Individální projekty MPOA

Tato stránka je pouze pro čtení. Můžete si pouze prohlédnout zdrojový kód, ale ne ho měnit. Zeptejte se správce, pokud si myslíte, že něco není v pořádku.
====== Detektor stresového stavu (lži) ======
Jakub Rusz \\
Jakub Milek

===== Úvod =====
Cílem projektu bylo sestavit detektor lži s pomocí vývojového kitu FRDM-K64F. Vstupní signály jsou záznam EKG a záznam dechové křivky z termistoru. Jako předzesilovače slouží měřící jednotky MP-35 od firmy Biopac. Zesílené nefiltrované signály jsou přivedeny na analogové vstupy procesoru. V processoru se EKG signál vzorkuje frekvencí 1 kHz a dechová křivka frekvencí 10 Hz. Filtrace je pomocí IIR filtrů. Výsledné vyhodnocení je posíláno přes sériovou linku do PC.

===== Vstupní signály =====
EKG je elektrická aktivita srdce. Nejjednodušší způsob jak ji zaznamenat je pomocí tří elektrod na končetinách a tak je tomu i v našem případě. Zemnící elektroda je na pravé noze, kladná je na levém zápěstí a záporná na pravém zápěstí. Tyto elektrody vedou na jeden ze čtyř vstupních kanálů na měřící jednotce MP-35. Software v počítači zobrazuje filtrovanou a zesílenou EKG křivku a na výstup posílá pouze zesílený signál z vybraného vstupu. Signál je vyveden dvěmi dráty a přiveden na osciloskop pro vizualizaci a na analogový vstup A0 na procesoru. Tepová frekvence se určuje z doby mezi jednotlivými R vlnami, což signalizuje stah levé komory a vypuzení krve ze srdce do krevního oběhu. Tepová frekvence v tepech za minutu se určí jako 60/RR_interval.

Dechová křivka je zaznamenána pomocí termistoru, který je možné připojit k měřící jednotce MP-35. Termistor reaguje na změny teplot způsobené prouděním vzduchu při dýchání změnou svého odporu. Výsledkem jsou tedy změny úbytků napětí a to je opět vizualizováno softwarem na počítači a posíláno výstupem na osciloskop a analogový vstup A5 na procesoru. Dechová frekvece se určí podle periody dechové křivky, která připomíná sinusovku. Počet dechů za minutu je tedy 60/perioda.

Zesílení je v obou případech 5000. V průběhu práce bylo zkoušeno několik různých návrhů filtrů a přesné charakteristiky funkčních filtrů ve finální verzi byly ztraceny. Poslali jsme tedy na filtry Dirackův impuls a z výsledků filtrace jsme získali jejich impulsní charakteristiky. Filtrace EKG je pomocí pásmové propusti s mezními frekvencemi 10 Hz a 25 Hz. Filtrace dechové křivky je pomocí pásmové propusti s mezními frekvencemi 0.1 Hz a 1.2 Hz. Oba filtry jsou IIR typu Inverse Chebyshev (Chebyshev II). 

===== Zpracování vstupních signálů =====
V první části programu je for smyčka, která má za úkol naučit se práh pro detekci R vlny v EKG signálu. Čtení i filtrování je po jednom vzorku v každé iteraci smyčky ve které je nastaven wait na 1 ms čímž je určena vzorkovací frekvece. Neni to tedy přesně 1 kHz, ale vzhledem k jednoduchosti příkazů ve smyčce dostatečně blízko této hodnotě. Z načtených dat se počítá obálka, která má okno o velikosti 7 vzorků, takže se začne počítat až po načtení sedmi vzorků. Při výpočtu obálky se z okna vybere maximum, umocní na druhou a to se uloží jako aktuální vzorek obálky. Tato inicializačni smyčka proběhne 10000x. Výsledný práh se pak vypočítá jako 40% ze 150ti maxim v této učící fázi.

V druhé části programu se určuje normální tepová i dechová frekvence. Před začátkem se spustí timer t pro potřebné výpočty. Smyčka je oproti té předešlé doplněna o zaznamenání času při prvním překročení meze a druhém překročení meze EKG obálky. Aktuální tepová frekvence
Individální projekty MPOA

Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web

Nástroje pro stránku
