用于避免事故的基于物联网的非侵入式驾驶员健康监测系统.pdf

摘要

具有医疗保健的物联网(IoT)为医疗物联网(IoMT)的实施提供了有希望的支持，

通过实时生命体征监测和早期发现患者的异常健康状况，提供了许多潜在降低生命风

险因素的应用司机。每天，车辆和道路事故的数量都在快速增加。每年约有1.3%的

车祸是由于医疗状况造成的。因此，有机会通过在车内放置生物识别传感器进行实时

生命体征监测来预防此类事故，以避免与健康相关的事故，并有可能针对可能导致车

祸和快速紧急情况的异常健康状况寻求警告在可能降低生命危险因素的医疗紧急情况

下发出警报。本论文设计并开发了一种基于物联网（IoT）的非侵入式驾驶员健康监测

系统，用于对驾驶员健康状况进行生物监测，以提高道路安全并密切观察驾驶员监测

心电图（ECG）等重要生命体征。、氧饱和度水平、心率和体温来检测异常健康状况

，例如心动过缓、心动过速、心律失常、缺氧和体温过高，这是医疗保健监测系统中

的重要现象。拟议的驾驶员健康监测系统（DHMS）由三个主要部分组成；(i)硬件和

移动应用程序的设计和实施(ii)物联网基础设施实施和(iii)实验。

(i)为开发该设备，使用带有多路复用器(ADS1115)和生物传感器(AD8232、

MAX30102、心脏传感器、LM35)的商用Raspberrypi4开发套件来读取生命体征司机

。该移动应用软件旨在验证用户身份，从云托管的实时数据库中获取实时生命体征数

据，根据医疗标准阈值显示健康状态，以及使用GPS和警报系统触发紧急/警报警告

GSM技术适用于护理人员和医生。该应用程序允许驾驶员和医生远程可视化交互式移

动应用程序上的健康状况。所提出系统的整体处理设计为6层架构；从传感器层开始

，依次是信号处理层、建模分析层、网络通信层、存储层、应用层。

(ii)使用云托管的实时数据库实施物联网架构，以实现对生命体征的远程实时监测

。医生可以在其中远程添加驾驶员并可视化驾驶员的生命体征。Firebase已配置并

与DHMS设备和Android应用程序链接，以在云数据库上提供实时数据处理、用户身

份验证和媒体存储。

(iii)实验；通过与医疗标准设备的比较分析对所提出的系统的结果进行了评估，

并发现了令人满意的结果。与之前显示噪声ECG信号的研究工作相比，DHMS设备上用

于ECG信号处理的信号处理提供了最佳质量的信号。所实现的滤波器和算法具有收敛

速度快、计算速度快的优点。使用所提出的系统获得的来自各种受试者的实验结果具

有相当大的潜力来检测异常和严重的健康状态以触发警告/警报。此外，警报系统分为

自动和手动警报系统，通过编译包括生命体征值、紧急消息和位置的紧急短信来触发

警告（避免驾驶）和紧急警报，以发送给看护人和医生以立即采取行动在基于医疗标

准阈值的医疗紧急情况下。为避免错误的严重警报，通过语音命令进行确认。如果驾

驶员通过语音提示回答“是”，这将在预设的计时器内触发紧急警报，或者通过按下

应用程序上的紧急按钮确认警报触发。

I

因此，所提出的系统对于加强道路安全和早期紧急响应以寻求医疗救助以及避免可

能导致事故的驾驶的警告系统将具有重要意义。

关键词：物联网，生命体征，HIoT（医疗物联网）,医疗物联网(IoMT),道路交通

安全，身体互联网（IoB），驾驶员监测、健康监测、ECG/EKG、氧饱和度、心率.

II

Abstract

Internetofthings(IoT)withhealthcareprovidespromisingsupportintheimplementationof

theInternetofMedicalThings(IoMT),offeringmanyapplicationsthatpotentiallyreducelife

riskfactorsthroughreal-timevitalsignsmonitoringandearlydetectionofanabnormalhealth

conditiono