【应用】小封装、低功耗！疲劳驾驶预警眼镜必不可少的光传感器
【摘要】针对疲劳驾驶预警系统的疲劳驾驶预警眼镜应具备判断准确、重量轻、体积小、低功耗的特点。作为疲劳驾驶预警眼镜检测的重要器件，为了实现上述特点，光传感器模块应具备灵敏度高、体积小、功耗低等特点。Si1141-M01传感器灵敏度高、封装小、功耗低，完全符合疲劳驾驶预警眼镜对传感器的产品要求。
据交通部统计，中国48%的车祸是由疲劳驾驶导致，全世界每年因为交通事故而导致的死亡人数达60万，直接经济损失约125亿美元，疲劳驾驶已经成为交通安全的重要隐患，严重威胁着人们的生命和财产安全。
疲劳驾驶预警眼镜，让驾驶员安全回家
交通事故并不是在一产生驾驶疲劳时就发生，在交通事故即将发生时，如果驾驶员的反应能快半秒，60%的交通事故就可得到避免。因此，针对疲劳驾驶预警系统的研究具有重要的现实意义，其中疲劳驾驶预警眼镜作为其研究成果之一已经得到了大家的普遍认可。
图1：疲劳驾驶预警眼镜实物图
疲劳驾驶预警眼镜的优势及产品要求
疲劳驾驶预警眼镜，是基于驾驶员眨眼的情况以推断驾驶员的疲劳状态，并作出预警。
疲劳驾驶预警眼镜里的光传感器模块可以检测人体闭合眼睛时间的长短及次数，根据人的视网膜对红外光反射量（850nm的波长能够反射90％的入射光），采用红外感光器件及红外发射器，当人体眼睛睁开和眼睛闭合对红外光的反射量不一样，判断人体是否有闭眼，然后再通过对眼睛睁闭状态的分析确定驾驶员是否疲劳，通过该方法可实现对驾驶员疲劳状况进行全天候监测。下面是疲劳驾驶预警眼镜需具备以下特点。
1）判断准确：
疲劳驾驶预警眼镜是通过眨眼和眼动双重数据来分析驾驶员的疲劳状态，客观准确。其利用传感器和眼镜式的结构可有效排除环境光和人体移动的干扰，从而使采集眨眼的心率数据的准确率非常高。
2）重量轻、体积小：
为了对驾驶员不造成负担，产品的重量必须有一定保证，这就要求产品电路板和传感器外形小巧，最好控制在10*50毫米范围内。
3）低功耗：
为了保证疲劳驾驶预警眼镜每次充电后的连续使用时间足够长，这就要求其电子元器件的功耗低。光传感器模块作为疲劳驾驶预警眼镜检测的重要器件，因此为了实现上述的特点应具备灵敏度高、体积小、功耗低等特点。
为疲劳驾驶预警眼镜量身打造的光传感器：Si1141-M01
Si1141-M01是SILICON LABS推出的一款光传感器模块，其灵敏度高、封装小、功耗低，完全符合了疲劳驾驶预警眼镜对传感器的产品要求。
Si1141-M01光传感器模块内置红外光感应及红外发射管，并将发射与接收隔离，结构设计简单，封装尺寸仅2.9x4.9x1.2mm，可配置的ADC灵敏度，灵敏度<1uW/cm²精度。值得一提的是SI1141-M01的超低功耗优势，它采用25.6us的irLED脉冲替代分立光敏二极管多倍的脉冲作为接近检测，500nA待机电流，9uA平均工作电流（800ms采样一次），超低的电流消耗延长了疲劳驾驶预警眼镜电池的使用寿命。下图是Si1141-M01模块的尺寸及内部结构图。
图2：Si1141-M01模块的尺寸及内部结构图
Si1141-M01产品特点：
• 1.71-3.6V电源电压。
• 临近探测1cm至50cm
• 高反射灵敏度<1uW/cm²
• 集成850nm红外发射管，光电隔离。
• 25.6us LED 开启时间使总功耗占空比较低。
• 500nA待机电流，9uA平均工作电流（800ms采样一次）
• 通信接口 I2C，速率可高达3.4Mbps
• 封装尺寸2.9x4.9x1.2mm
• 工作温度范围-40至+85°C
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