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根据脑电的驾驭疲惫检测体系规划与完成,包含原理图、电路

前言 交通事故是当前世界各国所面临的严重社会问题之一,已被公认为当今世界危害人类生命安全的第一大公害,每年因交通事故的原因至少使50万人死亡.欧美各国的交通事故统计分析表明,交通事故中80%~90%

前语 交通事故是当时世界各国所面对的严峻社会问题之一,已被公认为当今世界损害人类生命安全的第一大公害,每年因交通事故的原因至少使50万人逝世.欧美各国的交通事故计算剖析标明,交通事故中80%~90%是人的要素形成的。依据美国国家公路交通安全署的计算,在美国的公路上,每年因为司机在驾驭过程中跌入睡觉状况而导致大约10万起交通事故,约有1500起直接导致人员逝世,7.1万起导致人员损伤。在欧洲的状况也大致相同,如在德国境内的高速公路上25%导致人员伤亡的交通事故,都是由疲惫驾驭引起的。依据我国交通部的计算,我国48%的事故由驾驭员疲惫驾驭引起,直接经济损失达数十万美元。有关轿车驾驭员的疲惫检测问题,跟着高速公路的开展和车速的进步,现在已成为轿车安全研讨的重要一环。 国外的许多国家都比较注重疲惫驾驭检测的研讨作业。尤以美国的研讨开展较快,现在具有代表性的有:美国研发的打瞌睡驾驭员侦察体系,方向盘监督设备,日本研发的DAS2000型路面正告体系,日本研发的电子“清醒带”。关于国内,我国的疲惫驾驭检测体系研讨起步较晚,现在比较成型的体系很少。关于现在来说,不管国内国外,尽管研讨的效果较多,可是还未见到一种办法是被我们所公认的。就现在而言,根据脑电波的疲惫驾驭检测体系被国际上视作为未来该范畴的开展趋势。 脑电信号是一种弱小的生物信号,而且极易遭到搅扰。根据脑电的疲惫驾驭检测体系的规划思维为:首先要经过脑电收集电路收集脑电信号,再对其进行小波去噪处理,去掉脑电伪迹和高频噪声,最终经过处理剖析脑电信号,然后给出驾驭人员的疲惫程度。体系的根本规划思维如下图所示:

整个体系由模仿部分和数字部分组成。

模仿部分主要由信号扩大电路,滤波电路,光电耦合电路以及AD6783模数转换器构成。

数字部分主要由SPI接口控制器(ADC接口),时钟管理器,小波去噪模块和剖析处理模块一起组成。

第一章:模仿部分

前端信号收集电路完好完成了根据脑电的疲惫检测体系,整体扩大倍数为A=100×70×1.1×2=15400,脑电信号电压为5μV—100μV,经悉数收集电路扩大滤波后,信号电压规模为-1.54V~+1.54V ,经电压抬升后输入AD信号规模为0.71V~3.79V,外部选用12V直流供电,内部选用7805发生5V电压。详细状况如下:

一、脑电信号收集扩大部分:

(1)前置扩大电路:前置扩大电路是整个脑电收集仪器规划的要害,它决议了整个扩大电路的共模抑制比、输入阻抗和噪声水平。

脑电丈量过程中的共模搅扰特别大,脑电信号的扩大一般选用差动扩大电路结构。前置扩大电路对集成运算扩大器的要求有:高输入阻抗;高共模抑制比;低噪声、低漂移;低输入失调电压;足够大的扩大倍数及低功耗。本课题中选用AD公司的高功能仪用扩大器AD620来完成前置扩大。此运放有较高的技术参数,十分合适用于生理信号扩大及在电池供电条件下作业的医疗仪器的使用体系。本次电路规划中,扩大倍数为100倍,增益反应电阻选为499欧姆。AD620的扩大倍数G由增益电阻

决议,增益

:其间

为增益反应电阻。

二级扩大电路:因前置扩大后的信号依然处于比较低的电压水平上,现选用AD620规划二级扩大电路,以进一步确保高共模抑制比、低噪声、低漂移等电路功能,扩大倍数挑选为70倍,增益反应电阻

取为715欧姆。

低通滤波电路:低通滤波选用二阶巴特沃斯滤波器,选用OP07运放,截止频率为100赫兹。

由电路,得到传递函数:

只要

小于3时,即分母中S的一次项系数大于零,电路才干安稳作业,而不发生自激振荡。

截止频率为:

(4)50赫兹陷波电路:如下图,选用典型的二阶有源带阻滤波器。

这是一种典型的二阶有源带阻滤波器,其传递函数为:

,式中A是运放增益。

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