基于Android的驾驶员心电实时监测系统研究

摘要

随着我国汽车行业的发展及城市化的加快，汽车的保有量不断增长，道路交通安全问题愈发严峻。而交通事故的发生大部分是驾驶员本身的原因造成的，其中疲劳驾驶造成的事故居多。另一方面，驾驶员由于生活压力和休息不足等原因，患心血管疾病的比例也逐年上升，在行车时因疾病突发而造成车毁人亡的事故也时常发生。因此，疲劳驾驶与自身疾病是道路事故的两个重要引发因素。
　　在客观方面对驾驶员的生理信号进行监测可以及时了解司机的驾驶状态和身体状况，有效提高行车安全。其中对心电信号(ECG)的监测极为重要，因为它直接关系到驾驶员的生命以及车内乘客的人身安全，发生异常造成的后果可能极为严重，因此对驾驶员心电进行实时检测和预警是有必要的。但在车辆行驶过程同时进行检测则必须采用一种便携式的心电采集分析系统。
　　本文基于Android智能移动平台和MSP430F149单片机，设计了一个驾驶员心电实时监测系统。该系统通过方向盘上的电极采集驾驶员心电数据，经单片机A/D转换之后由蓝牙传送到Android移动终端进行ECG的分析与处理，实现了心电波形绘制和实时心率计算以及疲劳提醒等功能，降低了心电监测设备成本并提高了便携性。实验结果表明，该系统可以完成对驾驶员疲劳状态的预警以及对事故等异常状况的远程报警。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外的研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 研究现状的分析

1．3 本文的工作内容

第2章 系统的总体软硬件设计

2．1 系统硬件部分的设计

2．1．1 整体设计框图

2．1．2 心电采集电路的设计

2．1．3 下位机模块的设计

2．1．4 蓝牙模块电路的设计

2．2 心电监护系统软件的设计思路

2．2．1 理论基础和整体设计思路

2．2．2 下位机软件的设计

2．2．2 上位机软件的设计思路

第3章心 电信号的预处理和参数提取

3．1 心电信号的采集方法

3．2 心电信号的预处理

3．2．1 心电信号的特点和噪声干扰

3．2．2 心电滤波器设计

3．2．3 滤波器在Android上的实现

3．3 心电信号特征参数的提取

3．3．1 心电特征参数介绍

3．3．2 心电特征参数提取

3．3．3 Android模拟器上的验证

第4章 驾驶员心电信号的综合分析

4．1 疲劳驾驶时的心电信号采集

4．1．1 汽车驾驶模拟器的简介

4．1．2 实验所使用汽车驾驶模拟器的参数特点

4．1．3 采集实验方法

4．2 驾驶疲劳状态下的心电信号分析

4．2．1 时域分析

4．2．2 频域分析

4．2．3 功率谱分析

4．3 心电异常的分析诊断

第5章 系统在Android客户端的具体实现与验证

5．1 基于Android平台的整体设计

5．1．1 系统的UI设计和权限获取

5．1．2 疲劳检测和语音提示的实现

5．1．3 交通事故的检测

5．1．4 远程报警的实现

5．2 系统的整体实验测试

5．2．1 实验设计

5．2．3 实验结论

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢