51单片机驾驶人心率的实时监测设计+电路图

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毕业论文

1引言1

1.1研究背景及意义1

1.2驾驶员状态监测的现状和发展动态1

1.3论文结构4

2方案设计及元器件的选择5

2.1主控芯片的选择和论证5

2.2传感器的选择和论证6

2.3显示模块的选择和论证8

2.4主要元器件功能介绍8

3硬件系统设计15

3.1光电传感器原理15

3.2系统设计框图15

3.3功能电路设计16

3.4PCB制作及实物图21

4软件系统设计23

4.1测量原理23

4.2主程序流程24

4.3基于自适应算法的阈值确定25

5系统测试27

5.1电路及软件逻辑测试27

5.2实物测试30

5.3误差分析30

结论32

致谢33

参考文献34
1 引言1.1 研究背景及意义随着中国经济社会持续快速发展，群众的购车需求也愈加旺盛。据公安部交管局统计，截至 2015年底，全国机动车保有量达 2.79亿辆，其中汽车1.72亿辆；新注册登记的汽车达2385万辆，保有量净增 1781万辆，均为历史最高水平。同时，在册机动车驾驶人 3.27亿人，汽车驾驶人超过 2.8亿。机动车数量的增加，直接导致交通事故数量上升，据不完全统计，2015年全国各类交通事故超过 1千万，近7万人丧生。交通事故频发不仅破坏受害者家庭幸福，同时直接带来巨大的财产损失，严重威胁人民的生命安全。相关研究表明，88%的交通事故与汽车驾驶人直接相关，69%的事故是完全由个人原因所造成的，而其中疲劳驾驶、酗酒驾驶是造成交通事故受害人死亡的两大原因。由此可见，驾驶员与交通事故的发生有紧密的联系。因此，对驾驶员的心生理状态进行监测、评估，有助于及早发现驾驶员的不良状态；在此基础上及时报警，提醒驾驶人采取更加合理的驾驶方案，能有效降低交通事故的发生率，保护生命和财产安全。同时，记录不同驾驶员的心生理状态，并进行统计分析，也有利于改进交通法规的合理性，研发更加安全、高效的新型车辆。1.2 驾驶员状态监测的现状和发展动态[1]针对这一领域，目前有不少国内外相关研究部门和学者投入其中，各类监测方法得到提出和发展。大多数监测法都着重于驾驶员在异常状态如疲劳驾驶、酒后驾驶等时，生理和心理上的各种变化，通过各类传感器，对这些变化进行判断和研究。通常来说，疲劳和酒精等因素会引起生理和心理两方面的不同症状。生理症状，如头痛、心动过快或过慢、脉搏紊乱、无规律或频繁眨眼、眼睛发红发干、视觉能力减弱、表情异常