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非接触式汽车驾驶员心电监测系统的研究与实现
| 论文题名： | 非接触式汽车驾驶员心电监测系统的研究与实现 |
| 关键词： | 疲劳驾驶;非接触式;心电监测系统;电容电极;接地电极 |
| 摘要： | 疲劳驾驶是引发交通事故的重要原因之一。不同于其它危险驾驶，疲劳驾驶具有隐蔽性，不易检测，严重威胁了广大驾驶员的人身安全。因此，研究如何防止疲劳驾驶，对于减少交通事故，保护驾驶员的人身安全具有重要意义。 驾驶疲劳作为一种复杂的生理现象，目前国际上还没有公认的有效检测方法。研究表明，人体心电信号的多项指标与人体的疲劳程度紧密相关。通过监测驾驶员的心电信号，便可以达到检测疲劳驾驶的目的。然而，传统心电检测方法需要在被测对象的皮肤上粘贴电极，而驾驶环境的特殊性则不允许采用这种传统检测方法。如何在不影响驾驶安全的情况下，透过驾驶员所穿的衣服，对其心电信号进行监测，进而判断其疲劳程度，一直是个难题。 本文基于一种新型的电容电极和普通接地电极，设计了一套汽车驾驶员心电监测系统的原型系统。在该系统中，电容电极由双面PCB板制成，放置在驾驶座上，用作信号电极;接地电极由0.2mm厚的铜皮制成，安装在方向盘左半圈外沿，与电路中的模拟地相连，在驾驶的过程中与驾驶员的左手直接接触。这样的电极配置方式，可以最大限度地减少驾驶员上半身的运动所带来的干扰。驾驶员穿着普通的衣服正常驾驶，其心电信号通过电容电极的耦合作用传输到前置放大电路的输入端，经滤波放大电路处理后，得到幅值约为1V的心电信号。模数转换器以1000Hz的采样率对处理后的心电信号进行采样，得到数字化的心电信号。单片机将数字化的心电信号通过RS232串口通信电路传送给上位机。在上位机中，开发了基于LabVIEW的心电数据显示和存储系统。最后对所设计的系统分别开展了实验室模拟实验和汽车驾驶实验，结果表明，该系统在功能上满足了设计要求，具有一定的理论价值和实用价值。 |
| 作者： | 贺金义 |
| 专业： | 生物医学工程 |
| 导师： | 徐效文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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