余志康

（香港大学电气和电子工程学院 中国香港特别行政区 999077）

本文的主要研究内容为设计一个能够同时测量三种生理参数的多生理参数检测系统，可以实时、连续地监测用户的心率、血氧饱和度、温度、身份、有无佩戴口罩。整个系统分为嵌入式、人脸识别两部分，嵌入式部分的控制器为STM32开发板，人脸识别部分的控制器为K210。系统的软件算法主要有FFT算法、人脸坐标获取、根据仿射变换矩阵计算人脸特征值，遍历比对特征值。

1 系统整体方案设计

1.1 生理参数电信号的检测方案设计

1.1.1 温度信号特性及测量方法

物体的温度与其单位面积辐射功率的关系由黑体辐射定律P=σ*T给出。人体辐射波长，γ=9300nm，已知红外线波长为760nm-1mm，根据以上数据，人体辐射波长是属于红外光的，即人的辐射主要在红外波段。因此可以使用传感器探测人体的辐射能量来计算出人体表面的温度。

1.1.2 心率信号特性及测量方法

传感器来测量心率是采用的光电容积法，借助LED光进行A/D转换进而测量心率。反射回来的光信号在经过传感器数模转换后，得到的电信号是由直流信号以及交流信号叠加而成的。采集的电信号对心率计算有用的需要分析的是交流部分。频域变换处理信号得到心率的方法更适合嵌入式平台，因此采用光电容积频域计算方法来检测心率信号。

1.1.3 血氧饱和度信号特性及测量方法

脉搏血氧测定法(Pulse Oximetry)是最为常用的一种光学法。通过观察Hb和HbO2的吸收率随波长变化曲线，可以选择RED和IR光来对应氧合血红蛋白和血红蛋白。……