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《燕山大学》 2016年
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基于脑电信号疲劳状态分析及其采集分析系统设计

郭翠娜  
【摘要】:疲劳是指因过度劳累而引起的一种劳动能力下降现象,具体表现为:动作灵活性下降、反应迟钝和工作差错率增多、协调性降低,并伴有主观感觉疲乏、无力等。换言之,疲劳是机体处于警觉和睡眠两个极端情况之间的一个中间机能状态,是许多生理变化的最后结果。严重的疲劳可出现生理功能紊乱或失调。脑电信号是一种非线性非平稳的中枢神经生理信号,它包含了丰富的大脑信息,能够准确反应人类的生理状态,基于脑电信号的疲劳状态评估时疲劳评估的主要方法之一。基于小波变换,提取清醒和疲劳状态下脑电信号的α波、θ波和δ波三种节律,基于排列组合熵算法,实现疲劳脑电的特征提取,并基于支持向量机分类器实现疲劳状态的评估。设计了一款脑电信号采集与疲劳状态分析系统。采集系统包括预处理模块和单片机系统两部分。在预处理模块中,放大电路采用集成仪表放大器AD627。采用非对称阻容网络构成的陷波器回路、阻容耦合电路、二阶压控有源低通滤波器级联的方法滤出工频干扰、实现高通以及低通滤波,进而实现信号去噪。单片机系统通过多路选择芯片CD4053,将滤波放大后的脑电信号送入AD7713进行模数转换。单片机系统通过SPI接口实现与AD芯片的通信,并将数据通过串口传送至上位机。基于C#和MATLAB混合编程,实现上位机的疲劳分析系统设计。实现疲劳状态评估。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP274.2;R318

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