[发明专利]矿用猴车防瞌睡提醒装置及其控制方法

权利要求书

1.一种矿用猴车防瞌睡提醒装置，包括电源转换模块，开关模块，眼部运动检测模块，头部倾斜检测模块，中央处理器模块，发音模块，其特征在于：电源转换模块与开关模块相连接，眼部运动检测模块、头部倾斜检测模块和中央处理器模块分别通过开关模块与电源转换模块相连，眼部运动检测模块、发音模块和头部倾斜检测模块的输出端又分别连接中央处理器模块，中央处理器模块的输出端与发音模块相连接，控制发音模块工作。

2.根据权利要求1所述的矿用猴车防瞌睡提醒装置，其特征在于：所述电源转换模块由3V升12V直流升压电路、12V降5V直流降压电路和127V降12V交直流降压电路构成；

所述3V升12V直流升压电路由MC34063芯片和外围电路组成，输入电源为安装在矿用安全帽上的3V可充电蓄电池，输出电压为12V，为对射式红外光开关信号接收器和 12V降5V直流降压电路供电；

所述12V降5V直流降压电路由LMLM7805芯片和外围电路组成，输入端接3V升12V直流升压电路输出端，输出端为5V，与红外传感器、倾角传感器、蜂鸣器和ATAT89S52单片机相连接并为它们供电；

所述127V降12V交直流降压电路由W7800芯片和外围电路组成，输入为127V交流电源，输出为12V直流电，与对射式红外光开关信号发射器相连接并为其供电。

3.根据权利要求1所述的矿用猴车防瞌睡提醒装置，其特征在于：所述开关模块由对射式红外光开关构成，对射式红外光开关由对射式红外光开关信号发射器和对射式红外光开关信号接收器组成，对射式红外光开关信号发射器有两组，分别安装在猴车通道的出入口上方且发射方向向下，对射式红外光开关信号接收器安装在安全帽上方。

4.根据权利要求1所述的矿用猴车防瞌睡提醒装置，其特征在于：所述眼部运动检测模块由红外光传感器和外围电路构成，此模块安装在安全帽前人眼的上方的位置，检测人眼对红外光的反射情况。

5.根据权利要求1所述的矿用猴车防瞌睡提醒装置，其特征在于：所述头部倾斜检测模块由倾角传感器和辅助电路构成，倾角传感器为检测人头部向前、后、左、右四个方向倾斜角度的x-y-z三轴传感器。

6.根据权利要求1所述的矿用猴车防瞌睡提醒装置，其特征在于：所述中央处理器模块由AT89S52单片机和外围电路组成，所述外围电路与AT89S52单片机组成最小系统，AT89S52单片机的输出端与发音模块相连接，发音模块由电磁式蜂鸣器和外围电路组成，驱动信号由单片机提供，由单片机引脚通过三极管放大电路驱动。

7.一种矿用猴车防瞌睡提醒装置的控制方法，其特征在于：

第一，制作矿用猴车防瞌睡提醒装置，该矿用猴车防瞌睡提醒装置包括电源转换模块，开关模块，眼部运动检测模块，头部倾斜检测模块，中央处理器模块，发音模块；

第二，电源转换模块由3V升12V直流升压电路、12V降5V直流降压电路和127V降12V交直流降压电路构成；所述3V升12V直流升压电路由MC34063芯片和外围电路组成，输入端为矿用安全帽上的电池电源，电压为3V，输出为12V，与对射式红外光开关信号接收器、12V降5V直流降压电路相连接并为其供电；所述12V降5V直流降压电路由LM7805芯片和外围电路组成，输入端接3V升12V直流升压电路的输出端；输出+5V，与红外光传感器、倾角传感器、蜂鸣器和AT89S52单片机相连接并为它们供电；所述127V降12V交直流降压电路由W7800芯片和外围电路组成，输入为127V交流电源，输出为12V直流电，与对射式红外光开关信号发射器相连接并为其供电；

第三，所述开关模块由对射式红外光开关构成，对射式红外光开关由对射式红外光开关信号发射器和对射式红外光开关信号接收器组成，对射式红外光开关信号发射器有两组，对射式红外光开关信号发射器为定向发射器，分别安装在猴车通道的出入口上方且发射方向向下，对射式红外光开关信号接收器安装在安全帽上方，当工人通过入口或出口时，安全帽上方的红外开关接收器接收猴车通道的出入口上方对射式红外光开关信号发射器发射的红外信号，给单片机累加器提供一个脉冲信号，通过单片机逻辑判断，确定电源是否接通；

第四，所述眼部运动检测模块由红外光传感器和外围电路构成，此模块安装在安全帽前人眼的上方的位置，检测人眼对红外光的反射情况，红外光传感器信号线接单片机的P13引脚，通过程序比较信号的变化，反映工人所处状态，当信号处于变化状态，说明工人眼部有动作，工人醒着，这时单片机工作处于模式1，即允许倾角传感器有大的动作阈值；当信号超过2s无变化，说明工人闭上眼睛，这时单片机工作处于模式2，即倾角传感器的动作阈值较小；

第五，所述头部倾斜检测模块由倾角传感器和辅助电路构成，倾角传感器为检测人头部向前、后、左、右四个方向倾斜角度的x-y-z三轴传感器，其输出接单片机，通过单片机内部程序处理，得出人的头部倾斜的角度，当此角度大于单片机所处工作模式所设定的动作阈值时，单片机驱动蜂鸣器报警；

第六，所述中央处理器模块由AT89S52单片机和外围电路组成，所述外围电路与AT89S52单片机组成最小系统，AT89S52单片机的输出端与发音模块相连接，发音模块由电磁式蜂鸣器和外围电路组成，驱动信号由单片机提供，由单片机引脚通过三极管放大电路驱动；所述单片机完成以下步骤：步骤1、识别端口P14的开关信号，将此信号个数进行累加，如为奇数，电源接通；反之关断，步骤2、识别端口P13的数字信号，通过比较一段时间内测定值是否变化，判断工作所处模式，从而确定动作的阈值，步骤3、识别端口P10、P11的数字信号，根据比较测定值与所处工作模式确定的动作阈值大小，确定是否驱动蜂鸣器发音，步骤4、驱动蜂鸣器发音时，通过比较P10、P11端口的测定值与返回设定值大小，确定是否结束驱动信号的发出；

第七，发音模块由电磁式蜂鸣器和外围电路组成，驱动信号由单片机提供，由单片机引脚通过三极管放大电路驱动，当所检测的倾角值大于设定值时，单片机发出驱动信号；当倾角小于返回设定值，无驱动信号。