身份識別與生理參數(shù)采集系統(tǒng)

余志康

（香港大學電氣和電子工程學院 中國香港特別行政區(qū) 999077）

本文的主要研究內(nèi)容為設計一個能夠同時測量三種生理參數(shù)的多生理參數(shù)檢測系統(tǒng)，可以實時、連續(xù)地監(jiān)測用戶的心率、血氧飽和度、溫度、身份、有無佩戴口罩。整個系統(tǒng)分為嵌入式、人臉識別兩部分，嵌入式部分的控制器為STM32開發(fā)板，人臉識別部分的控制器為K210。系統(tǒng)的軟件算法主要有FFT算法、人臉坐標獲取、根據(jù)仿射變換矩陣計算人臉特征值，遍歷比對特征值。

1 系統(tǒng)整體方案設計

1.1 生理參數(shù)電信號的檢測方案設計

1.1.1 溫度信號特性及測量方法

物體的溫度與其單位面積輻射功率的關系由黑體輻射定律P=σ*T給出。人體輻射波長，γ=9300nm，已知紅外線波長為760nm-1mm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，人體輻射波長是屬于紅外光的，即人的輻射主要在紅外波段。因此可以使用傳感器探測人體的輻射能量來計算出人體表面的溫度。

1.1.2 心率信號特性及測量方法

傳感器來測量心率是采用的光電容積法，借助LED光進行A/D轉(zhuǎn)換進而測量心率。反射回來的光信號在經(jīng)過傳感器數(shù)模轉(zhuǎn)換后，得到的電信號是由直流信號以及交流信號疊加而成的。采集的電信號對心率計算有用的需要分析的是交流部分。頻域變換處理信號得到心率的方法更適合嵌入式平臺，因此采用光電容積頻域計算方法來檢測心率信號。

1.1.3 血氧飽和度信號特性及測量方法

脈搏血氧測定法(Pulse Oximetry)是最為常用的一種光學法。通過觀察Hb和HbO2的吸收率隨波長變化曲線，可以選擇RED和IR光來對應氧合血紅蛋白和血紅蛋白。……