一种飞行员飞前健康状态检测预警系统及装置

1.本实用新型涉及飞行员上飞检测技术领域，具体涉及一种飞行员飞前健康状态检测预警系统及装置。


背景技术：

2.高原机场总数超过50个，年旅客运输量不断增大，高(高)原机场运行成为民航运行常态，但高原特殊环境(持续缺氧，低气压，温差大)对身体健康状态影响显著，其中飞行员执飞时的健康状态直接影响着飞行员的感知、决策、行动，是安全飞行最重要的因素之一。因此，对飞行员飞行前的健康状态进行检测能及时发现飞行员饮酒、疲劳、高负荷等健康状态异常问题，并进行安全预警，助力飞行安全，是非常有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种飞行员飞前健康状态检测预警系统及装置，能够及时检测飞行员的状况。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种飞行员飞前健康状态检测预警系统，包括数据采集模块、数据处理传输模块和充电电源模块；
6.所述数据采集模块，用于采集飞行员的身体状态的状态数据以及飞行员所处环境的环境数据；
7.所述数据处理传输模块，用于将所述数据采集模块所采集到的状态数据结合所采集到的环境数据以及数据中心的参考数据进行对比，并将对比结果发送给数据中心；
8.充电电源模块，通过充电接口与市电连接，并通过开关为所述数据采集模块和数据处理传输模块供电。
9.作为优化，所述数据采集模块包括光敏传感器、气压检测传感器、氧气浓度检测传感器、酒精浓度检测传感器、气流量检测传感器、测温传感器和图像采集模块。
10.作为优化，所述数据处理传输模块包括数据接收模块、控制器和数据发送模块，所述数据接收模块的输入端分别与所述数据采集模块和数据中心连接，所述数据接收模块的输出端与所述控制器连接，所述数据发送模块的输入端与所述控制器连接，所述数据发送模块的输出端与数据中心连接。
11.作为优化，还包括光照模块，所述充电电源模块为所述光照模块供电，所述控制器的输出端还与所述光照模块连接。
12.作为优化，还包括显示模块，所述充电电源模块为所述显示模块供电，所述控制器的输出端还与所述显示模块连接。
13.本实用新型还公开了一种飞行员飞前健康状态检测预警装置，安装有上述的一种飞行员飞前健康状态检测预警系统，包括图像获取组件和酒精及环境检测组件，其中，
14.所述图像获取组件包括连接板，所述连接板的其中一侧面嵌入安装有显示模块、
测温传感器、光敏传感器、图像采集模块和照明模块，所述连接板的内部安装有数据处理传输模块；
15.所述酒精及环境检测组件包括固定连接的第一连接座和第二连接座，所述第一连接座内设有吹气通道，所述吹气通道的吹气口的吹气方向与所述吹气通道的出气口的出气方向垂直设置，所述吹气通道内垂直吹气方向固定安装有气流量检测模块，所述吹起通道的底部靠近出气口的位置安装有酒精浓度检测传感器；所述第二连接座上设有充电电源模块、气压检测传感器、氧气浓度检测传感器、开关以及充电接口。
16.作为优化，所述第二连接座固定连接在第一连接座的底部，所述吹气口位于所述第一连接座的顶部，所述出气口位于所述第一连接座的其中一侧面的下方。
17.作为优化，靠近显示模块的所述连接板一侧面的其中一边固定连接有第一连接部件，所述第一连接座远离所述出气口的一侧面向内凹陷设有与所述第一连接部件转动匹配的第二连接部件，所述连接板通过所述第一连接部件和第二连接部件与所述第一连接座转动连接。
18.作为优化，所述照明模块为led灯。
19.作为优化，所述图像采集模块为ccd相机
20.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
21.本实用新型通过图像获取组件和酒精及环境检测组件来检测飞行员在起飞前结合环境状况来检测身体状况，能够很客观地了解飞行员起飞前的身体健康情况，避免飞行员在起飞前因饮酒、高负荷等健康状态异常问题造成飞行危险。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
23.图1为本实用新型所述的一种飞行员飞前健康状态检测预警系统的结构示意；
24.图2为本实用新型所述的一种飞行员飞前健康状态检测预警装置的酒精及环境检测组件的结构透视示意图；
25.图3为本实用新型所述的一种飞行员飞前健康状态检测预警装置的图像获取组件的结构透视示意图；
26.图4为本实用新型所述的一种飞行员飞前健康状态检测预警装置的整体结构示意图；
27.图5为使用本实用新型所述的一种飞行员飞前健康状态检测预警装置的方法流程图。
28.附图中标记及对应的零部件名称：
29.100-数据采集模块，110-光敏传感器，120-气压检测传感器，130-氧气浓度检测传感器，140-酒精浓度检测传感器，150-气流量检测传感器，160-测温传感器，170-图像采集模块，200-数据处理传输模块，210-数据接收模块，220-控制器，230-数据发送模块，300-充电电源模块，400-光照模块，500-显示模块，600-充电接口，700-开关，800-市电，900-数据中心，a-连接块，a1-第一连接部件，b-第一连接座，b1-吹气通道，b2-吹气口，b3-出气口，b4-第二连接部件，c-第二连接座。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
31.实施例1
32.本实施例1提供一种飞行员飞前健康状态检测预警系统，如图1所示，
33.包括数据采集模块100、数据处理传输模块200和充电电源模块300；
34.所述数据采集模块100，用于采集飞行员的身体状态的状态数据以及飞行员所处环境的环境数据；
35.所述数据处理传输模块200，用于将所述数据采集模块100所采集到的状态数据结合所采集到的环境数据以及数据中心900的参考数据进行对比，并将对比结果发送给数据中心900；
36.充电电源模块300，通过充电接口600与市电800连接，并通过开关700为所述数据采集模块100和数据处理传输模块200供电。
37.本技术方案中，通过数据采集模块100采集飞行员的身体状态的状态数据以及飞行员所处环境的环境数据，然后通过数据处理传输模块200将所述数据采集模块100所采集到的状态数据结合所采集到的环境数据进行对比，最终将比对结果发送给数据中心900，
38.本实施例中，所述数据采集模块100包括光敏传感器110、气压检测传感器120、氧气浓度检测传感器130、酒精浓度检测传感器140、气流量检测传感器150、测温传感器160和图像采集模块170。
39.本实施例中，所述数据处理传输模块200包括数据接收模块210、控制器220和数据发送模块230，所述数据接收模块210的输入端分别与所述数据采集模块100和数据中心900连接，所述数据接收模块210的输出端与所述控制器220连接，所述数据发送模块230的输入端与所述控制器220连接，所述数据发送模块230的输出端与数据中心900连接。
40.本实施例中，还包括光照模块400，所述充电电源模块300为所述光照模块400供电，所述控制器220的输出端还与所述光照模块400连接。
41.本实施例中，还包括显示模块500，所述充电电源模块300为所述显示模块500供电，所述控制器220的输出端还与所述显示模块500连接。
42.实施例2
43.本实用新型还公开了一种飞行员飞前健康状态检测预警装置，安装有上述的一种飞行员飞前健康状态检测预警系统，包括图像获取组件和酒精及环境检测组件。
44.接下来，对本实用新型的飞行员飞前健康状态检测预警装置进行具体介绍。
45.如图2所示，所述酒精及环境检测组件包括固定连接的第一连接座b和第二连接座c，所述第一连接座b内设有吹气通道b1，所述吹气通道b1的吹气口b2的吹气方向与所述吹气通道b1的出气口b3的出气方向垂直设置，即贯穿第一连接座b的其中一侧壁设有出气口b3，出气口b3通过吹气通道b1与吹气口b2连通，所述吹气通道b1内垂直吹气方向固定安装有气流量检测模块，所述吹起通道的底部靠近出气口b3的位置安装有酒精浓度检测传感器140；所述第二连接座c上设有充电电源模块300、气压检测传感器120、氧气浓度检测传感器130、开关700以及充电接口600。
46.本实施例中，所述第二连接座c固定连接在第一连接座b的底部，所述吹气口b2位于所述第一连接座b的顶部，所述出气口b3位于所述第一连接座b的其中一侧面的下方。
47.对飞行员进行酒精检测：飞行员在使用该检测预警装置进行酒精含量测试时，所吹出的气体通过吹气口b2吹入，通过出气口b3输出，位于吹起通道中间的气流量检测传感器150可检测吹入气体的气量v、吹气时间t1，当检测到气量v、吹气时间t1分别小于设定值x1、x2时，则判定当下的检测数据无效，需进行重新吹气检测；当检测到气量v、吹气时间t1大于分别设定值x1、x2时，则判定当次检测数据正常，记录酒精浓度检测传感器140检测出的酒精浓度数据，并将酒精浓度数据传输至数据处理传输模块200。上述过程均为现有技术，非计算机程序的改进，例如专利“cn201610351127.7智能酒精浓度检测仪”公开了上述过程。
48.通过气流量检测传感器150采集到的气流量结合图像采集模块170采集到的图像判定飞行员是否存在假吹、漏吹等现象，并通过图像采集模块170采集飞行员表面的视频信息，基于成像式光电容积描记技术(imaging photoplethysmography,ippg)计算飞行员的血氧、心率情况，基于从数据中心900得到的参照血氧、心率数据计算心率变异性参数(此为现有技术，非计算机程序的改进)。
49.充电电源模块300使用额定电压低于安全电压36v的可充电式电池，充电接口600采用统一的type-c式充电口，开关700采用常规按压开关700或感应开关700。
50.环境检测部分：包含气压检测传感器120和氧气浓度检测传感器130，气压检测传感器120、氧气浓度检测传感器130集成在一起，分别测量飞行员所处环境的气压p和氧含量数据c％。
51.如图3所示，所述图像获取组件包括连接板a，所述连接板a的其中一侧面嵌入安装有显示模块500、测温传感器160、光敏传感器110、图像采集模块170和照明模块，所述连接板a的内部安装有数据处理传输模块200，以实现飞行员的体温、心率、血氧的采集，以及心率变异性生理参数的量测、计算、评判、展示与应用预警，实现与云端数据中心900的数据联通。
52.本实施例中，照明模块采用led灯，图像采集模块170采用ccd相机，显示模块500采用显示屏。
53.测温传感器160:使用红外热成像模组，对飞行员的体温进行量测，并将量测结果在显示屏上显示，对体温异常的飞行员进行显示预警提示。
54.led灯：使用单颗的低电压led闪光灯，如：需要3.5～4.5v直流电压、120～250ma电流就可以发出2000～7500mcd的高亮度光的led灯，与光敏传感器110配合使用，在环境光亮条件不足时开启，为检测环境提供充足光照条件。
55.ccd相机：为高频ccd相机，使用高频ccd相机能够保障每秒视频图像的帧数足够，为图像数据处理提供足够的数据，如使用每秒可获得60帧图像的ccd，获得的图像数据由数据处理传输模块200进行进一步分析应用。
56.显示屏：应用常规lcd显示屏(液晶显示器)，显示测试数据：环境气压、环境氧气浓度、测试者体温、血氧浓度、心率、心率变异性、酒精含量，测试者基本信息，预警信息。
57.数据处理传输模块200：此部分起到测试数据分析与数据传输作用。在酒精测试环节，通过人脸识别可实时判定测试者的身份信息，绑定酒精测试数据与测试者个人信息(人
脸识别为现有技术，非计算机程序的改进)；在生理参数测试环节，通过图像采集模块170获取得到测试者在时间t2内的面部图像数据，基于ippg技术将得到的图像时间序列，逐帧对图像进行图像rgb分离、平滑滤波、相关参数计算等处理，得到测试者的需氧饱和度；进行rgb分离、ica处理、相关参数计算等处理得到测试者得心率与心率变异性(ippg技术为现有技术，非计算机程序的改进，可以参考“cn202010723333.2基于ippg的人体生命体征感知系统”)；在数据传输方面，在完成测试者人脸识别后，可通过数据接收模块210通过5g、wifi(此时数据接收模块可以为无线数据接收模块)等方式访问云端数据中心900(数据中心900可以由多个计算机组成)获取测试者的血氧浓度、心率、心率变异性各指标数据判定标准数据，控制器220在完成个数据检测计算后，将检测、计算数据、图像数据与测试者个人信息绑定，通过数据发送模块230上传到云端数据中心900；在数据判定方面：控制器220通过酒精传感器检测数据判定测试者是否饮酒；通过体温监测判定测试者是否存在体温异常(发烧等)。控制器220可以为plc控制器220，通过控制器220对酒精浓度以及体温判定，均为现有技术，不涉及计算机程序的改进。由于在不同海拔高度，不同的飞行员的心率、血氧、心率变异性之间存在不同差异，故根据测试者处于的气压、氧浓度环境，判定测试者的血氧浓度、心率数据是否正常，例：在p1气压、c1％氧气浓度条件下，测试者1的血氧浓度正常范围为[a1,a2]，正常心率范围为[a3,a4]。根据测试者处于的气压、氧浓度环境、心率变异性数据判定测试者的身体状态，例：在p1气压、c1％氧气浓度条件下，测试者1的心率变异性指谁在[a5，a6]说明身体状态处于放松状态，在范围[a7，a8]说明身体状态处于身体负担较小状态，在范围[a9，a10]说明身体状态处于身体中度负担状态，在范围[a11，a12]说明身体状态处于身体负担较大状态。根据不同的气压、氧浓度设定不同的正常心率范围，为现有技术，不涉及计算机程序的改进。
[0058]
本实施例中，靠近显示模块500的所述连接板a一侧面的其中一边固定连接有第一连接部件a1，所述第一连接座b远离所述出气口b3的一侧面向内凹陷设有与所述第一连接部件a1转动匹配的第二连接部件b4，所述连接板a通过所述第一连接部件a1和第二连接部件b4与所述第一连接座b转动连接。
[0059]
第一连接部件a1可以为转轴，第二连接部件b4可以为与转轴转动匹配的凹槽，当然，第一连接部件a1与第二连接部件b4还通过铰链等方式连接，图像获取组件可围绕第一连接部件a1与第二连接部件b4的连接位置进行旋转，如图4所示。
[0060]
如图5所示，本实用新型的使用过程如下：测试者开启测试是设备，通过人脸识别功能完成个人身份信息认证，并基于云端数据中心900访问自身专有数据、及测试个指标的评判值，以作为飞行员飞行前状态的评价标准。飞行员通过吹气方式进行酒精含量检测，并基于图像识别、吹气部分的气流量检测传感器150判定是否存在假吹、漏吹等现象，判定酒精测试正常后则记录，通过无接触式的基于成像式光电容积描记技术(imaging photoplethysmography,ippg)计算飞行员的血氧、心率情况，基于得到的心率数据计算心率变异性参数：基于气压检测传感器120与氧气浓度检测传感器130检测飞行员所处环境的气压与氧含量检测。完成全部数据检测与计算后，生成飞行员的健康数据，将数据上传到云端数据中心900，并根据云端数据判定指标值对飞行员的状态进行判定，若存在异常则在显示屏上显示预警提示。
[0061]
上述的传感器均使用现有的传感器，这里就不再一一赘述了。
[0062]
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。同时，说明书中所使用的计算机程序，均为根据各个传感器所检测到的数据进行计算的，为现有程序，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体。