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（毕业设计论文）基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计.doc

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：17.77M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    ABSTRACT
    第一章绪 论
    1.1课题研究的背景及意义
    1.2国内外研究现状
    1.2.1驾驶员疲劳检测方法
    1.2.2疲劳驾驶检测系统国内外研究现状
    1.3本课题研究方向
    第二章疲劳驾驶检测系统总体设计方案
    2.1 脑电波采集基本知识
    2.1.1 有关脑电的基本知识
    2.1.2 脑电图导联法
    2.2 疲劳驾驶检测系统设计总方案
    2.2.1 放大及滤波电路方案
    2.2.2 信号处理电路的设计方案
    第三章 硬件电路设计
    3.1 放大电路设计
    3.1.1前置放大电路
    3.1.1.1 脑电信号的特点
    3.1.1.2 芯片介绍
    3.1.1.3 硬件电路
    3.1.2 中间级和末级放大电路
    3.2 滤波电路设计
    3.2.1低通滤波器
    3.2.2 高通滤波器
    3.3 陷波电路
    3.4 极性转换电路
    第四章 基于Cortex-M3的AD采样与数据处理
    4.1 ARM Cortex-M3介绍
    4.1.1 Cortex-M3结构概述
    4.1.2 LPC1700系列微控制器
    4.1.3 片上Flash存储器系统
    4.1.4 片上静态RAM
    4.2 基于Cortex-M3的模数转换器
    4.2.1 A/D转换引脚描述
    4.2.2 A/D基本操作
    4.3 Cortex-M3与计算机的通信方式
    4.4 开发环境与软件
    4.4.1 程序开发环境
    4.4.2 程序设计
    4.4.3 Flash Magic程序烧录
    4.4.4 EasyArm 串口调试
    4.4.5 数据记录软件泰康串口大师
    4.4.6 MATLAB数据分析
    第五章系统测试与总体评价
    5.1 系统测试结果
    5.2 系统总体评价
    参考文献
    附 录
    谢 辞
    天津工业大学 毕业设计（论文） 基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计 姓 名： 庄将灿 院(系)别：电子与信息工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子 071 指导教师： 职 称： 荣锋 讲师 2011 年 6 月 2 日
    天津工业大学毕业设计（论文）任务书 题目 基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计 学生姓名 庄将灿 学院名称 电子与信息工程学院 专业班级 电子 071 课题类型 实际课题 随着现代交通运输业的飞速发展， 交通事故已成为当前全球所面临的严重问 题。据统计，全世界每年因交通事故导致的死亡人数达60 万，直接经济损失约125 亿美元，这些事故中57％的灾难性事故与驾驶员疲劳驾驶有关。疲劳虽然是一个很 课题意义 正常的生理现象， 但每年导致的交通事故给世界各国造成巨大的经济损失和人员 伤亡， 增加了社会的不安定因素。故近年来，驾驶员疲劳驾驶问题已受到世界各 国越来越多研究人员的关注， 其中针对疲劳驾驶检测方法而进行的研究更具重要 的现实意义。 课题内容 具体工作内容如下： （1）生理参数测量电路设计 （2）采集程序设计 1.13～1.15：确定设计目标，查阅相关的专业资料。 3.01～3.14：进一步查阅资料，确定设计任务的思路和总体框架。。 3.15～4.04：设计硬件电路，完成系统的具体功能。 4.05～4.25：用软件绘制各功能模块 PCB 图。 4.26～5.09：修改电路原理图以及 PCB 图，做印制电路板。 5.10～6.06：编写本系统的采集程序，撰写论文，准备答辩。 [1] 吴春莹．浅谈汽车驾驶员疲劳检测技术的研究进展[J]．机电一体化，2007， 13(4)：43—47． [2] 郑培，宋正河，周一鸣．机动车驾驶员驾驶疲劳测评方法的研究状况及发展 趋势[J]．中国农业大学学报，2001，6(6)：101～105． [3] 孙伟，等.疲劳驾驶预警系统的研究进展[J].汽车电器，2009，1. 2011 年 1 月——2011 年 6 月 进度要求 主要参考 文献 起止日期 备注 院长 教研室主任 指导教师
    毕业设计（论文）开题报告表 2011 年 2 月 20 日 姓名 庄将灿 学院 电子与信息工 程学院 专业 电子信息工程 班级 电子 071 题目 基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计 指导教师 荣锋 一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义： 疲劳驾驶检测方法的研究是当前国内外研究的前沿和热点。目前，疲劳驾驶的检测方法总体上 可分为客观和主观两类，具体的有：基于驾驶员生理参数的检测、基于驾驶员行为特征的检测、基 于车辆行为特征的检测等等。 本次毕业设计主要研究的是基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统的硬件设计。该系统主要通 过检测脑电图（EEG）信号和脉搏跳动检测两个方面来判断驾驶员是否疲劳驾驶。 驾驶员疲劳驾驶问题已受到世界各国越来越多研究人员的关注，其中针对疲劳驾驶检测方法而 进行的研究更具重要的现实意义。 二、进度及预期结果： 起止日期 主要内容 预期结果 1 月 13 日 ～ 1 确定设计目标，查阅相关的专业资料。 月 15 日 3 月 1 日～3 月 进一步查阅资料，确定设计任务的思路和总体框架。 14 日 3 月 15 日 ～ 4 设计硬件电路，完成系统的具体功能。 月 4 日 4 月 5 日～4 月 用软件绘制各功能模块 PCB 图。 25 日 4 月 26 日 ～ 5 修改电路原理图以及 PCB 图，做印制电路板。 编写本系统的采集程序，撰写论文，准备答辩。 完成 完成 完成 完成 完成 完成 月 9 日 5 月 10 日 ～ 6 月 6 日 完成课题的 现有条件 审查意见 学院意见 生理参数检测系统以及相关资料 指导教师： 年 月 日 主管领导： 年 月 日
    天津工业大学毕业设计（论文）进度检查记录 题目 基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计 学生姓名 庄将灿 学院名称 电子与信息工程 学院 专业班级 电子 071 指导教师姓名 荣锋 指导教师职称 讲师 日 期 指 导 记 录 3 月 10 日 对如何编写开题报告进行指导 3 月 15 日 对我写的开题报告提出修改意见 3 月 23 日 给我推荐了一些资料和书籍 4 月 1 日 对我的总体方案提出修改意见 4 月 10 日 对硬件电路模块进行分析及提出建议 4 月 20 日 对我绘制的 PCB 提出修改意见 5 月 5 日 对我在硬件电路调试过程中出现的问题提出解决方案 5 月 10 日 指导我编写脑电信号 AD 转换的程序 5 月 20 日 指导我撰写毕业设计 5 月 30 日 对我的论文进行格式等进行初步检查 6 月 1 日 对我的论文内容进行检查及提出修改意见 6 月 5 日 指导我如何进行毕业答辩
    天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表 （设计类） 毕业设计 题目 基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计 学生姓名 庄将灿 学生班级 电子 071 指导教师姓名 荣锋 评审项目 指标 满分 评分 能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工 选题 作量饱满，能得到较全面训练。 题目与生产、科研等实际问题结合紧密。 课题调研 文献检索 能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理 解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中 获取新知识的能力。 外文应用 能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。 设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全 合理，能正确使用国家标准单位。 设计说明 书（论文） 设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚，文字通顺， 用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。 能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处 理正确无差错，对实验结果的分析准确。 设计具有创新性或实用价值。 意见及建议 合计 10 10 15 5 15 15 20 10 100 评阅人签名： 年 月 日
    天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表 学生姓名 庄将灿 学院名称 电 子 与 信 息 工 程 学院 专业班级 电子 071 题目 基于生理参数测量的汽车疲劳驾驶检测系统硬件设计 1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩： 成绩： 答辩主席（或组长）签字： 年 月 日 3．毕业设计（论文）总成绩： a.指导教师 给定成绩 b.评阅教师 给定成绩 c.毕业答辩成绩 总成绩 (a×0.5+b×0.2+c×0.3)
    摘 要 全世界每年因驾驶员疲劳驾驶而导致的死亡人数占交通灾难性事故的 57%，故针对 疲劳驾驶检测方法的研究具有现实意义。而最近十多年来，疲劳检测逐步取得人们的关 注，为此本文设计了基于脑电采集的汽车疲劳驾驶检测系统的硬件电路。 脑电图（EEG）信号检测一直被誉为监测疲劳的“金标准”，所以本文将脑电信号作 为检测疲劳的主要参数。为了准确采集脑电信号，本文设计的前端调理电路包括前置放 大电路、四阶低通滤波电路、二阶高通滤波电路、中间级放大电路、50HZ陷波电路、极 性转换以及末级放大电路，并由嵌入式ARM开发板EasyCortex M3-1752将采集到的脑电 信号进行A/D转换后通过串口发送到计算机做进一步的处理。最后利用MATLAB对数据进 行绘图分析，以及对系统进行整体分析和总结。 关键词：疲劳驾驶；脑电信号；采集；ARM Cortex-M3
    ABSTRACT The death toll in traffic accidents caused by fatigue driving makes up 57% of that in all traffic accidents every year all over the world, therefore it is of realistic significance to carry out research aiming at fatigue driving detection method. The past ten years, the fatigue test and gradually get people's attention, so this paper designed a fatigue driving test system based on the measurement of physiological parameters. , fourth-order Electroencephalogram (EEG) monitoring of signal detection has been known as the "gold standard " of the fatigue. So EEG signal will be used as the main parameters of fatigue on this paper. In order to accurately detect EEG signals, the paper design the preamplifier circuit , middle-class amplifier circuit , 50Hz trap circuit , polarity conversion circuit and the last stage amplifier. EEG signals will be ADC by ARM development board EasyCortex M3-1752 ,and transmitted to the computer through the serial port for further processing. Finally, the data will be analysed and drawn by MATLAB. This system will be summarized and analysed at last ,too. , second-order high-pass filter circuit low-pass filter circuit Key words： fatigue driving ; EEG ; acquisition ; ARM Cortex-M3
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