀Summary：文章在分析影響駕駛員行車安全健康指標的基礎(chǔ)上，研究并設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能車載健康駕駛系統(tǒng)。通過對駕駛員健康數(shù)據(jù)的分析，對用戶提出合理的建議，實現(xiàn)對駕駛員健康的智能監(jiān)測，提高駕駛的安全系數(shù)。Key：物聯(lián)網(wǎng);駕駛員;車載;健康監(jiān)測：TP391.44 ：A ：1007-9416（2019）09-0103-020 引言現(xiàn)如今，汽車已成為人們生活中不可或缺的一部分，與之而來的是交通事故數(shù)量的增加，其中一定比例的交通事故是由于駕駛員無法隨時對自己的健康狀況進行檢測而導致。目前主流汽車品牌的新款車型，都已經(jīng)標配了智能車載娛樂系統(tǒng)，

2、但是針對于駕駛主體即駕駛員健康監(jiān)測的車載系統(tǒng)卻極為匱乏，因此，智能車載健康駕駛系統(tǒng)必然會是汽車行業(yè)未來的發(fā)展方向。1 系統(tǒng)分析為了能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛駕駛員的健康狀況，系統(tǒng)應該具備數(shù)據(jù)采集，處理，和展示的功能，因此系統(tǒng)可以由底層傳感器，web服務器和移動終端三部分組成。將傳感器嵌入車輛駕駛室，實時采集駕駛員的各項健康數(shù)據(jù)。移動終端與用戶直接交互，移動終端上的應用設(shè)計直接影響該系統(tǒng)的好壞。移動終端應用可以通過手機藍牙與硬件穿戴設(shè)備連接，獲取硬件設(shè)備采集到的用戶各項健康數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)，移動終端從服務器獲取處理過的數(shù)據(jù)，通過健康報表的形式展現(xiàn)給用戶。服務器對應的是數(shù)據(jù)的處理層，服務器對傳感器采集到的數(shù)

3、據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，為移動終端提供用戶的詳細個人信息、歷史記錄的各項健康信息、環(huán)境信息等1。此外，本系統(tǒng)將用戶數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)進行匹配，為用戶提供合理的健康貼士。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的各個層次結(jié)構(gòu)如表1所示，分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、信息展示層四個層次2。其中，數(shù)據(jù)采集層與信息傳輸層是本系統(tǒng)的重要組成部分。硬件設(shè)備的傳感器設(shè)備從人體上采集所需的溫度、濕度、血氧和運動狀態(tài)等數(shù)據(jù)，通過各個采集節(jié)點使用藍牙技術(shù)以及設(shè)計的Profile協(xié)議與基站實現(xiàn)通訊，將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理平臺，最后數(shù)據(jù)處理平臺通過接口實現(xiàn)與手機端的通訊，數(shù)據(jù)采用JSON格式儲存于服務器數(shù)據(jù)庫中便于用戶使用。信息傳輸方式選

4、擇藍牙傳輸，相較于其他常用的數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)比如無線WALN局域網(wǎng)技術(shù)、ZigBee技術(shù)等，有以下特點傳輸速率快、距離遠、數(shù)據(jù)包短、功率低、抗干擾能力強、輻射小的特點，最為重要的是硬件設(shè)備與手機之間的交互更為便捷高效。2 系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)分析完成后，對Web網(wǎng)頁平臺端和Android用戶平臺段進行開發(fā)與調(diào)試，通過測試來優(yōu)化網(wǎng)上平臺功能并分析其表現(xiàn)。傳感器能夠?qū)⑵洳杉降男碾娦盘枌崟r通過藍牙協(xié)議傳輸?shù)椒掌鞫?。本系統(tǒng)具有實時的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)信息化存儲及其管理，能夠進行健康指標檢測，實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析和異常狀況警報提示。同時通過數(shù)據(jù)可視化工具將數(shù)據(jù)展示給用戶，通過數(shù)據(jù)分析用戶健康特征，給出數(shù)據(jù)分析報告

5、3-6。2.1 Web網(wǎng)頁平臺實現(xiàn)服務器為本系統(tǒng)提供基本服務，通過實現(xiàn)邏輯調(diào)用實現(xiàn)基本操作，通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對信息的存儲、修改，數(shù)據(jù)庫中存儲用戶的信息。服務器在該系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的地位，一切的服務都是由服務器來提供的，客戶端的操作請求由服務器來響應，服務器響應不同的操作返回相應的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)不同的服務。如圖2所示為車行寶數(shù)據(jù)管理平臺的主頁面，該頁面可總體分為三模塊：用戶信息模塊、用戶情況分析模塊、在線總覽模塊。（1）用戶信息模塊包括日期、用戶平均駕駛時間、健康情況、在線量的信息;（2）用戶情況分析模塊包括異常信息、年齡分布、在線人數(shù)變化的信息;（3）在線總覽模塊包括地圖在線人數(shù)分布和地區(qū)數(shù)據(jù)

6、的信息。2.2 Android用戶端實現(xiàn)移動終端是面向用戶的，除了健康監(jiān)測的核心功能外，考慮到用戶的需求，會添加一些輔助功能模塊，總體分為五個模塊：疲勞駕駛監(jiān)測模塊、健康監(jiān)測模塊、緊急聯(lián)系人模塊、設(shè)備管理模塊、定位導航模塊。疲勞駕駛監(jiān)測模塊包括對用戶連續(xù)駕駛時間的統(tǒng)計，疲勞駕駛狀態(tài)的提醒。健康監(jiān)測模塊包括用戶生理數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析，對車內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析，以及歷史數(shù)據(jù)的查詢。緊急聯(lián)系人模塊包括緊急聯(lián)系人的管理，緊急狀態(tài)下?lián)艽蚓o急電話。設(shè)備管理模塊包括硬件設(shè)備的搜索、識別、連接，對設(shè)備信息的修改和異常自檢，與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理功能。定位導航模塊則包括對用戶的實時定位，地圖導航，路況查

7、看，路線規(guī)劃功能。移動端的核心功能是對用戶的健康監(jiān)測和智能提醒。移動端搭載平臺選擇Android平臺，Android端通過藍牙實現(xiàn)與傳感器的連接，建立數(shù)據(jù)連接，然后將獲取到的數(shù)據(jù)傳輸至服務器，由服務器進行數(shù)據(jù)的處理與分析，然后將數(shù)據(jù)的分析結(jié)果發(fā)送至移動端，由移動端展示數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，包括駕駛員的健康數(shù)據(jù)分析（圖3所示）和車內(nèi)環(huán)境的數(shù)據(jù)分析（圖4所示）?；谀K化的設(shè)計，移動端可以對傳感器設(shè)備進行管理，如圖5界面所示，用戶可以選擇替換或新增設(shè)備。當行車過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況（如駕駛員昏厥，心臟驟停，血壓驟升等），系統(tǒng)將自動撥打急救電話或者是預先設(shè)置好的緊急聯(lián)系人電話（圖6所示），為駕駛員的安全增添保

8、障。3 結(jié)語汽車駕駛員的健康狀況直接影響行車安全。本系統(tǒng)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，同時對車內(nèi)環(huán)境中的甲醛，一氧化碳等指標進行實時監(jiān)測， 并對駕駛過程中的突發(fā)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安全。Reference1 Lan Sommerville.軟件工程Software Engneering（英文版第8版）M.機械工業(yè)出版社，2006.2 梁穎紅.軟件工程理論與實踐M.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2008.3 伯內(nèi)特（Ed Burnette）.Android基礎(chǔ)教程（第3版）M.田俊靜，張波，黃湘情，譯.人民郵電出版社，2011.4

9、 賈順賀，陳建飛，陳古運，等.基于MVC架構(gòu)的個人健康信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)J.計算機應用與軟件，2018（3）：43-48.5 申斌，張桂青，汪明，李成棟.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)J.自動化與儀表，2013（02）：6-10.6 陳曉娟，樓培德.基于OBD的車載智能終端現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢J.軟件，2014（10）：95-99.Abstract：On the basis of analyzing the indexes that affect the driving safety and health of drivers， an intelligent vehicle healthy driving system based on Internet of things is studied and designed. Through the analysis of drivers health data， some reasonable suggestions are put forward for users to realize i