基于物联网的智能车载健康驾驶系统的分析

殷滔 洪蕾 穆文秀

摘要：文章在分析影響驾驶员行车安全健康指标的基础上，研究并设计了基于物联网的智能车载健康驾驶系统。通过对驾驶员健康数据的分析，对用户提出合理的建议，实现对驾驶员健康的智能监测，提高驾驶的安全系数。

关键词：物联网;驾驶员;车载;健康监测

中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）09-0103-02

0 引言

现如今，汽车已成为人们生活中不可或缺的一部分，与之而来的是交通事故数量的增加，其中一定比例的交通事故是由于驾驶员无法随时对自己的健康状况进行检测而导致。目前主流汽车品牌的新款车型，都已经标配了智能车载娱乐系统，但是针对于驾驶主体即驾驶员健康监测的车载系统却极为匮乏，因此，智能车载健康驾驶系统必然会是汽车行业未来的发展方向。

1 系统分析

为了能够实时监测车辆驾驶员的健康状况，系统应该具备数据采集，处理，和展示的功能，因此系统可以由底层传感器，web服务器和移动终端三部分组成。将传感器嵌入车辆驾驶室，实时采集驾驶员的各项健康数据。移动终端与用户直接交互，移动终端上的应用设计直接影响该系统的好坏。移动终端应用可以通过手机蓝牙与硬件穿戴设备连接，获取硬件设备采集到的用户各项健康数据以及环境数据，移动终端从服务器获取处理过的数据，通过健康报表的形式展现给用户。服务器对应的是数据的处理层，服务器对传感器采集到的数据进行数据处理，为移动终端提供用户的详细个人信息、历史记录的各项健康信息、环境信息等[1]。此外，本系统将用户数据与大数据进行匹配，为用户提供合理的健康贴士。系统架构如图1所示。

系统的各个层次结构如表1所示，分为数据采集层、数据传输层、数据处理层、信息展示层四个层次[2]。

其中，数据采集层与信息传输层是本系统的重要组成部分。硬件设备的传感器设备从人体上采集所需的温度、湿度、血氧和运动状态等数据，通过各个采集节点使用蓝牙技术以及设计的Profile协议与基站实现通讯，将数据传输给数据处理平台，最后数据处理平台通过接口实现与手机端的通讯，数据采用JSON格式储存于服务器数据库中便于用户使用。信息传输方式选择蓝牙传输，相较于其他常用的数据无线传输技术比如无线WALN局域网技术、ZigBee技术等，有以下特点传输速率快、距离远、数据包短、功率低、抗干扰能力强、辐射小的特点，最为重要的是硬件设备与手机之间的交互更为便捷高效。

2 系统实现

系统分析完成后，对Web网页平台端和Android用户平台段进行开发与调试，通过测试来优化网上平台功能并分析其表现。传感器能够将其采集到的心电信号实时通过蓝牙协议传输到服务器端。本系统具有实时的数据传输和数据信息化存储及其管理，能够进行健康指标检测，实时监控，数据分析和异常状况警报提示。同时通过数据可视化工具将数据展示给用户，通过数据分析用户健康特征，给出数据分析报告[3-6]。

2.1 Web网页平台实现

服务器为本系统提供基本服务，通过实现逻辑调用实现基本操作，通过数据库实现对信息的存储、修改，数据库中存储用户的信息。服务器在该系统中扮演着至关重要的地位，一切的服务都是由服务器来提供的，客户端的操作请求由服务器来响应，服务器响应不同的操作返回相应的数据，以实现不同的服务。

如图2所示为车行宝数据管理平台的主页面，该页面可总体分为三模块：用户信息模块、用户情况分析模块、在线总览模块。

（1）用户信息模块包括日期、用户平均驾驶时间、健康情况、在线量的信息;（2）用户情况分析模块包括异常信息、年龄分布、在线人数变化的信息;（3）在线总览模块包括地图在线人数分布和地区数据的信息。

2.2 Android用户端实现

移动终端是面向用户的，除了健康监测的核心功能外，考虑到用户的需求，会添加一些辅助功能模块，总体分为五个模块：疲劳驾驶监测模块、健康监测模块、紧急联系人模块、设备管理模块、定位导航模块。疲劳驾驶监测模块包括对用户连续驾驶时间的统计，疲劳驾驶状态的提醒。健康监测模块包括用户生理数据的监测与分析，对车内环境数据的监测与分析，以及历史数据的查询。紧急联系人模块包括紧急联系人的管理，紧急状态下拨打紧急电话。设备管理模块包括硬件设备的搜索、识别、连接，对设备信息的修改和异常自检，与设备之间的数据传输和数据处理功能。定位导航模块则包括对用户的实时定位，地图导航，路况查看，路线规划功能。移动端的核心功能是对用户的健康监测和智能提醒。

移动端搭载平台选择Android平台，Android端通过蓝牙实现与传感器的连接，建立数据连接，然后将获取到的数据传输至服务器，由服务器进行数据的处理与分析，然后将数据的分析结果发送至移动端，由移动端展示数据的分析结果，包括驾驶员的健康数据分析（图3所示）和车内环境的数据分析（图4所示）。基于模块化的设计，移动端可以对传感器设备进行管理，如图5界面所示，用户可以选择替换或新增设备。当行车过程中出现突发状况（如驾驶员昏厥，心脏骤停，血压骤升等），系统将自动拨打急救电话或者是预先设置好的紧急联系人电话（图6所示），为驾驶员的安全增添保障。

3 结语

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，同时对车内环境中的甲醛，一氧化碳等指标进行实时监测， 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安全。

参考文献

[1] Lan Sommerville.软件工程Software Engneering（英文版·第8版）[M].机械工业出版社，2006.

[2] 梁颖红.软件工程理论与实践[M].哈尔滨工业大学出版社，2008.

[3] 伯内特（Ed Burnette）.Android基础教程（第3版）[M].田俊静，张波，黄湘情，译.人民邮电出版社，2011.

[4] 贾顺贺，陈建飞，陈古运，等.基于MVC架构的个人健康信息管理系统设计与实现[J].计算机应用与软件，2018（3）：43-48.

[5] 申斌，张桂青，汪明，李成栋.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表，2013（02）：6-10.

[6] 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（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 driver's health data， some reasonable suggestions are put forward for users to realize intelligent monitoring of driver's health and improve the safety factor of driving.

Key words：Internet of things; driver; vehicle; Health Monitoring